基于M2M通信的溫室控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間：2020-09-02 15:34

　　針對(duì)智慧農(nóng)業(yè)建設(shè),本文將網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式微處理器技術(shù)、計(jì)算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及云平臺(tái)技術(shù)等相結(jié)合,設(shè)計(jì)研發(fā)了基于M2M通信的溫室控制系統(tǒng),為溫室大棚的智能化、集中化、節(jié)能化建設(shè)提供了系統(tǒng)的解決方案。論文主要工作如下:(1)歸納了國內(nèi)外M2M技術(shù)及溫室控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),依據(jù)溫室控制系統(tǒng)的功能需求,給出基于M2M通信的溫室控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集層、環(huán)境調(diào)節(jié)層、資源管理層的三層系統(tǒng)架構(gòu),并進(jìn)行可行性分析。(2)提出了一種基于QoS保障的M2M上行鏈路節(jié)能優(yōu)化算法。此算法能夠在數(shù)據(jù)采集層中傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)膯栴}上得到切實(shí)的應(yīng)用,且當(dāng)設(shè)備規(guī)模很大時(shí),算法的性能更優(yōu),能夠優(yōu)化系統(tǒng)能效并降低數(shù)據(jù)的丟包率。(3)設(shè)計(jì)研發(fā)了溫室控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集層。研發(fā)的數(shù)據(jù)采集層以STM32微處理器為核心并集成電源模塊及各類環(huán)境參數(shù)傳感器模塊等,采集的環(huán)境參數(shù)信息通過NB-IOT通信模塊經(jīng)過基站,再通過骨干網(wǎng)傳輸至服務(wù)器。(4)設(shè)計(jì)研發(fā)了溫室控制系統(tǒng)的環(huán)境調(diào)節(jié)層。環(huán)境調(diào)節(jié)層可根據(jù)數(shù)據(jù)采集層的環(huán)境參數(shù)信息控制水簾、遮陽簾、風(fēng)機(jī)等溫室農(nóng)業(yè)設(shè)備,還可依據(jù)控制策略進(jìn)行智能性地控制。(5)設(shè)計(jì)研發(fā)了溫室控制系統(tǒng)的資源管理層。資源管理層主要包含了云端服務(wù)器,能對(duì)海量的溫室信息進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理分析,能通過智慧管控策略實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)溫室控制系統(tǒng)的集中管控。本文按照農(nóng)業(yè)溫室控制的設(shè)計(jì)需求設(shè)計(jì)的系統(tǒng)成功地應(yīng)用在海南博大蘭花種植基地的溫室大棚中。測(cè)試表明,本文系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期的目標(biāo),能精準(zhǔn)采集溫室內(nèi)的作物生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù),能智能性控制溫室中的調(diào)節(jié)設(shè)備,能通過智能手機(jī)對(duì)溫室進(jìn)行遠(yuǎn)程操控管理,能存儲(chǔ)和分析溫室植物培育過程中的各類相關(guān)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、操作方便,滿足溫室控制系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求,可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)溫室控制系統(tǒng)的智能化。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP273;S625.1
【部分圖文】：

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