本文研究并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程澆灌系統(tǒng)。首先,針對(duì)土壤濕度、光照強(qiáng)度和空氣相對(duì)濕度研究設(shè)計(jì)了不同的濾波算法,使得采集的數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。其次,通過利用FDR頻域反射技術(shù)研究從硬件底層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)微型的土壤濕度傳感器;利用光敏電阻作為傳感元件構(gòu)造電路,經(jīng)過標(biāo)定實(shí)現(xiàn)了超低成本的光強(qiáng)傳感器。第三,研究了一種利用遺傳算法在線修正PID參數(shù)的自適應(yīng)澆灌控制算法,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)研制了一套可遠(yuǎn)程控制的澆灌系統(tǒng)樣機(jī)。該系統(tǒng)可以使用手機(jī)遠(yuǎn)程設(shè)置植物所需的土壤濕度,并通過預(yù)設(shè)的算法自動(dòng)控制土壤濕度,同時(shí)能用手機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測被測區(qū)域的土壤濕度、光照強(qiáng)度、空氣相對(duì)濕度和溫度。該系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)采集器和中央控制器之間采用2.4GHz的無線通信方式協(xié)同工作,并且采集器按照超低功耗、低成本、微型化的目標(biāo)設(shè)計(jì),因此可以在被灌溉的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)采集。中央控制器接收采集器傳回的多組數(shù)據(jù),經(jīng)過分析剔除誤差較大的數(shù)據(jù)后,將環(huán)境參數(shù)打包發(fā)送到云端服務(wù)器,并從服務(wù)器接收控制參數(shù)來驅(qū)動(dòng)澆灌設(shè)備。通過實(shí)驗(yàn)測試,取得了較為理想的土壤濕度控制效果,與現(xiàn)有的澆灌系統(tǒng)相比,具有安裝簡易,成本低廉,可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)勢。 

【文章來源】：云南師范大學(xué)云南省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 課題研究內(nèi)容
        1.3.1 環(huán)境參數(shù)傳感器研究與設(shè)計(jì)
        1.3.2 中央控制器研究
        1.3.3 澆灌設(shè)備驅(qū)動(dòng)研究與設(shè)計(jì)
        1.3.4 控制算法研究
    1.4 可行性分析
第2章 系統(tǒng)理論研究
    2.1 土壤濕度傳感器的設(shè)計(jì)原理
    2.2 光照強(qiáng)度傳感器的設(shè)計(jì)原理
    2.3 濕度傳感器測量原理
    2.4 土壤濕度控制算法研究與選擇
        2.4.1 PID算法
        2.4.2 遺傳算法
第3章 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.1 環(huán)境參數(shù)采集器硬件設(shè)計(jì)
        3.1.1 太陽能供電模塊
        3.1.2 土壤濕度傳感器
        3.1.3 光照強(qiáng)度傳感器
        3.1.4 溫濕度傳感器
        3.1.5 微控制器最小系統(tǒng)
        3.1.6 液晶顯示模塊
        3.1.7 射頻收發(fā)模塊
    3.2 中央控制器硬件設(shè)計(jì)
        3.2.1 GPRS聯(lián)網(wǎng)模塊
        3.2.2 澆灌設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊
第4章 系統(tǒng)軟件研究與設(shè)計(jì)
    4.1 環(huán)境參數(shù)采集器軟件研究與設(shè)計(jì)
        4.1.1 土壤濕度傳感器采集算法研究
        4.1.2 光照強(qiáng)度傳感器濾波算法研究
        4.1.3 溫濕度傳感器濾波算法研究
        4.1.4 液晶顯示模塊研究
        4.1.5 射頻收發(fā)模塊工作模式研究
    4.2 中央控制器軟件研究與設(shè)計(jì)
        4.2.1 GPRS聯(lián)網(wǎng)模塊軟件設(shè)計(jì)
        4.2.2 澆灌設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊控制算法研究
    4.3 云端服務(wù)器選擇
    4.4 手機(jī)終端APP開發(fā)
第5章 遠(yuǎn)程澆灌系統(tǒng)測試實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    5.1 土壤濕度傳感器驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    5.2 光照強(qiáng)度傳感器定標(biāo)實(shí)驗(yàn)
    5.3 土壤濕度控制效果驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文和研究成果
致謝



本文編號(hào)：3432610