本文關(guān)鍵詞：基于Cortex-A9的智能農(nóng)業(yè)檢測與控制系統(tǒng)

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【摘要】：隨著生態(tài)環(huán)境越來越差,水資源短缺,耕地面積逐漸減少,農(nóng)業(yè)的發(fā)展引起了人們高度的重視。傳統(tǒng)粗獷型的農(nóng)業(yè),已經(jīng)滿足不了人們對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求。智能農(nóng)業(yè)借助于物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,根據(jù)農(nóng)作物所需要的最佳生長狀態(tài)進(jìn)行合理的分配調(diào)節(jié),提高土壤的利用效率,減少對水資源的浪費(fèi),緩解環(huán)境壓力,從而提高經(jīng)濟(jì)效益。我國一直以來都是農(nóng)業(yè)大國,而非農(nóng)業(yè)強(qiáng)國,考慮到當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顟B(tài),我們應(yīng)該抓住機(jī)遇,大力發(fā)展智能農(nóng)業(yè)。從目前的情況來看,我國的智能農(nóng)業(yè)還處于起步階段,只是在部分試驗(yàn)田進(jìn)行試驗(yàn),沒有大面積的推廣,還沒有達(dá)到一個理想的狀態(tài)。針對現(xiàn)在農(nóng)田種植范圍廣、有線布局難度大、環(huán)境因素檢測困難等問題,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)、軟件技術(shù)、自動控制技術(shù)等來設(shè)計了一套基于Cortex-A9的智能農(nóng)業(yè)檢測與控制系統(tǒng)。本文對這套智能農(nóng)業(yè)的研究重點(diǎn)主要放在硬件和軟件兩個方面:(1)硬件電路主要是包括網(wǎng)關(guān)和下位機(jī)傳感器硬件兩個部分。網(wǎng)關(guān)電路部分選用的核心板為Tiny4412,是一款高性能的Cortex-A9核心板,網(wǎng)關(guān)電路板上裝有觸摸屏,方便顯示傳感器數(shù)據(jù)和電器設(shè)備的狀態(tài),利用網(wǎng)口進(jìn)行數(shù)據(jù)的通訊和傳遞。下位機(jī)傳感器部分采用的是Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò),將不同類型的傳感器模塊與Zigbee節(jié)點(diǎn)相組合,能夠?qū)⒉杉降牟煌膫鞲衅鲾?shù)據(jù)上傳到Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn),進(jìn)一步傳遞給網(wǎng)關(guān),數(shù)據(jù)的流向具有雙向性,同時能夠通過網(wǎng)關(guān)對下位機(jī)下發(fā)指令,實(shí)現(xiàn)對下位機(jī)電器設(shè)備的控制。(2)軟件部分主要包括網(wǎng)關(guān)端程序設(shè)計、電腦客戶端程序設(shè)計、手機(jī)客戶端程序設(shè)計等。其中涉及軟件編譯環(huán)境較多,內(nèi)容較為復(fù)雜。在每一個軟件設(shè)計模塊中都做了詳細(xì)的程序流程圖,并附上核心代碼。在軟件實(shí)現(xiàn)過程中,主要是對用戶管理模塊和系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計分析。在用戶管理模塊中主要涉及用戶的登錄和注冊,在系統(tǒng)管理模塊中主要包含對下位機(jī)數(shù)據(jù)的采集和顯示,并能夠?qū)崟r接收來自下位機(jī)上傳的狀態(tài)信息,同時還可以通過下發(fā)指令對下位機(jī)的電器設(shè)備進(jìn)行操作。同時在軟件實(shí)現(xiàn)過程中設(shè)置了一些閾值,當(dāng)采集到的傳感器數(shù)據(jù)大于設(shè)置的最大閾值或者小于設(shè)置的最小閾值時,將進(jìn)行一些聯(lián)動操作,將環(huán)境因素保持在一個合理的范圍內(nèi),使農(nóng)作物始終保持在一個最佳的環(huán)境中�；贑ortex-A9的智能農(nóng)業(yè)檢測與控制系統(tǒng)主要涉及四個層次:智能化信息采集的傳感層、信息傳遞的無線傳輸層、人性化的網(wǎng)關(guān)管理層、可視化的用戶管理層。系統(tǒng)通過傳感層將影響農(nóng)作物生長有關(guān)的環(huán)境因素進(jìn)行采集,經(jīng)過數(shù)據(jù)融合技術(shù),對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,進(jìn)一步對補(bǔ)光燈、抽水泵、遮光板等設(shè)備進(jìn)行操作。同時將數(shù)據(jù)上傳到可視化用戶管理層,可以提前進(jìn)行預(yù)警操作,通過對環(huán)境因素的分析處理,改善農(nóng)作物的生長環(huán)境狀態(tài),進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量,達(dá)到可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
【關(guān)鍵詞】：智能農(nóng)業(yè) Cortex-A9 Tiny4412 物聯(lián)網(wǎng)
【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】：2016
【分類號】：S126;TP274
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 智能農(nóng)業(yè)概述8
• 1.2 智能農(nóng)業(yè)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀8-9
• 1.3 課題研究的背景和意義9-10
• 1.3.1 課題研究的背景9
• 1.3.2 課題研究的意義9-10
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容10-11
• 第二章 系統(tǒng)概述11-17
• 2.1 系統(tǒng)功能概述11-12
• 2.2 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計分析12-14
• 2.2.1 系統(tǒng)物理整體架構(gòu)12-13
• 2.2.2 信息傳感層13
• 2.2.3 信息傳輸層13-14
• 2.2.4 信息應(yīng)用層14
• 2.3 系統(tǒng)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計分析14-15
• 2.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程設(shè)計分析15
• 2.5 系統(tǒng)用戶管理設(shè)計分析15-17
• 2.5.1 手機(jī)端15-16
• 2.5.2 電腦端16
• 2.5.3 網(wǎng)關(guān)端16-17
• 第三章 系統(tǒng)硬件平臺17-37
• 3.1 系統(tǒng)硬件平臺整體設(shè)計17
• 3.2 系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)平臺的設(shè)計和構(gòu)建17-30
• 3.2.1 網(wǎng)關(guān)處理器的選型17-19
• 3.2.3 網(wǎng)關(guān)核心硬件電路的設(shè)計19-21
• 3.2.4 網(wǎng)關(guān)外圍硬件電路的設(shè)計21-24
• 3.2.5 網(wǎng)關(guān)平臺系統(tǒng)移植24-30
• 3.3 系統(tǒng)底層傳感平臺的設(shè)計30-37
• 3.3.1 無線傳感Zigbee傳輸模塊設(shè)計31-32
• 3.3.2 傳感器模塊設(shè)計32-37
• 第四章 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)部分37-47
• 4.1 網(wǎng)關(guān)程序設(shè)計37-41
• 4.2 電腦客戶端41-45
• 4.3 手機(jī)客戶端45-47
• 第五章 實(shí)物搭建及運(yùn)行47-51
• 5.1 實(shí)驗(yàn)平臺的組建47-48
• 5.2 實(shí)驗(yàn)平臺的調(diào)試48-49
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析49-51
• 第六章 總結(jié)與展望51-52
• 6.1 總結(jié)51
• 6.2 展望51-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 致謝55

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