本文關鍵詞：基于GPRS技術的土壤養(yǎng)分速測系統(tǒng)的研究

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【摘要】：近年來,農作物的栽培技術在不斷提高,與此同時,檢測、自動控制以及通信等技術也源源不斷地滲透到設施農業(yè)當中。為了實現(xiàn)土壤養(yǎng)分信息的快速檢測和遠程無線傳輸,要求使用精準度高的傳感器和先進的數(shù)據(jù)傳輸模塊。本論文在分析了國內和國外專業(yè)人員在此課題研究成果的基礎上,加入作者對本課題的一些思考,充分利用當下各項先進技術,研究開發(fā)了基于GPRS技術的土壤養(yǎng)分速測系統(tǒng)。本論文主要做了如下工作：(1)論文首先經(jīng)過需求分析,確定研究內容為土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、速效磷、速效鉀的速測系統(tǒng)開發(fā)。(2)為了實現(xiàn)在一個系統(tǒng)上對土壤各個養(yǎng)分進行檢測,確定了傳感器的工作原理為光電比色法。經(jīng)過廣泛查閱資料并根據(jù)所測土壤養(yǎng)分顯色特性,分別選擇了625nnm、420nm、660nm的LED發(fā)光二級管和濱松G1155、華尚光電HSPD450-116EMB硅光電池作為傳感器。使用ICL7650MJD芯片設計電路對光電轉換信號進行放大。用搭載有PCF8591芯片的A/D轉換模塊對放大后的電信號進行模數(shù)轉換。最后用STC89C52單片機控制八位共陰數(shù)碼管將模數(shù)轉換后的數(shù)據(jù)進行顯示。為了及時地把該數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理平臺,利用單片機控制全球鷹SIM900A V3.7模塊,與其進行串口通信,把檢測到的信息通過發(fā)送短信的方式及時傳遞到手機端,對收到的信息進行數(shù)據(jù)處理,即可快速獲取所測土壤養(yǎng)分信息。使用LM2596S模塊在24V直流穩(wěn)壓蓄電池基礎上設計5V、3.6V、2.8V直流穩(wěn)壓電源對LED發(fā)光二極管及其他模塊供電。(3)系統(tǒng)設計完成后,對其工作能力進行試驗。試驗結果顯示,利用該系統(tǒng)測量結果建立的土壤養(yǎng)分標準曲線相關系數(shù)R2分別為0.9973、0.9866、0.9947和0.9988,可以利用以上標準曲線計算土壤養(yǎng)分速測值。根據(jù)30個樣本速測值和常規(guī)值建立了速測值到常規(guī)值的轉換模型并用20個樣本對該模型進行檢驗。結果表明土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、速效磷、速效鉀的轉換模型誤差平均值分別為0.37、0.41、1.02、11.33,誤差標準差分別為0.77、0.49、1.14、4.07。所產生誤差均在允許范圍內,表明利用本系統(tǒng)對土壤養(yǎng)分進行速測是可行的。
【關鍵詞】：土壤養(yǎng)分 速測 傳感器 GPRS 短信
【學位授予單位】：山西農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S158;TN929.532
【目錄】：

• 摘要6-7
• 1 緒論7-11
• 1.1 論文研究背景及意義7-8
• 1.2 國內外現(xiàn)狀及趨勢8-10
• 1.3 預期目標及擬解決的關鍵問題10
• 1.3.1 預期達到的目標10
• 1.3.2 擬解決的關鍵問題10
• 1.4 論文研究的章節(jié)內容簡介10-11
• 2 傳感器設計原理11-13
• 2.1 比色法速測土壤銨態(tài)氮實驗原理11-12
• 2.2 比色法速測土壤硝態(tài)氮實驗原理12
• 2.3 比色法速測土壤速效磷實驗原理12-13
• 2.4 比色法速測土壤速效鉀實驗原理13
• 2.5 本章總結13
• 3 GPRS技術概述及其分析13-16
• 3.1 系統(tǒng)的需求分析13-14
• 3.2 GPRS技術全面概述14-15
• 3.2.1 GPRS技術簡介14
• 3.2.2 GPRS發(fā)展歷程14
• 3.2.3 GPRS網(wǎng)絡結構14-15
• 3.3 GPRS的網(wǎng)絡優(yōu)勢15
• 3.4 GPRS存在的問題15
• 3.5 GPRS短信業(yè)務介紹15-16
• 3.6 本章總結16
• 4 系統(tǒng)硬件設計16-24
• 4.1 系統(tǒng)總體設計16-17
• 4.2 系統(tǒng)傳感器模塊及MCU設計17-20
• 4.2.1 固定波長的LED燈的選擇17
• 4.2.2 硅光電池傳感器選擇17-18
• 4.2.3 放大電路設計18
• 4.2.4 A/D轉換模塊選擇18-19
• 4.2.5 顯示模塊選擇19
• 4.2.6 系統(tǒng)MCU選擇19-20
• 4.3 GPRS模塊選擇20-22
• 4.4 電源設計22-24
• 4.5 本章總結24
• 5 系統(tǒng)軟件設計24-30
• 5.1 系統(tǒng)總體程序圖25
• 5.2 模塊函數(shù)編寫25-30
• 5.2.1 A/D轉換函數(shù)編寫25-26
• 5.2.2 顯示函數(shù)編寫26-27
• 5.2.3 延時函數(shù)編寫27-28
• 5.2.4 獨立按鍵函數(shù)編寫28
• 5.2.5 GPRS函數(shù)編寫28-30
• 5.2.6 主函數(shù)編寫30
• 5.3 本章總結30
• 6 系統(tǒng)總體運行測試及試驗30-42
• 6.1 系統(tǒng)總體運行測試31-34
• 6.1.1 模塊測試31-33
• 6.1.2 系統(tǒng)總體運行測試33-34
• 6.2 試驗方案設計及數(shù)據(jù)處理34-41
• 6.2.1 銨態(tài)氮速測試驗及數(shù)據(jù)處理34-36
• 6.2.2 硝態(tài)氮速測試驗及數(shù)據(jù)處理36-38
• 6.2.3 速效磷速測試驗及數(shù)據(jù)處理38-40
• 6.2.4 速效鉀速測試驗及數(shù)據(jù)處理40-41
• 6.3 誤差分析41-42
• 6.4 本章總結42
• 7 總結與展望42-44
• 7.1 研究內容總結42
• 7.2 展望42-44
• 參考文獻44-48
• Abstract48-50
• 致謝50

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 夏莉英;陳雁;;基于MAX7219的LED顯示系統(tǒng)[J];工業(yè)控制計算機;2009年02期

2 夏忠球;;淺談GPRS的網(wǎng)絡工作原理及其優(yōu)勢[J];電腦與電信;2010年12期

3 劉會忠;吳修文;馮曉霞;魏富奎;;GPRS技術在溫室大棚環(huán)境監(jiān)控中的應用[J];農業(yè)裝備與車輛工程;2010年04期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孫小春;基于GPRS技術的土壤信息采集關鍵技術研究[D];西北農林科技大學;2010年

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本文編號：815445