農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎,精準農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向,其實現(xiàn)與應用對提高我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平具有重大意義。精準農(nóng)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(nóng)業(yè)實現(xiàn)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(jīng)濟作物,設計基于無線傳感技術(shù)的精準農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)測系統(tǒng),采用無線傳感技術(shù)獲取大棚內(nèi)主要環(huán)境參數(shù)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(nèi)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(gòu)建大棚內(nèi)溫度場的數(shù)學模型,在實驗室內(nèi)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(xiàn)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(wǎng)絡組網(wǎng)和整體結(jié)構(gòu)進行設計,系統(tǒng)分為上位機、控制單元、數(shù)據(jù)采集單元和無線傳感器節(jié)點,在大棚內(nèi)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(shù)數(shù)據(jù),... 

【文章頁數(shù)】：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(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究的必要性
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
第2章 大棚內(nèi)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(nèi)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(nèi)溫度場數(shù)學模型的建立
    2.5 溫度場計算模擬實驗
    2.6 本章小結(jié)
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(wǎng)絡組網(wǎng)設計
        3.3.1 無線傳感網(wǎng)絡的介紹
        3.3.2 無線通信技術(shù)的選擇
        3.3.3 CC1101無線通信工作原理
        3.3.4 無線傳感網(wǎng)絡整體結(jié)構(gòu)
    3.4 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
    3.5 本章小結(jié)
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(wǎng)串口轉(zhuǎn)換模塊電路設計
        4.1.4 電源模塊電路設計
    4.2 數(shù)據(jù)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(jié)
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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集子程序設計
        5.3.3 光照強度數(shù)據(jù)采集子程序設計
        5.3.4 二氧化碳濃度數(shù)據(jù)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(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 論文工作總結(jié)
    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
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博士論文
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碩士論文
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[5]溫室蔬菜大棚監(jiān)控系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 李海南.吉林大學 2015
[6]基于Linux和CC1101的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 杜永慧.延邊大學 2014
[7]一種單管正激式開關(guān)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(nèi)溫度場仿真模擬[D]. 周佐喜.廣東工業(yè)大學 2013
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[10]基于CC1101與GPRS的無線傳感器網(wǎng)絡設計[D]. 陳實.天津大學 2012



本文編號：3687879