基于云平臺(tái)的智能溫室大棚的設(shè)計(jì)與研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-07 10:24
本文主要針對(duì)目前傳統(tǒng)溫室大棚管理以及農(nóng)業(yè)種植的弊端,提出了一種溫室大棚更加智能化的實(shí)現(xiàn)方法,設(shè)計(jì)出一款基于云平臺(tái)下的智能溫室大棚。該設(shè)計(jì)主要是針對(duì)目前傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)溫室大棚不易管理,對(duì)溫室內(nèi)環(huán)境參數(shù)不易控制等問(wèn)題,提出了在云平臺(tái)下的智能溫室大棚的實(shí)現(xiàn),在該溫室平臺(tái)下我們可以在遠(yuǎn)程監(jiān)控下實(shí)現(xiàn)當(dāng)前環(huán)境下的溫室管理和農(nóng)業(yè)作業(yè),結(jié)合當(dāng)前的云平臺(tái)系統(tǒng)、多數(shù)據(jù)傳感器融合技術(shù)、無(wú)線傳感器采集技術(shù)、多線程任務(wù)處理及調(diào)度,完成我們的底層、控制層、網(wǎng)絡(luò)層以及上層的協(xié)同處理,在底層我們可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)前溫濕度、光照強(qiáng)度、CO2濃度等相應(yīng)環(huán)境的精確采集,通過(guò)協(xié)調(diào)器我們把數(shù)據(jù)通過(guò)串口方式實(shí)時(shí)傳輸給我們的中央處理器上,采集的信息一方面可以傳到云端及控制器上,另一方面通過(guò)云端可把當(dāng)前數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到APP端和WEB端,數(shù)據(jù)同時(shí)可保存在云服務(wù)器和微控制器上,并實(shí)現(xiàn)與云端及UI的通信。我們?cè)O(shè)定好植物最適宜生長(zhǎng)的環(huán)境閾值范圍,完成閉環(huán)控制,進(jìn)行環(huán)境參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。在本系統(tǒng)的研究工作中主要分為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器的數(shù)據(jù)采集、中間層MUC單元的控制、下層執(zhí)行器的設(shè)計(jì)、上層網(wǎng)絡(luò)端的設(shè)計(jì)、云平臺(tái)的搭建和相關(guān)顯示界面的實(shí)現(xiàn)。在下位機(jī)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上開(kāi)發(fā)...
【文章來(lái)源】:貴州大學(xué)貴州省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
傳統(tǒng)智能溫室解決方案
本課題設(shè)計(jì)的智能溫室開(kāi)發(fā)平臺(tái)主要綜合應(yīng)用了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器、ZigBee底層網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)搭建、智能控制 stm32 主控器、電路控制單位、執(zhí)行器反饋回路、網(wǎng)絡(luò)上傳單元、云端平臺(tái)系統(tǒng)和接收顯示單元等相關(guān)知識(shí)。能夠精確的完成對(duì)當(dāng)期那環(huán)境下的光照強(qiáng)度、溫濕度、土壤濕度、二氧化碳的采集,同時(shí)能夠精確的完成對(duì)當(dāng)前環(huán)境下的溫室制導(dǎo)控制,底層傳感器采集到的信息在各個(gè)協(xié)調(diào)器的協(xié)同下采集環(huán)境實(shí)時(shí)信息,可采用多傳感器數(shù)據(jù)融合的方式完成采集的精確度,在傳感器采集信號(hào)結(jié)束后,通過(guò) ZigBee 的星型組網(wǎng)無(wú)線傳輸,最終匯集到協(xié)調(diào)器,由協(xié)調(diào)器統(tǒng)一發(fā)送給控制器。下位機(jī)端有信號(hào)采集是通過(guò)串口 USART1 發(fā)送給單片機(jī)的,單片機(jī)實(shí)時(shí)處理當(dāng)前采集信息并做好相應(yīng)的任務(wù)優(yōu)先級(jí)。在網(wǎng)絡(luò)層和上層,把上傳的信息實(shí)時(shí)反饋給上位機(jī)串口屏和手持設(shè)備以及 PC 端。當(dāng)測(cè)到的環(huán)境參數(shù)高于或低于給定好的閾值變量時(shí)候,執(zhí)行器會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的操作進(jìn)行環(huán)境的負(fù)反饋環(huán)節(jié),同時(shí)采集到的信息也會(huì)經(jīng)過(guò)單片機(jī)以及 WiFi 模塊上傳到物聯(lián)網(wǎng)云端平臺(tái)。
貴州大學(xué)碩士學(xué)位論文種低功耗的無(wú)線組網(wǎng)方式,在我們的智能家居和智能溫室中已經(jīng)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,它主要分為星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、簇樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),ZigBee 網(wǎng)絡(luò)在節(jié)點(diǎn)上大體分為傳感器節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。(2) ZigBee 技術(shù)特點(diǎn)在現(xiàn)代化技術(shù)的運(yùn)用中,ZigBee 技術(shù)之所以得到廣闊應(yīng)用,由于其具備其他短距離無(wú)線通信技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),包括 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的低功耗、網(wǎng)絡(luò)容量大、可靠性高、時(shí)延小、成本低、傳輸速率高、傳輸距離較遠(yuǎn)等。其相應(yīng)技術(shù)特點(diǎn)如下圖 2.3 所示:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于CC2530的ZigBee數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 蔡利婷,陳平華,羅彬,魏炎新. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2012(11)
[2]國(guó)內(nèi)外溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J]. 葛志軍,傅理. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2008(35)
[3]溫室環(huán)境監(jiān)控?zé)o線傳感器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 姚傳安,季寶杰. 工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置. 2008(05)
[4]溫室大棚動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 路康,馬斌強(qiáng),劉美琪,袁超. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(03)
[5]溫室大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 鄭鋒,王巧芝,孫西瑞. 農(nóng)業(yè)科技與信息. 2008(01)
[6]溫室大棚中CO2濃度測(cè)量?jī)x[J]. 曹柏榮,瞿丹晨. 儀表技術(shù)與傳感器. 2005(10)
[7]設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境智能監(jiān)控管理系統(tǒng)研制與應(yīng)用[J]. 羅克勇,許立新. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2004(06)
[8]單片機(jī)溫室大棚種植參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 彭其圣,劉松齡. 中南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(02)
[9]溫室環(huán)境自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)[J]. 于海業(yè),馬成林,孫瑞東. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 1997(S1)
[10]溫度控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置建模與系統(tǒng)分析[J]. 牛皖閩,何立新,劉偉,史清林. 齊齊哈爾輕工學(xué)院學(xué)報(bào). 1995(01)
碩士論文
[1]溫室環(huán)境多參數(shù)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D]. 王毅.延安大學(xué) 2008
[2]基于智能控制和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的溫室環(huán)境控制系統(tǒng)研究[D]. 王芳.蘇州大學(xué) 2008
本文編號(hào):3068908
【文章來(lái)源】:貴州大學(xué)貴州省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
傳統(tǒng)智能溫室解決方案
本課題設(shè)計(jì)的智能溫室開(kāi)發(fā)平臺(tái)主要綜合應(yīng)用了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器、ZigBee底層網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)搭建、智能控制 stm32 主控器、電路控制單位、執(zhí)行器反饋回路、網(wǎng)絡(luò)上傳單元、云端平臺(tái)系統(tǒng)和接收顯示單元等相關(guān)知識(shí)。能夠精確的完成對(duì)當(dāng)期那環(huán)境下的光照強(qiáng)度、溫濕度、土壤濕度、二氧化碳的采集,同時(shí)能夠精確的完成對(duì)當(dāng)前環(huán)境下的溫室制導(dǎo)控制,底層傳感器采集到的信息在各個(gè)協(xié)調(diào)器的協(xié)同下采集環(huán)境實(shí)時(shí)信息,可采用多傳感器數(shù)據(jù)融合的方式完成采集的精確度,在傳感器采集信號(hào)結(jié)束后,通過(guò) ZigBee 的星型組網(wǎng)無(wú)線傳輸,最終匯集到協(xié)調(diào)器,由協(xié)調(diào)器統(tǒng)一發(fā)送給控制器。下位機(jī)端有信號(hào)采集是通過(guò)串口 USART1 發(fā)送給單片機(jī)的,單片機(jī)實(shí)時(shí)處理當(dāng)前采集信息并做好相應(yīng)的任務(wù)優(yōu)先級(jí)。在網(wǎng)絡(luò)層和上層,把上傳的信息實(shí)時(shí)反饋給上位機(jī)串口屏和手持設(shè)備以及 PC 端。當(dāng)測(cè)到的環(huán)境參數(shù)高于或低于給定好的閾值變量時(shí)候,執(zhí)行器會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的操作進(jìn)行環(huán)境的負(fù)反饋環(huán)節(jié),同時(shí)采集到的信息也會(huì)經(jīng)過(guò)單片機(jī)以及 WiFi 模塊上傳到物聯(lián)網(wǎng)云端平臺(tái)。
貴州大學(xué)碩士學(xué)位論文種低功耗的無(wú)線組網(wǎng)方式,在我們的智能家居和智能溫室中已經(jīng)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,它主要分為星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、簇樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),ZigBee 網(wǎng)絡(luò)在節(jié)點(diǎn)上大體分為傳感器節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。(2) ZigBee 技術(shù)特點(diǎn)在現(xiàn)代化技術(shù)的運(yùn)用中,ZigBee 技術(shù)之所以得到廣闊應(yīng)用,由于其具備其他短距離無(wú)線通信技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),包括 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的低功耗、網(wǎng)絡(luò)容量大、可靠性高、時(shí)延小、成本低、傳輸速率高、傳輸距離較遠(yuǎn)等。其相應(yīng)技術(shù)特點(diǎn)如下圖 2.3 所示:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于CC2530的ZigBee數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 蔡利婷,陳平華,羅彬,魏炎新. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2012(11)
[2]國(guó)內(nèi)外溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J]. 葛志軍,傅理. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2008(35)
[3]溫室環(huán)境監(jiān)控?zé)o線傳感器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 姚傳安,季寶杰. 工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置. 2008(05)
[4]溫室大棚動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 路康,馬斌強(qiáng),劉美琪,袁超. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(03)
[5]溫室大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 鄭鋒,王巧芝,孫西瑞. 農(nóng)業(yè)科技與信息. 2008(01)
[6]溫室大棚中CO2濃度測(cè)量?jī)x[J]. 曹柏榮,瞿丹晨. 儀表技術(shù)與傳感器. 2005(10)
[7]設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境智能監(jiān)控管理系統(tǒng)研制與應(yīng)用[J]. 羅克勇,許立新. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2004(06)
[8]單片機(jī)溫室大棚種植參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 彭其圣,劉松齡. 中南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(02)
[9]溫室環(huán)境自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)[J]. 于海業(yè),馬成林,孫瑞東. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 1997(S1)
[10]溫度控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置建模與系統(tǒng)分析[J]. 牛皖閩,何立新,劉偉,史清林. 齊齊哈爾輕工學(xué)院學(xué)報(bào). 1995(01)
碩士論文
[1]溫室環(huán)境多參數(shù)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D]. 王毅.延安大學(xué) 2008
[2]基于智能控制和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的溫室環(huán)境控制系統(tǒng)研究[D]. 王芳.蘇州大學(xué) 2008
本文編號(hào):3068908
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