【摘要】：伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)滲透到社會(huì)的眾多領(lǐng)域,基于物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)正日趨科技化、便捷化和高效化。高速發(fā)展的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向智能農(nóng)業(yè)、智能化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型,也進(jìn)一步提高了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的總體效率。論文中對(duì)比分析國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)合指定溫室作物—草莓的生長(zhǎng)習(xí)特性,基于STM32控制器和Android手機(jī)客戶端技術(shù)設(shè)計(jì)研發(fā)了一套智能草莓溫室控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)以傳感器為基礎(chǔ),搭載3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息處理平臺(tái)以及手機(jī)Android客戶端等搭建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)。設(shè)計(jì)了一套具有數(shù)據(jù)采集、溫室環(huán)境動(dòng)態(tài)調(diào)控與遠(yuǎn)程控制等多功能的草莓溫室智能化系統(tǒng),該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)草莓溫室的環(huán)境參數(shù)和遠(yuǎn)程控制溫室設(shè)備。同時(shí),系統(tǒng)內(nèi)添加植物生長(zhǎng)參數(shù)拓展接口,能夠靈活運(yùn)用到多種植物的溫室智能控制中去。草莓溫室智能控制系統(tǒng)綜合利用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù),在草莓溫室內(nèi)布置傳感器、控制器和通信模塊等多種必需電子元件實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境參數(shù)的精確采集、搭建信息傳遞通道;在AndroidStudio環(huán)境下開發(fā)Android手機(jī)客戶端,該客戶端實(shí)現(xiàn)了注冊(cè)、登錄、修改密碼功能,溫室環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)顯示功能、歷史曲線功能、遠(yuǎn)程控制功能和視頻監(jiān)控功能等。運(yùn)用Tomcat+MySQL搭建服務(wù)器端,將溫室草莓的生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ),便于用戶隨時(shí)隨地通過手機(jī)客戶端查詢。溫室環(huán)境是一個(gè)多因子強(qiáng)耦合多輸入輸出的復(fù)雜系統(tǒng),溫室環(huán)境控制的關(guān)鍵問題為建立環(huán)境動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型以及功能強(qiáng)大的控制和優(yōu)化算法。本文將基于混合策略的變異策略集應(yīng)用到NSGA-II框架,結(jié)合局部搜索策略,提出基于混合策略的非支配排序進(jìn)化算法MNSEA-II作為PID控制器的優(yōu)化算法,將PID的3個(gè)參數(shù)作為MNSEA-II中的個(gè)體,將J1和J2作為優(yōu)化目標(biāo),動(dòng)態(tài)地調(diào)整PID參數(shù),并進(jìn)行在線優(yōu)化,尋找更具多樣性和均勻性績(jī)效的Pareto最優(yōu)解集,使系統(tǒng)獲得良好的控制性能。本文首先講述了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)研究的背景意義和發(fā)展現(xiàn)狀;其次綜合相關(guān)理論知識(shí)和關(guān)鍵技術(shù)分析總結(jié)出系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案并明確各模塊的功能設(shè)計(jì)。繼而確定了基于Socket通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)草莓溫室環(huán)境參數(shù)在控制器與服務(wù)器及手機(jī)客戶端三者之間的信息傳輸。最后對(duì)該草莓溫室控制系統(tǒng)進(jìn)行整體的硬件軟件調(diào)試、運(yùn)行與應(yīng)用。測(cè)試結(jié)果表明:草莓溫室智能控制系統(tǒng)在用戶模塊、視頻監(jiān)控模塊、環(huán)境參數(shù)檢測(cè)與動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊和遠(yuǎn)程智能控制等各項(xiàng)功能上能正常穩(wěn)定運(yùn)行,達(dá)到了預(yù)期的效果。
【圖文】：

第 2 章 草莓溫室控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案核為基礎(chǔ)，對(duì)進(jìn)程、內(nèi)存以及安全性等方面進(jìn)行控制，只是提供系統(tǒng)的基本功通過 C++開發(fā)，包括函數(shù)庫(kù)（Library）和虛擬機(jī)（VirtualMachine），其中包含通管理器、媒體庫(kù)和 SQLite 數(shù)據(jù)庫(kù)等核心部分。頂層為應(yīng)用程序軟件層，各軟件戶用 JAVA 編寫程序自行開發(fā)，包括瀏覽器、日歷、鬧鐘、聯(lián)系人等[8]。圖 2d 系統(tǒng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖。

第 2 章 草莓溫室控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等待連接；客戶端請(qǐng)求是客戶端的套接字給服務(wù)器端的套接字發(fā)出的連接請(qǐng)連接確認(rèn)是指服務(wù)器端套接字接收或監(jiān)聽到來自于客戶端套接字的連接請(qǐng)求，響應(yīng)請(qǐng)建立一個(gè)新的線程，將服務(wù)器端套接字的描述信息發(fā)送至客戶端，客戶端確認(rèn)描述后雙方便建立好連接[11]。與此同時(shí)，服務(wù)器端套接字將繼續(xù)監(jiān)聽或者接收連接請(qǐng)求。5、Tomcat 服務(wù)器Tomcat 是由 Sun、Apache 和其他公司共同開發(fā)而成的小型輕量級(jí)而且開放源代碼的 應(yīng)用型服務(wù)器[12]。它性能穩(wěn)定 、軟件免費(fèi)、技術(shù)先進(jìn)。簡(jiǎn)單的說，將 Apache 服務(wù)器配置在機(jī)器上，開發(fā)者便能夠利用它響應(yīng) HTML 頁面的請(qǐng)求[13]。Tomcat 來自于 Apache 服務(wù)器的拓展，它獨(dú)立運(yùn)行 Servlet 和 JSP 頁面。.2 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)基于 STM32 的草莓溫室控制系統(tǒng)主要由草莓溫室、WEB 服務(wù)器和手機(jī) APP 客戶端三組成，，系統(tǒng)方案原理圖如下圖 2.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP311.52;S628;S668.4

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本文編號(hào)：2653066