农作物种植环境监测及质量溯源系统

发布时间：2020-09-07 19:07

　　 农业信息化、自动化技术在我国的基层使用仍然存在诸多问题。由于专业知识和技术的限制,大部分种植者依然依靠人力凭借经验对农作物的种植进行管理。有些地区受到地形限制,无法铺设光纤、电缆,架设无线网络环境,即使可以搭建网络环境和输电装置,高昂的铺设费用也让很多管理者望而却步,并不能真正享受信息化所带来的增产增收。当今食品安全问题已经被国家高度重视,能够记录农作物全程种植信息的溯源系统是监管食品安全的有效手段。开发基于太阳能供电的全程自动监测农作物种植过程的硬件装置,和能够供消费者查询种植管理信息的互动溯源体系是十分必要的。针对以上问题,设计开发了农作物种植环境监测及质量溯源系统。在硬件装置上面,采用stm32f103作为数据处理芯片,HSTL—102STRWS土壤温湿度传感器、SHT20空气温湿度传感器作为环境监测模块。传感器通过UART以及I~2C与单片机进行数据传输。装置采用太阳能电池板与锂电池混合供电,市电补充性供电模式。解决了因为特殊地形无法铺设输电电线的问题,一定程度上节约了能源。针对传统采集装置传输距离限制、布线成本高、可移动性差的缺点,通过采用GPRS远程数据传输方式解决相关问题,实现了种植环境信息的全程自动化监测。在软件平台方面,选择B/S架构设计平台,解决了传统C/S架构对硬件要求高的问题。管理者可以在任何浏览器载体上对环境进行监测以及溯源管理信息的录入,避免了信息的遗露。为消除第三方物联网机构的规则限制,选择阿里云作为服务器厂商,自行搭建配置服务器开发环境。设计与硬件连接的接口程序,实现全天候实时的监测环境参数。根据使用场景要求设计MySQL数据库,确定数据表格式,保证录入数据的全面性。为了更贴合基层人员的使用习惯,使用HTML+CSS+JavaScript+PHP开发web应用,尽可能的减少前端输入,更多的由后端逻辑去执行。软件平台可以实现农作物种源、苗源、施肥、农药、采收、运输等全程信息的记录与查询。本系统实现了全天候实时监测农作物种植环境信息,监测装置能够全自动运行。实现将数据库中的农作物种植全过程溯源信息、被监测地区的实时上传的数据以网页的形式反馈给使用者和消费者,从而实现农产品的种植环境监控以及溯源功能。具有适应性强、信息化程度高、成本较低等优点,有利于我国提高农业生产效率,减少食品安全问题的发生。
【学位单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP311.52;TP212;S126
【部分图文】：

农作物种植环境监测及质量溯源系统2 农作物种植环境监测装置设计适宜的环境条件有利于高品质农作物种植生产效率的提升。全天候的对环监控调度对于农作物的生长是很有必要性的。但是单纯的由人员进行监测对人又是极大的浪费，所以设计一种可以全自动、工作时间持久的环境监测装置是要的。本章主要涵括对农作物种植环境监测装置的相关器件进行选型以及农作环境监测装置的设计与实物制作。2.1 装置总体结构本采集装置的结构如图 2-1 所示

图 2-2 土壤温湿度传感器Figure 2-2 Soil Temperature and Humidity Sensor传感器的选型环境监测装置，需要稳定性较强，更低市面上应用较多的选择。除需与空气接触——可使电容式湿度传感器免受外界影容式湿度传感器、带隙温度传感器和专ens 芯片上,使得传感器具有低功耗特点他同类器件要低，拥有更高的性价比。表 2-2 空气温湿度传感器技术参数表 2-2 Technical parameter table of air temperature and hum测量精温度测量量温度测量精

图 2-3 空气温湿度传感器Figure 2-3Air Temperature and Humidity Sensor为了避免架设光纤以及铺设 wifi 网型号为 AIR202 的 GPRS 模块。该耗，多频段等特点。该模块电流功0/900/1800/1900MHZ 频段进行数据的交互要求。其拥有 Lua 与 AT 两自定义模块设定。模块支持 3 路。图 2-4 为 GPRS 模块实物图。

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