温室大棚多传感农业物联网系统设计与研究
发布时间：2021-08-10 19:16
物联网能够利用先进的数据采集技术、数据传输技术和大数据技术等将人们关注的数据迅速快捷、鲜明高效地呈现出来。农业物联网技术作为一种新型技术,目前尚处于起步阶段。传统农业一般利用较为落后的农具进行耕作、浇灌,作业的时间也大多为凭经验而定,不利于农业的进一步发展。而基于物联网的现代农业能够很好利用各种传感设备和通讯设备测量出作物的生长环境参数,对作物需求进行准确的判断,进而控制作物在最佳的环境中生长,达到指导农业生产的目的。本文基于农业温室大棚环境:温湿度、CO2、土壤湿度、光照强度等影响作物生长的相关参数,通过相应的传感器技术搭建智能的多传感器网络平台,进行检测和上报、反馈设备的控制、用户远程监控和远程操控等硬件与软件设计,通过设计的农业物联网平台,使用户随时随地的掌握农田的实时情况,实现现代农业的信息化、自动化、智能化。具体来讲,本文的主要研究成果及内容如下:（1）分析了农业物联网体系架构,从感知层、传输层和应用层三个层次结合某温室大棚环境提出的系统功能需求,运用农业物联网的关键技术（信息感知技术、信息传输技术、串口通讯技术和数据分析与处理技术）,融合物联网、传感器、无线MESH网络,构...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
物联网结构体系
西南大学专业学位硕士论文7图1.2北京市设施农业物联网应用模式总体技术架构LiM等为解决我国农业物联网系统中数据集中储存导致各部分数据相互独立、互相读取困难的问题，提出了一种分布式的农业物联网结构。分布式农业物联网结构能更好地管理和存储多源、实时、海量的数据。同时，利用该系统对各种农产品进行识别和解码，查询农业物联网信息。所有的感知数据都直接与业务数据和农产品相关联，便于管理和查询。利用DS服务器和分布式IOT服务器实现了整个农业生产过程的跟踪与跟踪。设计了一个由DS和IoT-IS服务器组成的信息发现系统，实现了对农业生产所有业务数据的采集、标准化、管理、快速定位和方便查询。整个系统可以实现农产品的跟踪，农业生产质量的监督[46]。廖建尚等为解决我国农业物联网各个层次之间‘通信协议不统一的现状，提出一种应用于大棚物联网的通讯协议AGCP（agriculturegreenhousescommunicationprotocol）。通过光照度传感器、二氧化碳传感器、视频监控、土壤肥料检测传感器等实现采集大棚农业环境检测、农作物信息检测和农作物生产环境调控功能，传输层采用ZigBee协调器和ZigBee智能网关，将数据传送至云平台。应用层中设计了一套AGCP通讯协议，实现物联网无线数据的封装。实验结果表明，该物联网能够正确采集温室大棚环境数据，通过数据分析可以实现灌溉、光照等设备的合理控制[47]。
西南大学专业学位硕士论文8贾彪等将机器视觉技术应用在棉田物联网中，首先利用机器视觉技术采集棉花群体冠层图像，然后经过图像处理软件对采集到的图像信息进行处理，再将处理后的棉花图像信息传送至系统决策诊断中心，最后将诊断结果发送至用户的终端上。实验结果表明，棉田物联网技术可以通过氮素营养诊断实时跟踪监测棉花生长情况，及时掌握棉花的氮肥需求量并做出相应决策[48]。图1.3棉花生长物联网框架裴浩杰等利用无人机遥感作业获取小麦田的光谱数据，将反映小麦长势的指标综合成一个综合长势指标（CGI），从而对小麦长势进行监测。以无人机采集并处理后的光谱指数作为多元回归模型（PLSR）的输入变量，模型的因变量为综合长势指标，通过PLSR模型监测小麦长势。实验表明，该模型的小麦拔节期、孕穗期、开花期，灌浆期和全生育期精度高。无人机采集的影像显示长势越好的小麦区域，图片显示越红。通过采集的图片信息可以明显监测出小麦的生长情况，采用物联网的方式可为冬小麦生长情况监测提供一种解决方法[49]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于触摸屏和PLC的温室大棚控制系统设计[J]. 徐惠敏,占玲玲. 装备制造技术. 2018(09)
[2]关于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统的研究[J]. 刘璐,刘光伟. 科技资讯. 2018(24)
[3]农业物联网研究进展与前景展望[J]. 王前. 电脑迷. 2018(06)
[4]农业物联网技术应用及创新发展策略[J]. 赵丽春. 农业工程. 2018(01)
[5]设施农业温室大棚智能控制技术的现状与展望[J]. 邢希君,宋建成,吝伶艳,田慕琴,李德旺. 江苏农业科学. 2017(21)
[6]农业物联网技术研究进展与发展趋势分析[J]. 李道亮,杨昊. 农业机械学报. 2018(01)
[7]基于综合指标的冬小麦长势无人机遥感监测[J]. 裴浩杰,冯海宽,李长春,金秀良,李振海,杨贵军. 农业工程学报. 2017(20)
[8]基于模糊PID控制器的叶菜温室测控系统设计[J]. 盛平,朱庆夫. 软件导刊. 2017(06)
[9]基于物联网的温室大棚环境监控系统设计方法[J]. 廖建尚. 农业工程学报. 2016(11)
[10]日本人工光型植物工厂技术进展与典型案例[J]. 贺冬仙. 农业工程技术. 2016(13)
硕士论文
[1]物联网业务网关接口子系统的设计与实现[D]. 马晓云.北京邮电大学 2013
[2]物联网在智能农业中的应用研究[D]. 彭改丽.郑州大学 2012
[3]基于PLC的中小型水电站闸门监控系统设计研究[D]. 吴小平.西北农林科技大学 2011
本文编号：3334629
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
物联网结构体系
西南大学专业学位硕士论文7图1.2北京市设施农业物联网应用模式总体技术架构LiM等为解决我国农业物联网系统中数据集中储存导致各部分数据相互独立、互相读取困难的问题，提出了一种分布式的农业物联网结构。分布式农业物联网结构能更好地管理和存储多源、实时、海量的数据。同时，利用该系统对各种农产品进行识别和解码，查询农业物联网信息。所有的感知数据都直接与业务数据和农产品相关联，便于管理和查询。利用DS服务器和分布式IOT服务器实现了整个农业生产过程的跟踪与跟踪。设计了一个由DS和IoT-IS服务器组成的信息发现系统，实现了对农业生产所有业务数据的采集、标准化、管理、快速定位和方便查询。整个系统可以实现农产品的跟踪，农业生产质量的监督[46]。廖建尚等为解决我国农业物联网各个层次之间‘通信协议不统一的现状，提出一种应用于大棚物联网的通讯协议AGCP（agriculturegreenhousescommunicationprotocol）。通过光照度传感器、二氧化碳传感器、视频监控、土壤肥料检测传感器等实现采集大棚农业环境检测、农作物信息检测和农作物生产环境调控功能，传输层采用ZigBee协调器和ZigBee智能网关，将数据传送至云平台。应用层中设计了一套AGCP通讯协议，实现物联网无线数据的封装。实验结果表明，该物联网能够正确采集温室大棚环境数据，通过数据分析可以实现灌溉、光照等设备的合理控制[47]。
西南大学专业学位硕士论文8贾彪等将机器视觉技术应用在棉田物联网中，首先利用机器视觉技术采集棉花群体冠层图像，然后经过图像处理软件对采集到的图像信息进行处理，再将处理后的棉花图像信息传送至系统决策诊断中心，最后将诊断结果发送至用户的终端上。实验结果表明，棉田物联网技术可以通过氮素营养诊断实时跟踪监测棉花生长情况，及时掌握棉花的氮肥需求量并做出相应决策[48]。图1.3棉花生长物联网框架裴浩杰等利用无人机遥感作业获取小麦田的光谱数据，将反映小麦长势的指标综合成一个综合长势指标（CGI），从而对小麦长势进行监测。以无人机采集并处理后的光谱指数作为多元回归模型（PLSR）的输入变量，模型的因变量为综合长势指标，通过PLSR模型监测小麦长势。实验表明，该模型的小麦拔节期、孕穗期、开花期，灌浆期和全生育期精度高。无人机采集的影像显示长势越好的小麦区域，图片显示越红。通过采集的图片信息可以明显监测出小麦的生长情况，采用物联网的方式可为冬小麦生长情况监测提供一种解决方法[49]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于触摸屏和PLC的温室大棚控制系统设计[J]. 徐惠敏,占玲玲. 装备制造技术. 2018(09)
[2]关于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统的研究[J]. 刘璐,刘光伟. 科技资讯. 2018(24)
[3]农业物联网研究进展与前景展望[J]. 王前. 电脑迷. 2018(06)
[4]农业物联网技术应用及创新发展策略[J]. 赵丽春. 农业工程. 2018(01)
[5]设施农业温室大棚智能控制技术的现状与展望[J]. 邢希君,宋建成,吝伶艳,田慕琴,李德旺. 江苏农业科学. 2017(21)
[6]农业物联网技术研究进展与发展趋势分析[J]. 李道亮,杨昊. 农业机械学报. 2018(01)
[7]基于综合指标的冬小麦长势无人机遥感监测[J]. 裴浩杰,冯海宽,李长春,金秀良,李振海,杨贵军. 农业工程学报. 2017(20)
[8]基于模糊PID控制器的叶菜温室测控系统设计[J]. 盛平,朱庆夫. 软件导刊. 2017(06)
[9]基于物联网的温室大棚环境监控系统设计方法[J]. 廖建尚. 农业工程学报. 2016(11)
[10]日本人工光型植物工厂技术进展与典型案例[J]. 贺冬仙. 农业工程技术. 2016(13)
硕士论文
[1]物联网业务网关接口子系统的设计与实现[D]. 马晓云.北京邮电大学 2013
[2]物联网在智能农业中的应用研究[D]. 彭改丽.郑州大学 2012
[3]基于PLC的中小型水电站闸门监控系统设计研究[D]. 吴小平.西北农林科技大学 2011
本文编号：3334629
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