農業(yè)種植的澆灌施肥方式隨著科學技術的發(fā)展越來越趨向于自動化、標準化、集成化,傳統(tǒng)農業(yè)的澆灌施肥已無法滿足現(xiàn)代農業(yè)的需求,利用物聯(lián)網(wǎng)技術支撐水肥一體化的實現(xiàn)是現(xiàn)代農產業(yè)發(fā)展的趨勢。針對水肥一體機的自動控制、農田區(qū)域環(huán)境數(shù)據(jù)采集等問題,本文以物聯(lián)網(wǎng)技術與水肥一體化技術作為切入點,設計了基于物聯(lián)網(wǎng)技術的水肥一體化服務云平臺。主要研究工作如下:1)水肥一體機的設計。本文從實際問題出發(fā),利用物聯(lián)網(wǎng)技術設計了一套水肥一體機。其中包括遠程灌溉控制技術、灌溉控制系統(tǒng)、電磁閥門控制系統(tǒng)、農田灌溉管網(wǎng)系統(tǒng)。系統(tǒng)完成了硬件的選型設計和實現(xiàn),實現(xiàn)農田間水肥量供應的自動控制及分配,從而實現(xiàn)了水肥的精準控制及澆灌。2)區(qū)域環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測采集設備的設計。通過對農田環(huán)境的分析并結合作物對生長環(huán)境的需求要素,對環(huán)境監(jiān)測采集設備進行了詳細的選型及設計,從而設計實現(xiàn)了一套區(qū)域環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測采集設備,實時獲取并記錄農田間環(huán)境數(shù)據(jù),為水肥一體機和平臺的精細運作提供依據(jù)。3)數(shù)據(jù)處理、分析及預測。本文采用基于多元線性回歸的土壤墑情含水率預測模型,首先對農田環(huán)境樣本數(shù)據(jù)進行處理,其次根據(jù)各影響因子與土壤墑情含水率相關程度構建模型,最后... 

【文章來源】：河北科技大學河北省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

水肥一

各種

12表2-3命令控制指令協(xié)議字段內容FarmlandID設備所屬農田IDTerminalID終端設備IDTime下發(fā)時間Command{“01”:“開啟”,“02”:“關閉”,“03”:“提取設備信息”}Check校驗和2.3.3水肥一體機LoRa無線通信的設計實現(xiàn)水肥一體機LoRa無線通信主要完成的是對灌溉設備的控制。其原理是水肥一體機中的LoRa模塊利用無線通信驅動電磁閥門及水泵，實現(xiàn)無線控制。本文中網(wǎng)絡協(xié)議采用LoRaWAN通信協(xié)議。LoRaWAN[29]是LoRa物理層傳輸技術基礎之上，使用LoRa的MAC層規(guī)范，其協(xié)議定義有ClassA、ClassB、ClassC三種終端類型，其中ClassA所屬的終端設備在應用時功耗最低，其收發(fā)方式為：ClassA只有在上行發(fā)送了數(shù)據(jù)傳輸信號后，服務器很迅速地打開下行接收窗口，進行下行通信。即無論何時，上行通信無限制，下行通信服務器只有在上行通信發(fā)送后終端才可以接收。所以本系統(tǒng)的LoRa無線通信協(xié)議選用ClassA。2.3.4水肥一體機主控板實物原型經過設計后，實現(xiàn)了水肥一體機主控板的原型，能夠進行對灌溉設備的控制。主控板以及肥料、水源輸送控制板的實現(xiàn)是通過水肥一體機的結構圖，如圖2-6所示。其中，水肥一體機控制板采用電機驅動模塊來驅動電機及水泵，選擇LoRa模塊實現(xiàn)無線控制，由電磁閥控制繼電器進行壓力調節(jié)實現(xiàn)水肥以及混合液的輸送，同時水流傳感器采集器通過水流流過轉子后轉子轉的圈數(shù)來進行流量的監(jiān)測。圖2-6控制板實物原型STM32單片機通電開機以后進入初始工作狀態(tài)，然后接收到控制指令后，STM32單片機與被控制模塊之間通過串口進行通信，然后依據(jù)本文規(guī)定的協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)，就能實現(xiàn)模塊的控制。當SX1276在非休眠狀態(tài)下，會將MCU經外部中斷的

【參考文獻】：
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本文編號：3421773