基于ARM Cortex-M4的精准农业农田数据采集系统的研究与开发

发布时间：2021-04-21 01:37

　　精准农业是现代农业发展的一个全新理念,其实质是对农作物生长环境数据进行采集、分析,反馈农作物生长状态,以满足精准农业对提高农作物产量和质量的要求。本文基于ARM Cortex-M4对农业农田数据采集系统进行研究与开发,采用S T（意法半导体）公司TM4C1294NCPDT单片机,设计8参数精准农业数据采集系统,主要内容如下:（1）系统总体方案设计:分别对农田地理位置、环境温度与湿度、农作物光合作用所需CO2浓度、光照强度、土壤温度、土壤湿度、土壤电导率农作物生长数据进行采集设计。（2）系统硬件平台设计:从微控器、电源、TM4C1294NCPDT系统设计、OL ED、LORA无线通信等技术模块进行设计。（3）软件系统设计:数据采集、通信、定位、显示等模块分别进行设计,提高界面交互能力。（4）系统测试:通过对该设计进行系统测试,达到预期效果,开发了一套基于ARM Cortex-M4的精准农业农田数据采集系统。本文主要创新点:（1）多参数同时采集,远程传输至控制终端,数据实时性好。（2）采用人机交互式设计,提高交互能力。 

【文章来源】：西京学院陕西省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 系统总体设计
    2.1 系统性能要求
    2.2 系统总体方案设计
    2.3 信息采集技术
        2.3.1 环境信息采集
        2.3.2 土壤信息采集
    2.4 LORA无线通信技术
    2.5 GPS/BDS双定位技术
    2.6 本章小结
第三章 系统硬件平台设计
    3.1 硬件设计的整体方案
    3.2 微控制器选型
        3.2.1 TM4C1294NCPDT微处理器
        3.2.2 微处理器外围配置
    3.3 电源电路
        3.3.1 3.3 V电源设计
        3.3.2 5V电源设计
    3.4 电量检测电路设计
    3.5 TM4C1294NCPDT系统设计
        3.5.1 TM4C1294NCPDT最小系统设计
        3.5.2 外围电路设计
    3.6 信息采集电路设计
        3.6.1 环境采集电路设计
        3.6.2 土壤采集电路设计
    3.7 LORA无线通信技术设计
        3.7.1 ATK-LORA-01 特性参数
        3.7.2 LORA无线通信电路设计
    3.8 GPS/BDS双定位技术
    3.9 OLED显示屏模块设计
        3.9.1 OLED液晶显示模块原理
        3.9.2 OLED液晶模块电路设计
    3.10 硬件实现
        3.10.1 TM4C1294NCPDT系统板
        3.10.2 UM220-III定位、LORA通信板
    3.11 硬件测试
    3.12 本章小结
第四章 农田数据采集系统软件设计
    4.1 软件系统
    4.2 农田数据采集系统程序设计
        4.2.1 环境温度、湿度程序设计
        4.2.2 土壤温湿度、电导率程序设计
        4.2.3 二氧化碳浓度的程序设计
        4.2.4 光照强度程序设计
    4.3 BDS/GPS位置获取解析
    4.4 OLED显示程序设计
        4.4.1 显存
        4.4.2 指令
    4.5 LORA无线通信程序设计
    4.6 本章小结
第五章 系统测试与结果分析
    5.1 测试平台
    5.2 系统测试
        5.2.1 精准农业数据采集系统测试
        5.2.2 LORA无线通信测试
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢



本文编号：3150795