基于ZigBee物联网技术智慧农业大棚的研究
发布时间：2021-05-19 14:00
传统种植模式下的农作物生长易受自然天气等因素的影响,因此造成农民种植成本高、效益低的结果。针对以上问题,实现对智慧农业大棚内农作物生长的智能控制利用ZigBee通信技术设计了一整套智慧农业大棚智能系统。整体的主要研究工作如下:1)完成了大棚系统上位机与下位机的软硬件设计,包括对感知层农田数据采集模块中各类传感器节点软硬件的功能设计,传输层数据传输模块、现场监控模块和预警提示模块的设计,应用层决策平台系统智能控制模块的设计。2)针对农作物生长过程中存在的多种模糊性环境参数之间的耦合影响问题。研究了基于Mamdani模糊控制理论的控制系统,通过分析大棚内各种参数后得出控制策略,经过人为设定智慧农业大棚内环境参数来保证农作物健康生长。3)针对节约灌溉用水问题,设计了智能灌溉管理系统。以每日的土壤水分差为单位,经过两周的预测数据仿真结果得知,SVR+k-means聚类规划预测算法预测结果与传统HS算法方法比较跟实际测量结果的拟合程度更好、波动更小、精度更高。最后,结果表明SVR+k-means规划预测算法让用户根据量化结果得到合理的灌溉建议,达到节约水资源的目的。图35幅;表3个;参49篇。
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 物联网智慧农业建设
1.1.2 物联网智慧农业研究意义
1.2 智慧农业的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 智慧农业大棚的主要研究内容
1.4 论文章节安排
第2章 ZigBee通信技术
2.1 ZigBee技术介绍
2.1.1 ZigBee技术说明
2.1.2 ZigBee技术特点
2.2 ZigBee通信协议
2.2.1 ZigBee协议制定标准
2.2.2 ZigBee协议的发展
2.3 ZigBee通信网络结构
2.4 ZigBee组网
2.4.1 网络初始化
2.4.2 节点入网
2.4.3 节点地址分配
2.5 本章小结
第3章 智慧农业大棚功能系统结构
3.1 智慧农业大棚整体架构
3.1.1 感知层
3.1.2 传输层
3.1.3 应用层
3.2 系统功能结构
3.2.1 数据采集功能系统
3.2.2 数据传输功能系统
3.2.3 现场监控功能系统
3.2.4 自动预警提示功能系统
3.2.5 智能平台控制功能系统
3.3 本章小结
第4章 智慧农业大棚主要功能系统结构设计
4.1 下位机硬件结构设计
4.1.1 终端采集节点设计
4.1.2 协调器节点设计
4.1.3 路由节点设计
4.2 上位机硬件结构设计
4.3 下位机软件设计
4.3.1 终端采集节点工作设计
4.3.2 路由节点工作设计
4.3.3 协调器节点工作设计
4.4 上位机软件设计
4.5 本章小结
第5章 智能平台控制系统功能实现
5.1 Mamdani模糊控制智能系统
5.1.1 精确量模糊化
5.1.2 模糊规则与推理
5.2 智慧农业大棚灌溉控制系统设计
5.2.1 土壤水分差预测算法介绍
5.2.2 规划预测算法灌溉原理
5.2.3 数据分析
5.2.4 仿真分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于精英反向学习的萤火虫k-means改进算法[J]. 汤文亮,张平,汤树芳. 计算机工程与设计. 2019(11)
[2]基于信息化视角下智慧农业园区发展对策与研究[J]. 张孝倩,肖新,陈红,石笑娜,刘杰,唐小倩. 赤峰学院学报(自然科学版). 2019(10)
[3]基于ZigBee技术的无线通信浅析[J]. 丁国明. 电脑知识与技术. 2019(27)
[4]农村土地政策改革与城乡融合发展——基于中央“一号文件”的政策分析[J]. 于晓华,钟晓萍,张越杰. 吉林大学社会科学学报. 2019(05)
[5]基于ZigBee无线传感器网络的环境质量监测系统设计[J]. 马爱霞,徐音. 无线互联科技. 2019(13)
[6]基于STC89C52大棚室内DHT11温湿度控制器设计[J]. 罗小亚,吴玛佳. 河南科技. 2018(34)
[7]基于ZigBee农田水肥一体化智能灌溉系统设计[J]. 陈天成. 中国设备工程. 2018(23)
[8]国外智慧农业的发展经验及其对中国的启示[J]. 刘建波,李红艳,孙世勋,杨兴龙. 世界农业. 2018(11)
[9]基于Z-Stack协议栈的ZigBee应用系统设计[J]. 韩新风,高智中. 长春师范大学学报. 2018(08)
[10]“一带一路”倡议下“关中—天水经济区”知识产权战略构建研究[J]. 马治国,刘桢. 陕西行政学院学报. 2017(01)
博士论文
[1]基于无线传感器网络的农田环境监测系统研究与实现[D]. 孙玉文.南京农业大学 2013
硕士论文
[1]基于国际比较的中国智慧农业发展的影响因素及策略研究[D]. 冉红伟.重庆师范大学 2019
[2]以色列现代农业的科学精神及启示[D]. 李环宇.渤海大学 2019
[3]基于ZigBee无线技术的智能家居系统设计与实现[D]. 韦煜.电子科技大学 2019
[4]基于异常检测的改进K-means算法研究[D]. 薛晨杰.浙江农林大学 2019
[5]基于优化的SVR方法对时间序列中异常点的检测[D]. 马晓璐.兰州大学 2018
[6]基于设备云平台的智能农业温室大棚远程监控系统的实现[D]. 孙忠祥.哈尔滨理工大学 2017
[7]基于ZigBee无线传感网络的温室智能监控系统的研究与应用[D]. 季永权.浙江农林大学 2018
[8]面向用户体验的物联网科技园门户网站设计[D]. 汪洲洋.南京邮电大学 2013
本文编号：3195890
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 物联网智慧农业建设
1.1.2 物联网智慧农业研究意义
1.2 智慧农业的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 智慧农业大棚的主要研究内容
1.4 论文章节安排
第2章 ZigBee通信技术
2.1 ZigBee技术介绍
2.1.1 ZigBee技术说明
2.1.2 ZigBee技术特点
2.2 ZigBee通信协议
2.2.1 ZigBee协议制定标准
2.2.2 ZigBee协议的发展
2.3 ZigBee通信网络结构
2.4 ZigBee组网
2.4.1 网络初始化
2.4.2 节点入网
2.4.3 节点地址分配
2.5 本章小结
第3章 智慧农业大棚功能系统结构
3.1 智慧农业大棚整体架构
3.1.1 感知层
3.1.2 传输层
3.1.3 应用层
3.2 系统功能结构
3.2.1 数据采集功能系统
3.2.2 数据传输功能系统
3.2.3 现场监控功能系统
3.2.4 自动预警提示功能系统
3.2.5 智能平台控制功能系统
3.3 本章小结
第4章 智慧农业大棚主要功能系统结构设计
4.1 下位机硬件结构设计
4.1.1 终端采集节点设计
4.1.2 协调器节点设计
4.1.3 路由节点设计
4.2 上位机硬件结构设计
4.3 下位机软件设计
4.3.1 终端采集节点工作设计
4.3.2 路由节点工作设计
4.3.3 协调器节点工作设计
4.4 上位机软件设计
4.5 本章小结
第5章 智能平台控制系统功能实现
5.1 Mamdani模糊控制智能系统
5.1.1 精确量模糊化
5.1.2 模糊规则与推理
5.2 智慧农业大棚灌溉控制系统设计
5.2.1 土壤水分差预测算法介绍
5.2.2 规划预测算法灌溉原理
5.2.3 数据分析
5.2.4 仿真分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于精英反向学习的萤火虫k-means改进算法[J]. 汤文亮,张平,汤树芳. 计算机工程与设计. 2019(11)
[2]基于信息化视角下智慧农业园区发展对策与研究[J]. 张孝倩,肖新,陈红,石笑娜,刘杰,唐小倩. 赤峰学院学报(自然科学版). 2019(10)
[3]基于ZigBee技术的无线通信浅析[J]. 丁国明. 电脑知识与技术. 2019(27)
[4]农村土地政策改革与城乡融合发展——基于中央“一号文件”的政策分析[J]. 于晓华,钟晓萍,张越杰. 吉林大学社会科学学报. 2019(05)
[5]基于ZigBee无线传感器网络的环境质量监测系统设计[J]. 马爱霞,徐音. 无线互联科技. 2019(13)
[6]基于STC89C52大棚室内DHT11温湿度控制器设计[J]. 罗小亚,吴玛佳. 河南科技. 2018(34)
[7]基于ZigBee农田水肥一体化智能灌溉系统设计[J]. 陈天成. 中国设备工程. 2018(23)
[8]国外智慧农业的发展经验及其对中国的启示[J]. 刘建波,李红艳,孙世勋,杨兴龙. 世界农业. 2018(11)
[9]基于Z-Stack协议栈的ZigBee应用系统设计[J]. 韩新风,高智中. 长春师范大学学报. 2018(08)
[10]“一带一路”倡议下“关中—天水经济区”知识产权战略构建研究[J]. 马治国,刘桢. 陕西行政学院学报. 2017(01)
博士论文
[1]基于无线传感器网络的农田环境监测系统研究与实现[D]. 孙玉文.南京农业大学 2013
硕士论文
[1]基于国际比较的中国智慧农业发展的影响因素及策略研究[D]. 冉红伟.重庆师范大学 2019
[2]以色列现代农业的科学精神及启示[D]. 李环宇.渤海大学 2019
[3]基于ZigBee无线技术的智能家居系统设计与实现[D]. 韦煜.电子科技大学 2019
[4]基于异常检测的改进K-means算法研究[D]. 薛晨杰.浙江农林大学 2019
[5]基于优化的SVR方法对时间序列中异常点的检测[D]. 马晓璐.兰州大学 2018
[6]基于设备云平台的智能农业温室大棚远程监控系统的实现[D]. 孙忠祥.哈尔滨理工大学 2017
[7]基于ZigBee无线传感网络的温室智能监控系统的研究与应用[D]. 季永权.浙江农林大学 2018
[8]面向用户体验的物联网科技园门户网站设计[D]. 汪洲洋.南京邮电大学 2013
本文编号：3195890
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