發(fā)布時(shí)間：2020-03-31 12:17

【摘要】：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種傳感器采集數(shù)據(jù),經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心,以幫助農(nóng)民及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,并且準(zhǔn)確確定發(fā)生問題的地點(diǎn),這樣農(nóng)民就可以大大減少外出監(jiān)測,足不出戶就可以實(shí)時(shí)掌握農(nóng)田信息。本文通過對(duì)新一代信息技術(shù)的研究,構(gòu)建了面向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng),并將服務(wù)器部署在統(tǒng)一的云服務(wù)器集群上,以減少服務(wù)器硬件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和運(yùn)維成本,最終農(nóng)民可以通過手機(jī)或者個(gè)人電腦上網(wǎng)方式實(shí)時(shí)查看農(nóng)田信息。該系統(tǒng)采取模塊化的設(shè)計(jì)思想,主要包括農(nóng)田信息數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)三部分。農(nóng)田信息數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能就是使用各種傳感器結(jié)合單片機(jī)采集數(shù)據(jù),該系統(tǒng)以自制的土壤多層溫度傳感器為例。數(shù)據(jù)傳輸模塊就是將田間的數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)傳輸至物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的主要功能就是接受來自田間的數(shù)據(jù),并且向農(nóng)民用戶提供數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)展示和歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。該文主要研究內(nèi)容如下。(1)農(nóng)田信息監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊。根據(jù)對(duì)監(jiān)測對(duì)象分析,確定了監(jiān)測土壤溫度、土壤水分、大氣溫濕度、土壤PH、光照強(qiáng)度等。并通過對(duì)土壤多層溫度傳感的硬件設(shè)計(jì)、電源模塊設(shè)計(jì)和通訊設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤溫度的數(shù)據(jù)采集功能。(2)農(nóng)田信息監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸模塊。通過對(duì)常見的近距離無線傳輸和遠(yuǎn)距離無線傳輸技術(shù)確定了系統(tǒng)采用ZigBee+GPRS技術(shù)。通過ZigBee近距離組網(wǎng),可以將其網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的傳感器匯集至ZigBee協(xié)調(diào)器,接著通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸中物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。(3)農(nóng)田信息監(jiān)測系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。根據(jù)對(duì)網(wǎng)站系統(tǒng)架構(gòu)演變的分析,確定了物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)采用SOA架構(gòu),并且通過對(duì)SSM、Dubbo、Redis等技術(shù)介紹,確定了物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)設(shè)計(jì)了單點(diǎn)登錄模塊、數(shù)據(jù)中心模塊、內(nèi)容中心模塊、搜索內(nèi)容模塊以及后臺(tái)管理模塊。因?yàn)樽髡呔τ邢?實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的單點(diǎn)登錄功能、數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)接受功能、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)展示、歷史數(shù)據(jù)查詢功能和內(nèi)容中心功能。物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的web頁面基于Bootstrap框架,采用CSS、JS、AJAX等技術(shù),數(shù)據(jù)展示采用百度開源框架Echarts。介紹了常見的負(fù)載均衡方案,并采用Nignx作為物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)負(fù)載均衡方案。設(shè)計(jì)了擴(kuò)展性較好的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu),并使用MySQL數(shù)據(jù)庫來存儲(chǔ)數(shù)據(jù),后期可以采用MySQL集群實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
【圖文】：

圖 3-2 土壤多層溫度傳感器通訊電路設(shè)計(jì) 3-2 Design of communication circuit for soil multilayer temperature sen體效果圖如圖 3-3 所示。321DS18B20321DS18B20321DS18B20321DS18B20321DS18B201 23 4VCCGND GNDVCCTP4056BAT+1BAT-2IN+3IN-4+ -53.7V鋰電池太陽能電池板充電板

圖 3-6 DS18B20 寫數(shù)據(jù)時(shí)序圖Fig. 3-6 DS18B20 write data timing diagram圖 3-7 DS18B20 讀數(shù)據(jù)時(shí)序圖Fig. 3-7 DS18B20 read data timing diagram溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè) DS18B20 傳感器讀取數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)是建立在的順序依次在 DS18B20 的 EEPROM 寫入 1 到 5。讀取溫度的時(shí)候?qū)Χ鄠�(gè) DS18B20 傳感器進(jìn)行依次匹配順序和讀取對(duì)應(yīng)的溫度值。候 ，依然可以使用以上的思路。農(nóng)田信息傳感器硬件選型用型號(hào)為 SHT-70 的土壤水分傳感器，，如圖 3-8 所示。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S126

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2609065