本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室花卉智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展,工農(nóng)業(yè)用水量日益增大,水資源緊缺的問題日漸突出,尤其是在農(nóng)業(yè)灌溉方面普遍采用人工漫灌的傳統(tǒng)灌溉方式,造成了水資源很大化程度上的浪費,同時也造成農(nóng)作物不能正常生長的問題。鑒于當(dāng)前傳統(tǒng)灌溉的種種劣勢,本文針對大面積種植的溫室花卉設(shè)計了一套基于ZigBee無線采集的智能灌溉控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)以CC2530 ZigBee模塊為基礎(chǔ),以MSP430單片機為微控制器,實現(xiàn)花卉土壤濕度、溫度和光照強度生長環(huán)境參數(shù)的無線采集和傳輸,并且在上位機數(shù)據(jù)界面顯示;利用花卉灌溉歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來進行花卉灌溉量的實時預(yù)測,實現(xiàn)花卉的智能灌溉。智能灌溉系統(tǒng)主要包括終端采集節(jié)點、協(xié)調(diào)器節(jié)點、MSP430微控制器模塊、上位機實時顯示界面以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊六個部分。其中系統(tǒng)硬件部分,終端搭載SM2801BD土壤濕度傳感器、DS18B20溫度傳感器和TSL2561光照強度傳感器,實現(xiàn)花卉土壤濕度、溫度、光照強度生長環(huán)境參數(shù)的實時采集,通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器節(jié)點,然后與MSP430微控制器通過UART串口通信,將接收的花卉生長環(huán)境信息分析處理后通過RS232串口傳送。系統(tǒng)軟件設(shè)計部分主要包括:終端節(jié)點軟件設(shè)計、協(xié)調(diào)器節(jié)點軟件設(shè)計、協(xié)調(diào)器節(jié)點與MSP430微控制器UART串口通信軟件設(shè)計、花卉生長環(huán)境參數(shù)實時顯示界面軟件設(shè)計。終端節(jié)點軟件設(shè)計確保土壤濕度、溫度以及光照強度三路傳感器能夠?qū)崟r采集花卉生長環(huán)境數(shù)據(jù),協(xié)調(diào)節(jié)點程序設(shè)計是無線傳感網(wǎng)絡(luò)建立和終端節(jié)點入網(wǎng)的關(guān)鍵。協(xié)調(diào)器節(jié)點與MSP430微控制器URAT通信程序確保雙方可以互相收發(fā)數(shù)據(jù),花卉生長環(huán)境參數(shù)實時顯示界面軟件設(shè)計實現(xiàn)經(jīng)過協(xié)調(diào)器節(jié)點和MSP430微控制器轉(zhuǎn)發(fā)的花卉生長環(huán)境數(shù)據(jù)的實時顯示。系統(tǒng)根據(jù)采集的三個花卉生長環(huán)境參量實時預(yù)測花卉所需灌溉量,實現(xiàn)花卉灌溉的人工智能。通過對系統(tǒng)軟硬件進行了多次調(diào)測試,系統(tǒng)的各項軟硬件模塊都基本實現(xiàn)了預(yù)期功能目標(biāo),同時系統(tǒng)的設(shè)計成本以及功耗也比較低,并且將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測技術(shù)引入到了花卉智能灌溉領(lǐng)域,實現(xiàn)了花卉灌溉的智能化,降低了灌溉成本,提高了灌溉效率,同時節(jié)約了水資源,對綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有一定的現(xiàn)實意義。
【關(guān)鍵詞】：CC2530 MSP430 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 灌溉量預(yù)測
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5;TP391.44;S629
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-11
• 1.1 課題研究的背景和意義8
• 1.2 國內(nèi)外智能灌溉系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.1 國外智能灌溉系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 國內(nèi)智能灌溉系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀9
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容9-10
• 1.4 課題的主要創(chuàng)新點10
• 1.5 本章小結(jié)10-11
• 第2章 系統(tǒng)設(shè)計方案及關(guān)鍵技術(shù)簡介11-19
• 2.1 系統(tǒng)需求功能分析11-12
• 2.2 基于ZigBee的無線傳輸技術(shù)12-16
• 2.2.1 ZigBee簡單介紹12
• 2.2.2 ZigBee主要特性12-13
• 2.2.3 ZigBee組網(wǎng)說明13-14
• 2.2.4 ZigBee協(xié)議架構(gòu)14-16
• 2.3 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能控制16-18
• 2.3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概念模型16-17
• 2.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理17-18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計19-26
• 3.1 系統(tǒng)總體框圖設(shè)計19
• 3.2 花卉生長環(huán)境參數(shù)終端硬件設(shè)計19-23
• 3.2.1 土壤濕度傳感器模塊19-20
• 3.2.2 溫度傳感器模塊20-21
• 3.2.3 光強傳感器模塊21-22
• 3.2.4 澆水控制模塊設(shè)計22
• 3.2.5 電源模塊設(shè)計22-23
• 3.3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計23
• 3.4 系統(tǒng)微控制器硬件體系結(jié)構(gòu)23-25
• 3.4.1 微控制器選取及結(jié)構(gòu)電路設(shè)計23-24
• 3.4.2 ZigBee接收模塊與MSP430微控制器接.電路設(shè)計24-25
• 3.5 本章小結(jié)25-26
• 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計26-38
• 4.1 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計26
• 4.2 花卉生長環(huán)境參數(shù)終端軟件設(shè)計26-30
• 4.2.1 終端節(jié)點總體流程設(shè)計26-27
• 4.2.2 傳感器參數(shù)采集流程設(shè)計27
• 4.2.3 CC2530終端發(fā)送節(jié)點程序設(shè)計27-30
• 4.3 CC2530接收模塊與MSP430微控制器節(jié)點設(shè)計30-32
• 4.3.1 CC2530接收模塊節(jié)點流程設(shè)計31
• 4.3.2 CC2530與MSP430通信程序設(shè)計31-32
• 4.4 參數(shù)實時顯示平臺程序設(shè)計32-34
• 4.4.1 上位機軟件開發(fā)環(huán)境32-34
• 4.4.2 生長環(huán)境參數(shù)顯示界面軟件設(shè)計34
• 4.5 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)灌溉量智能控制模型設(shè)計34-37
• 4.5.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能灌溉控制流程設(shè)計35-36
• 4.5.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)灌溉量預(yù)測模型構(gòu)建36
• 4.5.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)灌溉量預(yù)測MATLAB實現(xiàn)36-37
• 4.6 本章小結(jié)37-38
• 第5章 系統(tǒng)調(diào)測試和實現(xiàn)38-46
• 5.1 系統(tǒng)軟硬件調(diào)測試38-42
• 5.1.1 系統(tǒng)設(shè)計硬件調(diào)測試38-39
• 5.1.2 系統(tǒng)設(shè)計軟件調(diào)測試39-42
• 5.2 參數(shù)監(jiān)控平臺功能測試42-44
• 5.2.1 系統(tǒng)登錄界面測試43
• 5.2.2 花卉生長環(huán)境參數(shù)顯示界面測試43-44
• 5.3 本章小結(jié)44-46
• 第6章 總結(jié)與展望46-47
• 參考文獻(xiàn)47-49
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果49-50
• 致謝50

【參考文獻(xiàn)】

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1 刁慧琴;朱凌云;;基于ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的污染氣體監(jiān)測系統(tǒng)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2011年20期

  本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室花卉智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：373578