本文關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)小氣候數(shù)據(jù)采集站的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用,以生態(tài)文明、高效管理、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)為標(biāo)志的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)已成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。其中,農(nóng)業(yè)小氣候遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要支撐,具有重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。本文結(jié)合嵌入式技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù),設(shè)計(jì)了一個(gè)農(nóng)業(yè)小氣候數(shù)據(jù)采集站。它利用太陽(yáng)能電源系統(tǒng)供電,利用空氣溫濕度、光照強(qiáng)度、土壤水分、土壤溫度等各種相關(guān)傳感器進(jìn)行各農(nóng)業(yè)小氣候因子的檢測(cè);通過(guò)基于STM32微控制器嵌入μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集模塊,實(shí)現(xiàn)各農(nóng)業(yè)小氣候因子的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)采集站運(yùn)行管理;本設(shè)計(jì)采用GPRS無(wú)線通信方式實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)向后臺(tái)服務(wù)器的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)上傳。此外,本設(shè)計(jì)還使用藍(lán)牙連接方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集站與智能手機(jī)終端進(jìn)行交互,方便和豐富了工作現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)操作。針對(duì)目前我國(guó)市場(chǎng)上的光照強(qiáng)度傳感器存在的或價(jià)格高昂或性能不足的問(wèn)題,本文還設(shè)計(jì)了一款低成本、性能可靠的光照強(qiáng)度傳感器。該光照強(qiáng)度傳感器能很好滿足本文所設(shè)計(jì)的農(nóng)業(yè)小氣候數(shù)據(jù)采集站對(duì)光照采集的要求。本文所設(shè)計(jì)的農(nóng)業(yè)小氣候數(shù)據(jù)采集站經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝和應(yīng)用,證明了其具有功能豐富、穩(wěn)定可靠、功耗低、實(shí)時(shí)性好、維護(hù)方便等特點(diǎn),是一種具有較高實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的農(nóng)業(yè)小氣候數(shù)據(jù)采集站。
【關(guān)鍵詞】：農(nóng)業(yè)小氣候 數(shù)據(jù)采集 STM32 μC/OS-II GPRS
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S162.4;TP274.2
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 研究背景與意義7
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-9
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀8
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容9-10
• 1.4 本章小結(jié)10-11
• 第二章 數(shù)據(jù)采集站的總體設(shè)計(jì)11-28
• 2.1 設(shè)計(jì)功能要求11
• 2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路及構(gòu)成11-13
• 2.3 系統(tǒng)具體組成及設(shè)備選型13-25
• 2.3.1 數(shù)據(jù)采集模塊13
• 2.3.2 傳感器13-22
• 2.3.3 電源系統(tǒng)22-23
• 2.3.4 GPRS無(wú)線通信模塊23-24
• 2.3.5 藍(lán)牙通信模塊24-25
• 2.4 通信協(xié)議25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 數(shù)據(jù)采集模塊的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)28-40
• 3.1 MCU及其基本電路28-31
• 3.1.1 STM32F103ZET6芯片28-29
• 3.1.2 晶振電路及復(fù)位電路29-30
• 3.1.3 RTC電源電路30
• 3.1.4 調(diào)試接口電路30-31
• 3.2 電源及電量檢測(cè)電路31-33
• 3.2.1 電源電路31-32
• 3.2.2 電量檢測(cè)電路32-33
• 3.3 后臺(tái)通信接口電路33-34
• 3.4 傳感器接口設(shè)計(jì)34-36
• 3.4.1 RS485型傳感器接口設(shè)計(jì)34-35
• 3.4.2 雨量傳感器接口設(shè)計(jì)35
• 3.4.3 其他類(lèi)型傳感器接口設(shè)計(jì)35-36
• 3.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份設(shè)計(jì)36-37
• 3.6 節(jié)能控制電路37-38
• 3.7 保護(hù)電路設(shè)計(jì)38-39
• 3.8 本章小結(jié)39-40
• 第四章 數(shù)據(jù)采集模塊的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)40-56
• 4.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境40-41
• 4.2 μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介41-42
• 4.3 μC/OS-Ⅱ內(nèi)核分析42-46
• 4.3.1 任務(wù)管理和調(diào)度43-44
• 4.3.2 時(shí)間和中斷管理44-45
• 4.3.3 任務(wù)間通訊45-46
• 4.3.4 內(nèi)存管理46
• 4.4 μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)移植46-48
• 4.5 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)48-55
• 4.5.1 任務(wù)劃分49
• 4.5.2 初始化函數(shù)49-50
• 4.5.3 開(kāi)始任務(wù)50
• 4.5.4 后臺(tái)通信相關(guān)任務(wù)50-51
• 4.5.5 數(shù)據(jù)采集相關(guān)任務(wù)51-54
• 4.5.6 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)相關(guān)任務(wù)54-55
• 4.5.7 其他任務(wù)55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 第五章 光照強(qiáng)度傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)56-66
• 5.1 光照強(qiáng)度傳感器設(shè)計(jì)方案56
• 5.2 BH1750FVI模塊56-57
• 5.3 控制電路板硬件設(shè)計(jì)57-59
• 5.3.1 傳感器MCU57
• 5.3.2 電源電路57-58
• 5.3.3 光照模塊接口設(shè)計(jì)58
• 5.3.4 RS485通信電路設(shè)計(jì)58-59
• 5.4 傳感器軟件設(shè)計(jì)59-63
• 5.4.1 光照模塊數(shù)據(jù)采集59-60
• 5.4.2 光照強(qiáng)度真實(shí)值計(jì)算60
• 5.4.3 數(shù)據(jù)采集命令及響應(yīng)60-62
• 5.4.4 控制命令62-63
• 5.5 傳感器校正和性能驗(yàn)證63-65
• 5.6 本章小結(jié)65-66
• 第六章 采集站功能展示及實(shí)地運(yùn)行情況分析66-73
• 6.1 功能展示66-70
• 6.1.1 數(shù)據(jù)采集發(fā)送功能展示66-67
• 6.1.2 與后臺(tái)服務(wù)器交互功能展示67-68
• 6.1.3 與智能手機(jī)終端交互功能展示68-69
• 6.1.4 存儲(chǔ)卡數(shù)據(jù)備份功能展示69-70
• 6.2 實(shí)地運(yùn)行情況分析70-72
• 6.3 本章小結(jié)72-73
• 第七章 總結(jié)與展望73-75
• 7.1 工作總結(jié)73-74
• 7.2 工作展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 附錄78-80
• 致謝80-81

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本文編號(hào)：822409