【摘要】：針對我國設(shè)施農(nóng)業(yè)智能化、信息化水平不高的實際情況,本文按照物聯(lián)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)搭建了由感知層、傳輸層以及應(yīng)用層組成的總體架構(gòu),然后分析了系統(tǒng)的實際需求,確定了系統(tǒng)需要監(jiān)測的環(huán)境參數(shù),明確了系統(tǒng)設(shè)計的原則和目標,設(shè)計開發(fā)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溫室大棚遠程監(jiān)控與智能管理系統(tǒng)。本文主要完成了以下工作:(1)硬件方面:完成了以STM32單片機為核心控制器件的電路原理設(shè)計和PCB設(shè)計、編寫數(shù)據(jù)采集程序,實現(xiàn)6種環(huán)境參數(shù)遠程監(jiān)測和調(diào)控:空氣溫度、空氣濕度、CO_2濃度、光照強度、土壤溫度、土壤水分含量。采集板通過RS-232串口通信將數(shù)據(jù)發(fā)送至DTU,DTU利用GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心;介紹傳輸過程中的數(shù)據(jù)格式;設(shè)計測試點高度自調(diào)節(jié)裝置,實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的立體網(wǎng)狀測量。(2)數(shù)據(jù)庫方面:設(shè)計開發(fā)了基于MongoDB數(shù)據(jù)庫的遠程監(jiān)控與智能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫�；贐/S架構(gòu)的溫室大棚Web管理信息子系統(tǒng),用戶通過Web瀏覽的方式,查看大棚的實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù),并可以根據(jù)需求進行數(shù)據(jù)導(dǎo)出;查詢用戶信息、傳感器信息以及控制機構(gòu)的工作狀態(tài);設(shè)定溫室環(huán)境參數(shù)的閾值,實現(xiàn)對控制機構(gòu)的遠程控制。(3)溫度預(yù)測方面:針對溫度預(yù)測的精度和效率問題,本文采用了PCA_PSO_LSSVM組合算法。該算法利用主成分分析法篩選出溫室環(huán)境中影響溫度變化的主要因子,采用粒子群算法對最小二乘支持向量機模型的參數(shù)進行優(yōu)化,并利用最佳超參數(shù)組合(r,?)構(gòu)建溫度與其影響因子間非線性預(yù)測模型。實驗結(jié)果表明,與PCA_LSSVM預(yù)測模型和PSO_LSSVM預(yù)測模型相比,PCA_PSO_LSSVM預(yù)測模型預(yù)測效果良好,模型評價指標:均方根誤差、平均絕對誤差和決定系數(shù)分別為0.5663%、0.0298和0.97032,優(yōu)于其他預(yù)測方法。溫室大棚遠程監(jiān)控與智能管理系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于天津濱海茶淀葡萄科技發(fā)展有限公司的溫室大棚。實際運行結(jié)果表明,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,可以全面采集作物生長的6大環(huán)境要素,準確性高;實現(xiàn)環(huán)境因子的調(diào)控;數(shù)據(jù)傳輸過程可靠,Web端界面操作簡單;基于PCA_PSO_LSSVM溫度預(yù)測模型具有良好的自學(xué)能力和自適應(yīng)能力,預(yù)測精度高。
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S625;S126
【圖文】：

實現(xiàn)的功能有：空氣溫濕度、光照強度等環(huán)境參數(shù)的監(jiān)RS-485 通信接口。所以本系統(tǒng)需要一款具有充足的 I/O能力強等特點，充足的 I/O 接口可以滿足外設(shè)及其他功 通信。從表 3.1 可知，32 位單片機在運行速度快，抗干外部接口資源。，32 位單片機在功能方面和價格方面符合系統(tǒng)要求T6 單片機作為主控芯片，它是 32 位處理器，在功能和，具有多路串行通信接口。Cortex-M3 內(nèi)部采用的是哈佛 在線調(diào)試[53]。的介紹度傳感器溫濕度的采集工作由 SHT10 傳感器完成，它是數(shù)字信HT10 包含測溫元件和測試敏感元件兩部分，測溫元件是響應(yīng)快，抗干擾能力強，穩(wěn)定性好等優(yōu)點。技術(shù)指標如

第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計表 3.2 SHT10 主要技術(shù)指標溫度測量范圍溫度測量精度濕度測量范圍濕度測量精度-40～+123.8℃ ±0.25℃ 0～100%RH ±3.5%RH 土壤水分傳感器的水分含量和溫度的采集工作由土壤水分溫度傳感器完成，實物如圖用阻燃環(huán)氧樹脂密封，端部由 3 根長 70 mm、直徑 3 mm 的不銹鋼隔并行排列組成。其技術(shù)指標如表 3.3 所示。

圖 3.6 CO2傳感器感器的核心是硅藍光伏探測器。輸出 RS-485 信號可長期穩(wěn)定工作在光照強度測量系統(tǒng)中。如指標如表 3.5 所示：圖 3.7 光照強度

【參考文獻】

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本文編號：2764006