【摘要】：土地的荒漠化日漸加劇,將對全社會的生產(chǎn)和生活都帶來非常大的威脅。在整個世界范圍內(nèi),特別是干旱無雨或少雨的荒漠地區(qū),已引起人們的普遍關(guān)注。新疆是典型的內(nèi)陸荒漠區(qū),到處都有遭受荒漠化的可能。在新疆建設(shè)以林為主的防護林體系,能夠有效地維護和鞏固綠洲生態(tài)的平衡。隨著電子信息技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)走進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在林業(yè)的多個方面也得到了初步應(yīng)用,并具有非常廣闊的應(yīng)用前景。建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)的林業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)是保護林地資源以及林地環(huán)境的有效手段,實現(xiàn)林業(yè)的現(xiàn)代化將為林業(yè)生態(tài)的保護和水資源的合理利用起到舉足輕重的作用。本文設(shè)計并實現(xiàn)了基于物聯(lián)網(wǎng)的新疆干旱區(qū)城市防護林溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。根據(jù)新疆干旱區(qū)城市庫爾勒市防護林現(xiàn)狀,分析得出新疆干旱區(qū)城市防護林主要存在的問題是水資源短缺和監(jiān)測難度大,可見實現(xiàn)針對新疆干旱區(qū)城市防護林的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)具有較高的實用價值。通過對系統(tǒng)的測量參數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸方式、主控芯片等進行需求分析,確定了系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu),并確定使用32位的STM32微控制器作為主控芯片,使用SIM900A的GSM(Global System for Mobile Communication:全球移動通信系統(tǒng))短信方式進行無線信息傳輸,采用SHT20型號的空氣溫度濕度傳感器和HL-TR05型號的土壤溫度濕度傳感器對環(huán)境的溫度和濕度進行測量,采用手機和PC(Personal Computer:個人電腦)兩種方式顯示溫度和濕度的測量結(jié)果。本文詳細(xì)的介紹了每個模塊及其工作原理,闡述了系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和發(fā)送模塊以及數(shù)據(jù)讀取和存儲、數(shù)據(jù)展示軟件的設(shè)計思路和實現(xiàn)方法,最后對整個系統(tǒng)進行了性能、準(zhǔn)確度、極端環(huán)境和精度測試,并進行了誤差分析,通過算術(shù)平均法和中位值法相結(jié)合的復(fù)合數(shù)字濾波的方法來減小誤差。本文在硬件選型、電路布局以及軟件設(shè)計實現(xiàn)過程中,充分地貫徹了低功耗的設(shè)計原則,并且采用了鋰電池分別對各個電路供電的方式。本文實現(xiàn)了通過手機和PC對空氣的溫度、濕度和土壤的溫度、濕度進行監(jiān)測的目的。經(jīng)過對系統(tǒng)進行測試,該系統(tǒng)在實用性和可靠性方面表現(xiàn)出色。
【圖文】：

2.1 系統(tǒng)設(shè)計需求分析為了實現(xiàn)新疆干旱區(qū)城市防護林溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的各項功能，能夠?qū)⒊晒麘?yīng)用于實際，本文采取的技術(shù)路線如圖2-1所示。圖2-1新疆干旱區(qū)城市防護林溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)研究技術(shù)路線圖通過文獻查閱、專家咨詢和實地考察結(jié)果，針對新疆干旱區(qū)城市防護林現(xiàn)狀，為實現(xiàn)新疆干旱區(qū)城市防護林溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的各項功能，進行以下需求分析。2.1.1 參數(shù)的測量分析新疆干旱區(qū)城市防護林主要的存在的問題是水資源短缺和監(jiān)測難度大。要減少造林

個溫度濕度監(jiān)測系統(tǒng)主要由傳感器、無線通信模塊、STM32 處理器、PC 和手，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2-2 所示。度濕度監(jiān)測系統(tǒng)從整體上看可分成感知層、傳輸層和顯示層三個部分。知層包括測量空氣溫度、濕度的傳感器、測量土壤溫度、濕度傳感器及測量電感器用于獲取溫度濕度相關(guān)參數(shù)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送給處理器。輸層由 STM32 處理芯片和無線通訊模塊構(gòu)成，用來進行感知層和顯示層之間輸。系統(tǒng)運行后，傳感器獲取的溫度和濕度的相關(guān)數(shù)據(jù)在 STM32 處理器的控?zé)o線通訊模塊直接以短信方式傳送到指定人員的手機上或通過串口將數(shù)據(jù)傳 服務(wù)器上。示層由無線通訊模塊、PC 等組成，，用于對數(shù)據(jù)進行獲取和保存。管理人員可腦查看溫濕度參數(shù)來了解植物生長環(huán)境的狀態(tài)，從而達到監(jiān)測溫濕度的目的。
【學(xué)位授予單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP274;S759.2

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本文編號：2583076