本文關鍵詞：葡萄霜霉病環(huán)境信息采集與控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：葡萄霜霉病是一種危害葡萄生產的重要病害,其發(fā)生和流行與氣候條件密切相關,若防治不及時將對葡萄的優(yōu)質無公害生產帶來巨大威脅。本文實現(xiàn)了一種能夠采集葡萄園田間環(huán)境信息并通過自動消除霜霉病產生的必要環(huán)境條件來預防葡萄霜霉病的電子系統(tǒng),經過在西北農林科技大學合陽葡萄試驗示范站進行田間試驗,驗證了該系統(tǒng)能夠有效地預防葡萄霜霉病的發(fā)生與擴散。本文論述的內容主要包括:(1)結合對葡萄霜霉病環(huán)境信息采集與控制系統(tǒng)的需求分析以及系統(tǒng)實現(xiàn)的技術要求,提出了系統(tǒng)總體設計思路。同時,根據(jù)系統(tǒng)設計原則,給出了系統(tǒng)軟硬件部分設計與實現(xiàn)的方案,并對各個功能模塊進行了簡要介紹。(2)根據(jù)模塊化的設計思路,實現(xiàn)了系統(tǒng)的軟硬件設計。葡萄霜霉病環(huán)境信息采集與控制系統(tǒng)主要由環(huán)境信息采集子系統(tǒng)和監(jiān)控子系統(tǒng)兩部分組成,其中環(huán)境信息采集子系統(tǒng)主要由環(huán)境信息采集節(jié)點、數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點和數(shù)據(jù)接收端組成;監(jiān)控子系統(tǒng)主要由監(jiān)控主機和照明裝置組成。在系統(tǒng)硬件方面,構建起了環(huán)境信息采集節(jié)點、數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點以及照明裝置。在系統(tǒng)軟件方面,實現(xiàn)了環(huán)境信息采集程序、數(shù)據(jù)收發(fā)程序、GSM無線通信程序以及監(jiān)控子系統(tǒng)控制程序等。(3)系統(tǒng)的軟硬件部分實現(xiàn)之后,制作出樣機并對其進行了系統(tǒng)測試與實地安裝。首先,從總體上對系統(tǒng)進行硬件調試、軟件調試及聯(lián)合調試;其次,分別對系統(tǒng)的環(huán)境信息采集傳感器、無線收發(fā)模塊、GSM無線通信模塊和繼電器模塊等幾個重要的功能模塊做了詳盡的測試,確保各個模塊能夠正常、穩(wěn)定的工作;最后,將系統(tǒng)安裝于合陽葡萄試驗示范站。(4)系統(tǒng)進行實地運行、調試以及田間應用試驗。系統(tǒng)實地采集葡萄種植大棚田間的相對濕度和光照強度等環(huán)境數(shù)據(jù),直接進行霜霉病的防控;并根據(jù)實際的運行狀況,調整系統(tǒng)的相關參數(shù)指標,對系統(tǒng)進行改進和完善。同時,根據(jù)系統(tǒng)的設計要求及實現(xiàn)目標,在田間進行單因素試驗、正交試驗和驗證試驗,證實了本系統(tǒng)能夠有效地預防和控制葡萄霜霉病的發(fā)生與擴散,并明確了系統(tǒng)在田間工作運行時有效且經濟優(yōu)化的配置方案。
【關鍵詞】：葡萄霜霉病 51單片機 無線傳輸 田間環(huán)境信息采集 自動控制
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S436.631.1;S126
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 國內外研究概況12-16
• 1.2.1 葡萄霜霉病防治方面12-14
• 1.2.2 田間環(huán)境信息采集與控制方面14-16
• 1.2.3 國內外研究概況總結16
• 1.3 研究內容與技術路線16-17
• 1.3.1 研究內容16-17
• 1.3.2 技術路線17
• 1.4 論文組織結構17-19
• 第二章 系統(tǒng)總體設計19-28
• 2.1 需求分析19-20
• 2.1.1 需求概述19
• 2.1.2 功能性需求19-20
• 2.1.3 非功能性需求20
• 2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)的技術要求20-21
• 2.3 系統(tǒng)設計原則21-22
• 2.3.1 系統(tǒng)硬件設計原則21
• 2.3.2 系統(tǒng)軟件設計原則21-22
• 2.4 系統(tǒng)總體設計思路22-24
• 2.4.1 環(huán)境信息采集子系統(tǒng)22-23
• 2.4.2 監(jiān)控子系統(tǒng)23-24
• 2.5 系統(tǒng)總體設計方案24-27
• 2.5.1 硬件設計與實現(xiàn)方案25-26
• 2.5.2 軟件設計與實現(xiàn)方案26-27
• 2.6 本章小結27-28
• 第三章 硬件設計與實現(xiàn)28-40
• 3.1 主控制部分的實現(xiàn)28
• 3.2 環(huán)境信息采集節(jié)點的設計與實現(xiàn)28-35
• 3.2.1 采集節(jié)點電路板29
• 3.2.2 濕度采集模塊29-31
• 3.2.3 光照強度采集模塊31
• 3.2.4 無線收發(fā)模塊31-32
• 3.2.5 電源模塊32-33
• 3.2.6 電平轉換模塊33
• 3.2.7 繼電器模塊33-34
• 3.2.8 各模塊的連接34-35
• 3.3 數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點的設計與實現(xiàn)35-38
• 3.3.1 GSM無線通信模塊35-37
• 3.3.2 電源模塊37
• 3.3.3 各模塊的連接37-38
• 3.4 數(shù)據(jù)接收端的實現(xiàn)38
• 3.5 照明裝置的實現(xiàn)38-39
• 3.6 本章小結39-40
• 第四章 軟件設計與實現(xiàn)40-48
• 4.1 編程語言及開發(fā)環(huán)境40-41
• 4.1.1 編程語言40
• 4.1.2 開發(fā)環(huán)境40-41
• 4.2 環(huán)境信息采集節(jié)點控制程序的設計與實現(xiàn)41-45
• 4.2.1 濕度采集模塊程序41
• 4.2.2 光照強度采集模塊程序41-42
• 4.2.3 無線收發(fā)模塊程序42-44
• 4.2.4 采集節(jié)點總程序44-45
• 4.3 數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點控制程序的設計與實現(xiàn)45-46
• 4.3.1 GSM無線通信模塊程序45-46
• 4.3.2 匯聚節(jié)點總程序46
• 4.4 監(jiān)控子系統(tǒng)控制程序的設計與實現(xiàn)46-47
• 4.5 本章小結47-48
• 第五章 系統(tǒng)測試48-53
• 5.1 系統(tǒng)總體調試48-49
• 5.1.1 硬件調試48
• 5.1.2 軟件調試48
• 5.1.3 系統(tǒng)聯(lián)調48-49
• 5.2 環(huán)境信息采集傳感器測試49
• 5.3 無線收發(fā)模塊測試49-51
• 5.3.1 通信性能測試49-50
• 5.3.2 丟包測試50-51
• 5.4 GSM無線通信模塊測試51
• 5.5 繼電器模塊測試51-52
• 5.6 本章小結52-53
• 第六章 田間試驗53-62
• 6.1 實地安裝與調試運行53-54
• 6.1.1 照明裝置的安裝53-54
• 6.1.2 環(huán)境信息采集子系統(tǒng)的安裝54
• 6.1.3 田間調試運行54
• 6.2 田間試驗54-61
• 6.2.1 田間試驗設計55
• 6.2.2 黑暗條件的選定55-56
• 6.2.3 照明燈具設置數(shù)量的單因素試驗56-57
• 6.2.4 系統(tǒng)補光照明時長的單因素試驗57-58
• 6.2.5 正交試驗58-60
• 6.2.6 驗證試驗與結論60-61
• 6.3 本章小結61-62
• 第七章 總結與展望62-64
• 7.1 總結62
• 7.2 展望62-64
• 參考文獻64-68
• 附錄68-70
• 致謝70-71
• 作者簡介71

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本文編號：294073