農業(yè)是國民經濟的基礎,精準農業(yè)是現代化農業(yè)的發(fā)展方向,其實現與應用對提高我國農業(yè)生產水平具有重大意義。精準農業(yè)分為田間信息獲取、基于信息的決策與管理、變量精準控制三個環(huán)節(jié),目前我國在這三個環(huán)節(jié)上的發(fā)展均比較落后。田間信息獲取是精準農業(yè)實現的基礎,本文立足于該環(huán)節(jié),針對對溫度極為敏感的高經濟作物,設計基于無線傳感技術的精準農業(yè)大棚監(jiān)測系統(tǒng),采用無線傳感技術獲取大棚內主要環(huán)境參數信息,并創(chuàng)新性地將溫度場的概念引入到大棚環(huán)境監(jiān)測環(huán)節(jié),計算出大棚內作物生長區(qū)域溫度場。本文主要做了以下工作:首先,對本文選擇的大棚物理模型進行詳細分析,設計分子域三維線性插值算法作為溫度場的計算方法,提出傳感器節(jié)點的布設方案,構建大棚內溫度場的數學模型,在實驗室內模擬大棚環(huán)境進行溫度場計算實驗,驗證分子域三維線性插值算法計算溫度場的可行性,并在Matlab中實現溫度場的可視化;然后,通過對系統(tǒng)的功能和設計原則的分析,對系統(tǒng)的無線傳感網絡組網和整體結構進行設計,系統(tǒng)分為上位機、控制單元、數據采集單元和無線傳感器節(jié)點,在大棚內按照傳感器節(jié)點布設方案布設無線傳感器節(jié)點采集溫度、濕度、光照強度和二氧化碳濃度等環(huán)境參數數據,... 

【文章頁數】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 國外研究現狀
        1.2.2 國內研究現狀
    1.3 課題研究的必要性
    1.4 論文主要研究內容
第2章 大棚內溫度場的分析與計算
    2.1 溫度場
        2.1.1 溫度場簡介
        2.1.2 溫度場的應用
        2.1.3 溫度場在系統(tǒng)中的應用思路
    2.2 大棚物理模型及種植作物介紹
    2.3 大棚內溫度場算法的分析與設計
        2.3.1 溫度場算法分析
        2.3.2 分子域三維線性插值算法
    2.4 傳感器節(jié)點布設方案及大棚內溫度場數學模型的建立
    2.5 溫度場計算模擬實驗
    2.6 本章小結
第3章 系統(tǒng)總體設計
    3.1 系統(tǒng)功能說明及分析
        3.1.1 系統(tǒng)功能說明
        3.1.2 系統(tǒng)功能分析
    3.2 系統(tǒng)的設計原則
    3.3 無線傳感網絡組網設計
        3.3.1 無線傳感網絡的介紹
        3.3.2 無線通信技術的選擇
        3.3.3 CC1101無線通信工作原理
        3.3.4 無線傳感網絡整體結構
    3.4 系統(tǒng)整體結構
    3.5 本章小結
第4章 系統(tǒng)硬件設計
    4.1 控制單元硬件設計
        4.1.1 微控制器模塊電路設計
        4.1.2 RS485通信模塊電路設計
        4.1.3 網串口轉換模塊電路設計
        4.1.4 電源模塊電路設計
    4.2 數據采集單元硬件設計
        4.2.1 微控制器模塊電路設計
        4.2.2 CC1101無線通信模塊電路設計
    4.3 無線傳感器節(jié)點硬件設計
        4.3.1 溫濕度傳感器電路設計
        4.3.2 光照強度傳感器電路設計
        4.3.3 二氧化碳濃度傳感器電路設計
        4.3.4 鋰電池充放電電路設計
    4.4 本章小結
第5章 系統(tǒng)軟件設計與測試
    5.1 控制單元程序設計
    5.2 數據采集單元程序設計
    5.3 無線傳感器節(jié)點程序設計
        5.3.1 無線傳感器節(jié)點主程序設計
        5.3.2 溫濕度數據采集子程序設計
        5.3.3 光照強度數據采集子程序設計
        5.3.4 二氧化碳濃度數據采集子程序設計
    5.4 上位機設計
    5.5 系統(tǒng)測試
    5.6 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 論文工作總結
    6.2 進一步研究展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文與參加的科研項目
    一、發(fā)表的論文
    二、參加的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于PLC的農業(yè)大棚精準控制管理系統(tǒng)[J]. 潘芳偉,潘攀.  黑龍江科技信息. 2017(03)
[2]打造精準農業(yè)的“展窗”——記北京小湯山國家精準農業(yè)研究示范基地[J]. 牛震.  農村工作通訊. 2016(10)
[3]自然通風條件下多塑料大棚群溫度場的CFD分析[J]. 宋煒,王新忠,沙劉云.  農機化研究. 2016(05)
[4]五段式電容液位測量變送器的研究[J]. 田海軍,張鋆,李帥男,張鑫.  機床與液壓. 2015(20)
[5]淺析永州地區(qū)種植鐵皮石斛的可行性[J]. 龍冰雁,胡小三,申明達,鄧潔.  農業(yè)開發(fā)與裝備. 2015(09)
[6]動力源泉,鋰電池充電保養(yǎng)攻略[J]. 老羅.  電腦知識與技術(經驗技巧). 2015(06)
[7]紅外通訊技術與藍牙區(qū)別解析[J]. 趙玉梅.  甘肅科技縱橫. 2015(04)
[8]日光溫室內小氣候環(huán)境各因子間量化關系研究[J]. 魏瑞江,馬鳳蓮,王鑫,董航宇,樂章燕.  中國農學通報. 2014(32)
[9]基于SSH和模糊控制的精準農業(yè)大棚智能監(jiān)控平臺[J]. 王杰,管濤,李玉玲.  湖北農業(yè)科學. 2014(15)
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博士論文
[1]精準農業(yè)傳感器網絡中的節(jié)能技術研究[D]. 張瑞瑞.中國農業(yè)大學 2015
[2]精準農業(yè)大豆變量施肥控制技術研究[D]. 王熙.黑龍江八一農墾大學 2010
[3]我國石斛屬植物種質資源及其親緣關系研究[D]. 武榮花.中國林業(yè)科學研究院 2007
[4]精準農業(yè)發(fā)展模式選擇與評價研究[D]. 侯建平.天津大學 2007

碩士論文
[1]基于STM32的半導體溫差發(fā)電儀的研制[D]. 張歡.陜西科技大學 2016
[2]溫室物聯網環(huán)境感知終端研發(fā)[D]. 安萬里.河北大學 2015
[3]基于STM32的永磁同步電機調速控制系統(tǒng)的研究[D]. 趙守鑫.吉林大學 2015
[4]基于STM32的RFID讀卡器設計與實現[D]. 袁樂民.西北師范大學 2015
[5]溫室蔬菜大棚監(jiān)控系統(tǒng)研究與實現[D]. 李海南.吉林大學 2015
[6]基于Linux和CC1101的無線數據采集系統(tǒng)的設計與實現[D]. 杜永慧.延邊大學 2014
[7]一種單管正激式開關電源的設計[D]. 劉俊.湖南大學 2014
[8]校園公共建筑節(jié)能設計及室內溫度場仿真模擬[D]. 周佐喜.廣東工業(yè)大學 2013
[9]基于物聯網的精準農業(yè)大棚監(jiān)控系統(tǒng)的設計與研究[D]. 吳小蓮.江西農業(yè)大學 2013
[10]基于CC1101與GPRS的無線傳感器網絡設計[D]. 陳實.天津大學 2012



本文編號：3687879