基于云服务的温室远程智能控制系统
发布时间：2021-12-25 11:22
针对我国传统温室监控系统在终端访问和远程管理方面存在的不足,以及在智能控制系统性能上还存在的局限性,本文结合移动通信技术和云服务器平台研究一种基于云服务的嵌入式智能控制系统。该系统实现对温室内主要环境因子的智能控制、实时观测、远程调控和用户分级管理,不仅可以提高灌溉及栽培效率,还能促使农业种植、经营和管理过程的融合,推动现代农业物联网产业的发展。本系统由现场控制器端、云服务器端和客户端三大部分组成,主要研究工作如下:首先,完成了对现场控制器端的软硬件研发。在设备硬件方面,主要对基于STM32的主控制器模块、电源模块、数据采集模块和4G通讯模块等进行了电路设计,并对数据采集单元和灌溉管网进行了最优布局设计;在软件方面,根据不同功能单元进行了软件设计,并针对土壤灌溉控制部分进行了模糊PID算法研究及仿真。其次,完成了基于物联网云平台的服务端设计及部署。在对当前比较流行的物联网云平台比较分析后,确定了在基于MQTT通讯协议的阿里云平台上部署服务端的设计方案。然后从数据结构和API封装等方面分别介绍了设备管理服务、数据开发服务、业务逻辑开发服务以及规则引擎数据流转服务的搭建设计。接着,完成了W...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
土壤温湿度控制流程图
系统总体设计7①节水滴灌控制土壤温湿度对土壤温湿度的调控主要是靠土壤水分灌溉，所以本系统通过计算灌溉量对土壤湿度进行精准滴灌调控，由于滴灌的摆放位置对土壤温度有显著影响，所以还能间接调控土壤温度。首先参考科学的种植经验设定土壤湿度值（阈值），再根据所采集到的土壤湿度参数与所设定阈值制定相应控制算法，最后对管网中的滴灌电磁阀进行定时开启或关闭控制，从而精确调节土壤的湿度。土壤温湿度控制流程如图2.2所示。图2.2土壤温湿度控制流程图Figure2.2Flowchartofsoiltemperatureandhumiditycontrol②喷灌控制调节空气湿度及叶面喷洒由于喷灌可在高空喷洒，具有调节田间小气候的特点，所以本系统采用喷灌控制调节空气温湿度。调控时需要先依据科学的种植经验设定空气湿度阈值，然后将实时空气湿度数值与阈值进行逻辑比较控制喷灌电磁阀的开启或关闭，最终实现对空气湿度的控制。空气湿度控制流程如图2.3所示。图2.3空气湿度控制流程图Figure2.3Flowchartofairhumiditycontrol③风机控制空气温度由于空气流动会对空气温度产生很大影响，查阅文献资料也证明风机对控制空气温度效果显著，所以本系统采用风机控制温室内空气温度。对于空气温度的调控，首
基于云服务的温室远程智能控制系统先同样需要设定空气温度阈值，然后将实时空气温度数值与阈值进行逻辑比较控制风机电磁阀的开启或关闭，从而实现对空气温度的控制。空气温度控制流程如图2.4所示。图2.4空气温度控制流程图Figure2.4Flowchartofairtemperatureandhumiditycontrol2.1.3技术方案梳理功能需求及温室环境参数调控策略分析，将本系统细化为五个基本功能，且技术实现方案如图2.5所示。图2.5系统技术实现方案Figure2.5Systemtechnologyimplementationplan（1）温室环境参数的采集、存储及传输选择合适的传感器对温室的空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度进行采集，并将采集到的数据通过串口传输到主控制器进行分析和存储。然后主控制器再通过
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于安卓系统无信号状态下的手机APP导航定位[J]. 王伟栋,周志易,李晓莉,符永清,张水根. 城市勘测. 2018(06)
[2]PLC与单片机技术选用策略[J]. 郑春禄. 湖北农机化. 2018(11)
[3]农业温室大棚远程监测平台设计[J]. 宋俊慷,谭佩文,朱冬妹,李光惠,陈丽芳. 民营科技. 2018(07)
[4]农业物联网产业发展分析与政策建议[J]. 李瑾,郭美荣,冯献. 科技导报. 2018(11)
[5]模糊PID智能灌溉控制器的设计及MATLAB仿真[J]. 於沈刚,马明舟,岳雪峰,万衡,王运圣. 节水灌溉. 2018(05)
[6]水分传感器位置及灌水阈值对膜下滴灌棉花生理指标及产量的影响[J]. 王风姣,王振华,张金珠,李文昊. 节水灌溉. 2018(05)
[7]基于手机APP的温室大棚温湿度自动控制系统设计[J]. 吴宝忠,任振辉,王娟. 中国农机化学报. 2018(04)
[8]基于PLC的智能农业温室大棚控制系统设计[J]. 曾令培. 南方农机. 2017(19)
[9]基于Web的节水灌溉远程监控系统[J]. 陈诚. 计算机与现代化. 2017(06)
[10]基于物联网的农业生产过程智能控制系统研究[J]. 孙小丽,马皓诚,王瑞,曹新伟,宋兵伟,穆晓路,史慧锋. 农业开发与装备. 2017(05)
硕士论文
[1]基于实时控制灌溉系统的温室黄瓜土壤水分传感器合理埋设位置研究[D]. 李堃.宁夏大学 2016
[2]基于ZigBee和模糊PID技术的温室灌溉系统的设计与研究[D]. 周兵.昆明理工大学 2014
[3]基于ZigBee与GPRS的温室番茄远程智能灌溉系统的研究与实现[D]. 陈辉.浙江大学 2013
[4]基于ZigBee的温室大棚智能监控系统的研究[D]. 陶平.西华大学 2012
[5]VENLO型温室建模与智能控制研究[D]. 严海.浙江工业大学 2009
本文编号：3552364
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
土壤温湿度控制流程图
系统总体设计7①节水滴灌控制土壤温湿度对土壤温湿度的调控主要是靠土壤水分灌溉，所以本系统通过计算灌溉量对土壤湿度进行精准滴灌调控，由于滴灌的摆放位置对土壤温度有显著影响，所以还能间接调控土壤温度。首先参考科学的种植经验设定土壤湿度值（阈值），再根据所采集到的土壤湿度参数与所设定阈值制定相应控制算法，最后对管网中的滴灌电磁阀进行定时开启或关闭控制，从而精确调节土壤的湿度。土壤温湿度控制流程如图2.2所示。图2.2土壤温湿度控制流程图Figure2.2Flowchartofsoiltemperatureandhumiditycontrol②喷灌控制调节空气湿度及叶面喷洒由于喷灌可在高空喷洒，具有调节田间小气候的特点，所以本系统采用喷灌控制调节空气温湿度。调控时需要先依据科学的种植经验设定空气湿度阈值，然后将实时空气湿度数值与阈值进行逻辑比较控制喷灌电磁阀的开启或关闭，最终实现对空气湿度的控制。空气湿度控制流程如图2.3所示。图2.3空气湿度控制流程图Figure2.3Flowchartofairhumiditycontrol③风机控制空气温度由于空气流动会对空气温度产生很大影响，查阅文献资料也证明风机对控制空气温度效果显著，所以本系统采用风机控制温室内空气温度。对于空气温度的调控，首
基于云服务的温室远程智能控制系统先同样需要设定空气温度阈值，然后将实时空气温度数值与阈值进行逻辑比较控制风机电磁阀的开启或关闭，从而实现对空气温度的控制。空气温度控制流程如图2.4所示。图2.4空气温度控制流程图Figure2.4Flowchartofairtemperatureandhumiditycontrol2.1.3技术方案梳理功能需求及温室环境参数调控策略分析，将本系统细化为五个基本功能，且技术实现方案如图2.5所示。图2.5系统技术实现方案Figure2.5Systemtechnologyimplementationplan（1）温室环境参数的采集、存储及传输选择合适的传感器对温室的空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度进行采集，并将采集到的数据通过串口传输到主控制器进行分析和存储。然后主控制器再通过
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于安卓系统无信号状态下的手机APP导航定位[J]. 王伟栋,周志易,李晓莉,符永清,张水根. 城市勘测. 2018(06)
[2]PLC与单片机技术选用策略[J]. 郑春禄. 湖北农机化. 2018(11)
[3]农业温室大棚远程监测平台设计[J]. 宋俊慷,谭佩文,朱冬妹,李光惠,陈丽芳. 民营科技. 2018(07)
[4]农业物联网产业发展分析与政策建议[J]. 李瑾,郭美荣,冯献. 科技导报. 2018(11)
[5]模糊PID智能灌溉控制器的设计及MATLAB仿真[J]. 於沈刚,马明舟,岳雪峰,万衡,王运圣. 节水灌溉. 2018(05)
[6]水分传感器位置及灌水阈值对膜下滴灌棉花生理指标及产量的影响[J]. 王风姣,王振华,张金珠,李文昊. 节水灌溉. 2018(05)
[7]基于手机APP的温室大棚温湿度自动控制系统设计[J]. 吴宝忠,任振辉,王娟. 中国农机化学报. 2018(04)
[8]基于PLC的智能农业温室大棚控制系统设计[J]. 曾令培. 南方农机. 2017(19)
[9]基于Web的节水灌溉远程监控系统[J]. 陈诚. 计算机与现代化. 2017(06)
[10]基于物联网的农业生产过程智能控制系统研究[J]. 孙小丽,马皓诚,王瑞,曹新伟,宋兵伟,穆晓路,史慧锋. 农业开发与装备. 2017(05)
硕士论文
[1]基于实时控制灌溉系统的温室黄瓜土壤水分传感器合理埋设位置研究[D]. 李堃.宁夏大学 2016
[2]基于ZigBee和模糊PID技术的温室灌溉系统的设计与研究[D]. 周兵.昆明理工大学 2014
[3]基于ZigBee与GPRS的温室番茄远程智能灌溉系统的研究与实现[D]. 陈辉.浙江大学 2013
[4]基于ZigBee的温室大棚智能监控系统的研究[D]. 陶平.西华大学 2012
[5]VENLO型温室建模与智能控制研究[D]. 严海.浙江工业大学 2009
本文编号：3552364
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