基于STM32的农业物联网网关设计及在水肥一体化中的应用
发布时间：2021-07-18 15:13
我国自古以来就是农业大国,同时又是农业弱国,人口多、水资源少、耕地少。随着社会的发展,传统农业已经不适应当前的需求,将物联网技术引入农业生产,打造智慧农业是未来农业的发展趋势。网关在物联网中占据核心位置,它向下连接感知层传感器,向上通过传输层连接云平台。因此开发出一款性能优良、功能强大的物联网网关是重中之重。STM32微处理器应用广泛、功能强大且稳定、性价比高,其内嵌多种片上外设,如串口、ADC、I2C等,非常适合作为农业物联网网关的处理器。网关向下需要适配多种常用的传感器传输协议,向上需要提供多种网络接入方式,提供网络频段支持。水肥一体化在我国处于刚起步阶段,大部分设备来源于以色列等国。水肥一体化有着节水省肥、避免粗滥灌溉造成环境污染、节省人力、高效方便等众多优点,现阶段发展水肥一体化技术对于我国传统农业的升级有着重要意义。本文设计一款新型农业物联网网关,可以作为水肥一体化系统的控制中心和信息传递枢纽,通过信息的传递收集采集数据、下发控制指令,通过与云平台的沟通可以上报当前各种状态参数,实现远程监控。将物联网技术与水肥一体化相结合为智慧农业的发展提供了新方案。
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２重力自压式施肥法??
浙江大学硕士学位论文?绪论??压差式施肥装置主要以压差施肥罐为主，由肥液罐、进排液管以及管间节制??阀姐成。当关小节制阀时，施肥罐进出口段会产生一定压差，如图１．２。压差施??肥罐是我国普遍应用的一种灌溉施肥装置，但由于其操作简单，研究并不多［９］。??ｐｇｇｒ｜??ＣＸＪ?ＯＺＪ??图１．３压差式施肥罐??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｔａｎｋ??文丘里施肥器是利用水流经过文丘里管收缩段时，由于流通截面减小，流速??加快形成负压，从而将肥料均勻吸入灌溉系统进行施肥，如图１．３。我国对文丘??里施肥器进行了大量研究，基本涵盖了文丘里管流体运动的大多方面。封俊［ＩＧ］??结合伯努利方程和连续性方程推求了临界流量、吸肥量、喉管压力等参数计算公??式。王淼、黄兴法等［１１］使用ＣＦＤ摸拟了文丘里施肥器结构参数对水力性能的影??响。李加念［１２］等开发了一套文丘里变量施肥装置，为智能化施肥开辟了道路。??ｗ??图１．４文丘里式施肥装置??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｖｅｎｔｕｒｉ?ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅ??６??
浙江大学硕士学位论文?绪论??压差式施肥装置主要以压差施肥罐为主，由肥液罐、进排液管以及管间节制??阀姐成。当关小节制阀时，施肥罐进出口段会产生一定压差，如图１．２。压差施??肥罐是我国普遍应用的一种灌溉施肥装置，但由于其操作简单，研究并不多［９］。??ｐｇｇｒ｜??ＣＸＪ?ＯＺＪ??图１．３压差式施肥罐??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｔａｎｋ??文丘里施肥器是利用水流经过文丘里管收缩段时，由于流通截面减小，流速??加快形成负压，从而将肥料均勻吸入灌溉系统进行施肥，如图１．３。我国对文丘??里施肥器进行了大量研究，基本涵盖了文丘里管流体运动的大多方面。封俊［ＩＧ］??结合伯努利方程和连续性方程推求了临界流量、吸肥量、喉管压力等参数计算公??式。王淼、黄兴法等［１１］使用ＣＦＤ摸拟了文丘里施肥器结构参数对水力性能的影??响。李加念［１２］等开发了一套文丘里变量施肥装置，为智能化施肥开辟了道路。??ｗ??图１．４文丘里式施肥装置??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｖｅｎｔｕｒｉ?ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅ??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电力载波的移动变电站监控系统设计及应用[J]. 郝正强. 自动化应用. 2019(06)
[2]基于MQTT协议的城市水务物联网监控系统设计[J]. 刘佳. 物联网技术. 2019(06)
[3]NB-IoT低功耗技术及功率参数配置研究[J]. 刘克清,周俊,李世光,任晓华. 移动通信. 2018(12)
[4]物联网在农业中的应用研究[J]. 彭秀萍. 信息与电脑(理论版). 2018(17)
[5]物联网网关技术与应用[J]. 赵磊. 科技风. 2018(25)
[6]国内外水肥一体化技术发展现状与趋势[J]. 李寒松,贾振超,张锋,赵峰,贺晓东,慈文亮,李青,李震. 农业装备与车辆工程. 2018(06)
[7]我国水肥一体化技术研究进展[J]. 王凯. 作物研究. 2018(03)
[8]水肥一体化技术的推广研究及探讨[J]. 王静. 农业与技术. 2018(10)
[9]基于开放标准的NB-IoT平台体系设计[J]. 欧阳恩山. 福建冶金. 2017(06)
[10]NB-IoT无线吞吐率及低功耗技术探讨[J]. 郭宝,刘毅,张阳. 移动通信. 2017(11)
硕士论文
[1]基于433MHz无线自组传感器网络系统的研究与设计[D]. 王荣.天津理工大学 2018
[2]基于433MHz频段的农业物联网无线测控系统及应用[D]. 倪忠俊.浙江大学 2017
[3]基于M2M网关的CoAP协议实现[D]. 刘紫青.武汉邮电科学研究院 2012
本文编号：3289827
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２重力自压式施肥法??
浙江大学硕士学位论文?绪论??压差式施肥装置主要以压差施肥罐为主，由肥液罐、进排液管以及管间节制??阀姐成。当关小节制阀时，施肥罐进出口段会产生一定压差，如图１．２。压差施??肥罐是我国普遍应用的一种灌溉施肥装置，但由于其操作简单，研究并不多［９］。??ｐｇｇｒ｜??ＣＸＪ?ＯＺＪ??图１．３压差式施肥罐??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｔａｎｋ??文丘里施肥器是利用水流经过文丘里管收缩段时，由于流通截面减小，流速??加快形成负压，从而将肥料均勻吸入灌溉系统进行施肥，如图１．３。我国对文丘??里施肥器进行了大量研究，基本涵盖了文丘里管流体运动的大多方面。封俊［ＩＧ］??结合伯努利方程和连续性方程推求了临界流量、吸肥量、喉管压力等参数计算公??式。王淼、黄兴法等［１１］使用ＣＦＤ摸拟了文丘里施肥器结构参数对水力性能的影??响。李加念［１２］等开发了一套文丘里变量施肥装置，为智能化施肥开辟了道路。??ｗ??图１．４文丘里式施肥装置??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｖｅｎｔｕｒｉ?ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅ??６??
浙江大学硕士学位论文?绪论??压差式施肥装置主要以压差施肥罐为主，由肥液罐、进排液管以及管间节制??阀姐成。当关小节制阀时，施肥罐进出口段会产生一定压差，如图１．２。压差施??肥罐是我国普遍应用的一种灌溉施肥装置，但由于其操作简单，研究并不多［９］。??ｐｇｇｒ｜??ＣＸＪ?ＯＺＪ??图１．３压差式施肥罐??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｔａｎｋ??文丘里施肥器是利用水流经过文丘里管收缩段时，由于流通截面减小，流速??加快形成负压，从而将肥料均勻吸入灌溉系统进行施肥，如图１．３。我国对文丘??里施肥器进行了大量研究，基本涵盖了文丘里管流体运动的大多方面。封俊［ＩＧ］??结合伯努利方程和连续性方程推求了临界流量、吸肥量、喉管压力等参数计算公??式。王淼、黄兴法等［１１］使用ＣＦＤ摸拟了文丘里施肥器结构参数对水力性能的影??响。李加念［１２］等开发了一套文丘里变量施肥装置，为智能化施肥开辟了道路。??ｗ??图１．４文丘里式施肥装置??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｖｅｎｔｕｒｉ?ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅ??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电力载波的移动变电站监控系统设计及应用[J]. 郝正强. 自动化应用. 2019(06)
[2]基于MQTT协议的城市水务物联网监控系统设计[J]. 刘佳. 物联网技术. 2019(06)
[3]NB-IoT低功耗技术及功率参数配置研究[J]. 刘克清,周俊,李世光,任晓华. 移动通信. 2018(12)
[4]物联网在农业中的应用研究[J]. 彭秀萍. 信息与电脑(理论版). 2018(17)
[5]物联网网关技术与应用[J]. 赵磊. 科技风. 2018(25)
[6]国内外水肥一体化技术发展现状与趋势[J]. 李寒松,贾振超,张锋,赵峰,贺晓东,慈文亮,李青,李震. 农业装备与车辆工程. 2018(06)
[7]我国水肥一体化技术研究进展[J]. 王凯. 作物研究. 2018(03)
[8]水肥一体化技术的推广研究及探讨[J]. 王静. 农业与技术. 2018(10)
[9]基于开放标准的NB-IoT平台体系设计[J]. 欧阳恩山. 福建冶金. 2017(06)
[10]NB-IoT无线吞吐率及低功耗技术探讨[J]. 郭宝,刘毅,张阳. 移动通信. 2017(11)
硕士论文
[1]基于433MHz无线自组传感器网络系统的研究与设计[D]. 王荣.天津理工大学 2018
[2]基于433MHz频段的农业物联网无线测控系统及应用[D]. 倪忠俊.浙江大学 2017
[3]基于M2M网关的CoAP协议实现[D]. 刘紫青.武汉邮电科学研究院 2012
本文编号：3289827
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