針對我國傳統(tǒng)溫室監(jiān)控系統(tǒng)在終端訪問和遠程管理方面存在的不足,以及在智能控制系統(tǒng)性能上還存在的局限性,本文結(jié)合移動通信技術(shù)和云服務(wù)器平臺研究一種基于云服務(wù)的嵌入式智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)對溫室內(nèi)主要環(huán)境因子的智能控制、實時觀測、遠程調(diào)控和用戶分級管理,不僅可以提高灌溉及栽培效率,還能促使農(nóng)業(yè)種植、經(jīng)營和管理過程的融合,推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本系統(tǒng)由現(xiàn)場控制器端、云服務(wù)器端和客戶端三大部分組成,主要研究工作如下:首先,完成了對現(xiàn)場控制器端的軟硬件研發(fā)。在設(shè)備硬件方面,主要對基于STM32的主控制器模塊、電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和4G通訊模塊等進行了電路設(shè)計,并對數(shù)據(jù)采集單元和灌溉管網(wǎng)進行了最優(yōu)布局設(shè)計;在軟件方面,根據(jù)不同功能單元進行了軟件設(shè)計,并針對土壤灌溉控制部分進行了模糊PID算法研究及仿真。其次,完成了基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺的服務(wù)端設(shè)計及部署。在對當(dāng)前比較流行的物聯(lián)網(wǎng)云平臺比較分析后,確定了在基于MQTT通訊協(xié)議的阿里云平臺上部署服務(wù)端的設(shè)計方案。然后從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和API封裝等方面分別介紹了設(shè)備管理服務(wù)、數(shù)據(jù)開發(fā)服務(wù)、業(yè)務(wù)邏輯開發(fā)服務(wù)以及規(guī)則引擎數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)服務(wù)的搭建設(shè)計。接著,完成了W... 

【文章來源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

土壤溫濕度控制流程圖

系統(tǒng)總體設(shè)計7①節(jié)水滴灌控制土壤溫濕度對土壤溫濕度的調(diào)控主要是靠土壤水分灌溉，所以本系統(tǒng)通過計算灌溉量對土壤濕度進行精準滴灌調(diào)控，由于滴灌的擺放位置對土壤溫度有顯著影響，所以還能間接調(diào)控土壤溫度。首先參考科學(xué)的種植經(jīng)驗設(shè)定土壤濕度值（閾值），再根據(jù)所采集到的土壤濕度參數(shù)與所設(shè)定閾值制定相應(yīng)控制算法，最后對管網(wǎng)中的滴灌電磁閥進行定時開啟或關(guān)閉控制，從而精確調(diào)節(jié)土壤的濕度。土壤溫濕度控制流程如圖2.2所示。圖2.2土壤溫濕度控制流程圖Figure2.2Flowchartofsoiltemperatureandhumiditycontrol②噴灌控制調(diào)節(jié)空氣濕度及葉面噴灑由于噴灌可在高空噴灑，具有調(diào)節(jié)田間小氣候的特點，所以本系統(tǒng)采用噴灌控制調(diào)節(jié)空氣溫濕度。調(diào)控時需要先依據(jù)科學(xué)的種植經(jīng)驗設(shè)定空氣濕度閾值，然后將實時空氣濕度數(shù)值與閾值進行邏輯比較控制噴灌電磁閥的開啟或關(guān)閉，最終實現(xiàn)對空氣濕度的控制�？諝鉂穸瓤刂屏鞒倘鐖D2.3所示。圖2.3空氣濕度控制流程圖Figure2.3Flowchartofairhumiditycontrol③風(fēng)機控制空氣溫度由于空氣流動會對空氣溫度產(chǎn)生很大影響，查閱文獻資料也證明風(fēng)機對控制空氣溫度效果顯著，所以本系統(tǒng)采用風(fēng)機控制溫室內(nèi)空氣溫度。對于空氣溫度的調(diào)控，首

基于云服務(wù)的溫室遠程智能控制系統(tǒng)先同樣需要設(shè)定空氣溫度閾值，然后將實時空氣溫度數(shù)值與閾值進行邏輯比較控制風(fēng)機電磁閥的開啟或關(guān)閉，從而實現(xiàn)對空氣溫度的控制�？諝鉁囟瓤刂屏鞒倘鐖D2.4所示。圖2.4空氣溫度控制流程圖Figure2.4Flowchartofairtemperatureandhumiditycontrol2.1.3技術(shù)方案梳理功能需求及溫室環(huán)境參數(shù)調(diào)控策略分析，將本系統(tǒng)細化為五個基本功能，且技術(shù)實現(xiàn)方案如圖2.5所示。圖2.5系統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)方案Figure2.5Systemtechnologyimplementationplan（1）溫室環(huán)境參數(shù)的采集、存儲及傳輸選擇合適的傳感器對溫室的空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度進行采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過串口傳輸?shù)街骺刂破鬟M行分析和存儲。然后主控制器再通過

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于安卓系統(tǒng)無信號狀態(tài)下的手機APP導(dǎo)航定位[J]. 王偉棟,周志易,李曉莉,符永清,張水根.  城市勘測. 2018(06)
[2]PLC與單片機技術(shù)選用策略[J]. 鄭春祿.  湖北農(nóng)機化. 2018(11)
[3]農(nóng)業(yè)溫室大棚遠程監(jiān)測平臺設(shè)計[J]. 宋俊慷,譚佩文,朱冬妹,李光惠,陳麗芳.  民營科技. 2018(07)
[4]農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析與政策建議[J]. 李瑾,郭美榮,馮獻.  科技導(dǎo)報. 2018(11)
[5]模糊PID智能灌溉控制器的設(shè)計及MATLAB仿真[J]. 於沈剛,馬明舟,岳雪峰,萬衡,王運圣.  節(jié)水灌溉. 2018(05)
[6]水分傳感器位置及灌水閾值對膜下滴灌棉花生理指標(biāo)及產(chǎn)量的影響[J]. 王風(fēng)姣,王振華,張金珠,李文昊.  節(jié)水灌溉. 2018(05)
[7]基于手機APP的溫室大棚溫濕度自動控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 吳寶忠,任振輝,王娟.  中國農(nóng)機化學(xué)報. 2018(04)
[8]基于PLC的智能農(nóng)業(yè)溫室大棚控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 曾令培.  南方農(nóng)機. 2017(19)
[9]基于Web的節(jié)水灌溉遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 陳誠.  計算機與現(xiàn)代化. 2017(06)
[10]基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程智能控制系統(tǒng)研究[J]. 孫小麗,馬皓誠,王瑞,曹新偉,宋兵偉,穆曉路,史慧鋒.  農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備. 2017(05)

碩士論文
[1]基于實時控制灌溉系統(tǒng)的溫室黃瓜土壤水分傳感器合理埋設(shè)位置研究[D]. 李堃.寧夏大學(xué) 2016
[2]基于ZigBee和模糊PID技術(shù)的溫室灌溉系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D]. 周兵.昆明理工大學(xué) 2014
[3]基于ZigBee與GPRS的溫室番茄遠程智能灌溉系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 陳輝.浙江大學(xué) 2013
[4]基于ZigBee的溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D]. 陶平.西華大學(xué) 2012
[5]VENLO型溫室建模與智能控制研究[D]. 嚴海.浙江工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3552364