物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在溫室大棚中的應(yīng)用研究
發(fā)布時間:2022-05-03 01:14
隨著我國人民生活水平的提高,人民對蔬菜、水果等農(nóng)產(chǎn)品的需求量巨大且更注重農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。雖然我國早在80年代就已推廣溫室大棚種植,但是溫室大棚的種植及管理方式仍然落后于國外發(fā)達國家。因此,溫室大棚的集約化科學管理,節(jié)約生產(chǎn)成本勢在必行。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用已產(chǎn)生了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念,物聯(lián)網(wǎng)硬件及軟件近幾年不斷的發(fā)展。綜上所述,我們已具備了解決現(xiàn)有溫室大棚生產(chǎn)管理落后的條件。溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)服務(wù)的對象主要為農(nóng)民。通過實地考察和資料研究以及農(nóng)民調(diào)查分析獲得了用戶的需求,溫室大棚管理者的需求主要為:需要節(jié)省人力、物力;可以對溫室大棚中的溫度、光照強調(diào)、二氧化碳濃度、土地的溫濕度;作物生長各個環(huán)節(jié)環(huán)境的要求;需要溫室大棚實現(xiàn)自動化控制;需要溫室大棚改造投入低且容易實施。針對以上的需求確立了設(shè)計目標為:設(shè)計一種低成本,高易用性和高可靠性的溫室大棚監(jiān)測控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)一方面可以通過物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù),采集溫室大棚中的各項參數(shù),并對這些數(shù)據(jù)進行分析為管理者提供管理依據(jù)。一方面將溫室根據(jù)溫室大棚中作物生長的需求進行溫室大棚智能化控制。考慮到溫室大棚改造投入成本和使用容易,本次設(shè)計采用CC2530 Z...
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Summary
1 緒論
1.1 研究背景和意義
1.1.1 研究的背景
1.1.2 研究的意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外狀況
1.2.2 國內(nèi)狀況
1.3 論文研究的主要內(nèi)容
1.3.1 論文主要內(nèi)容
1.3.2 獨特及創(chuàng)新之處
2 溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計
2.1 物聯(lián)網(wǎng)
2.1.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概念
2.1.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)
2.2 溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需求分析
2.3 溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)方案設(shè)計
2.4 溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)與協(xié)調(diào)器硬件方案設(shè)計
3 溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及設(shè)備
3.1 Zigbee模塊
3.1.1 Zigbee協(xié)議特征
3.1.2 Zigbee協(xié)議體系結(jié)構(gòu)
3.1.3 Zigbee芯片介紹
3.1.4 Zigbee模塊燒制
3.1.5 Zigbee通信
3.2 嵌入式系統(tǒng)
3.2.1 硬件環(huán)境
3.2.2 軟件環(huán)境
3.3 嵌入式網(wǎng)關(guān)硬件
3.3.1 核心板
3.3.2 開發(fā)底板
3.4 傳感器
3.4.1 傳感器的概念
3.4.2 傳感器的分類
4 物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)計
4.1 終端架構(gòu)設(shè)計
4.2 數(shù)據(jù)采集終端無線網(wǎng)
4.2.1 工作原理
4.2.2 協(xié)調(diào)器
4.2.3 終端節(jié)點入網(wǎng)過程
4.3 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集過程
4.4 終端節(jié)點設(shè)計
4.4.1 溫濕度采集
4.4.2 二氧化碳濃度檢測設(shè)備
4.4.3 光照強度傳感器
4.4.4 土壤溫濕度傳感器
4.4.5 土壤PH傳感器
5 溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器設(shè)計
5.1 服務(wù)器配置
5.1.1 UDP
5.1.2 Socket
5.1.3 服務(wù)器、客戶端交互配置
5.2 路由配置
5.3 物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚自動化控制
5.3.1 溫室大棚控無線控制結(jié)點
5.3.2 繼電器
5.3.3 步進電機
6 系統(tǒng)測試
6.1 測試環(huán)境
6.2 硬件檢測
6.2.1 移動管理測試
6.2.2 無線采集網(wǎng)絡(luò)
6.2.3 自動化控制
6.3 采集數(shù)據(jù)測試
7 總結(jié)
7.1 研究的主要工作
7.2 本次研究的展望
致謝
參考文獻
作者簡介
導師簡介
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于ARM9和Zigbee的溫室大棚遠程智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)[J]. 劉豐年. 河南工程學院學報(自然科學版). 2017(02)
[2]中紅外二氧化碳傳感器的研制及在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J]. 鄭玲嬌,牛新濤,王嘉寧,鄭傳濤,王一丁. 光子學報. 2017(08)
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用[J]. 李建武,沈陸嶺. 綠色環(huán)保建材. 2017(03)
[4]基于ARM的無線蔬菜大棚智能系統(tǒng)[J]. 倪振松,吳瑞坤,楊茂健,張榮光,曾福昌,林玉女. 福建師大福清分校學報. 2016(05)
[5]基于ARM與Linux系統(tǒng)的“智農(nóng)云寶”網(wǎng)關(guān)節(jié)點設(shè)計與應(yīng)用[J]. 穆元杰,李化峰,魏凱,尚明華. 山東農(nóng)業(yè)科學. 2015(12)
[6]基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能溫室環(huán)境監(jiān)控中的應(yīng)用研究[J]. 徐偉,張曉峰. 中國市場. 2015(24)
[7]基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的樓宇節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 孫田雨,馬倩,黃杰,趙豪,萬博涵. 價值工程. 2015(15)
[8]面向智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與實訓平臺開發(fā)[J]. 張偉,江瑩旭,阮艷鳳,季大夫. 實驗技術(shù)與管理. 2015(05)
[9]農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究進展與前景展望[J]. 陳曉棟,原向陽,郭平毅,寧娜,郭美俊,蘭艷亭. 中國農(nóng)業(yè)科技導報. 2015(02)
[10]嵌入式Linux中Yaffs文件系統(tǒng)的構(gòu)建與優(yōu)化[J]. 汪祖民,張紅梅. 火力與指揮控制. 2015(03)
博士論文
[1]面向目標跟蹤的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)能效控制策略研究[D]. 馮娟.西北工業(yè)大學 2016
碩士論文
[1]基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的照明控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 吉愛清.南京郵電大學 2016
[2]面向智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)自動控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 韓明月.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[3]基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚智能控制系統(tǒng)研究[D]. 韓毅.太原理工大學 2016
[4]ZigBee在糧倉溫濕度遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 馮鵬飛.河北工程大學 2015
[5]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低能耗時間同步算法的研究[D]. 楊駿.安徽工程大學 2015
[6]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[D]. 歐文.昆明理工大學 2015
[7]基于低功耗策略的智能家居控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 沈鋼.江蘇科技大學 2015
[8]基于Zigbee技術(shù)的農(nóng)作物溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)[D]. 黃鴻鋒.電子科技大學 2014
[9]基于ZIGBEE的嵌入式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)的研制[D]. 慕瑋杰.華東理工大學 2014
[10]基于ZigBee技術(shù)的智能家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究[D]. 胡賓朔.華南理工大學 2013
本文編號:3650331
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Summary
1 緒論
1.1 研究背景和意義
1.1.1 研究的背景
1.1.2 研究的意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外狀況
1.2.2 國內(nèi)狀況
1.3 論文研究的主要內(nèi)容
1.3.1 論文主要內(nèi)容
1.3.2 獨特及創(chuàng)新之處
2 溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計
2.1 物聯(lián)網(wǎng)
2.1.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概念
2.1.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)
2.2 溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需求分析
2.3 溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)方案設(shè)計
2.4 溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)與協(xié)調(diào)器硬件方案設(shè)計
3 溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及設(shè)備
3.1 Zigbee模塊
3.1.1 Zigbee協(xié)議特征
3.1.2 Zigbee協(xié)議體系結(jié)構(gòu)
3.1.3 Zigbee芯片介紹
3.1.4 Zigbee模塊燒制
3.1.5 Zigbee通信
3.2 嵌入式系統(tǒng)
3.2.1 硬件環(huán)境
3.2.2 軟件環(huán)境
3.3 嵌入式網(wǎng)關(guān)硬件
3.3.1 核心板
3.3.2 開發(fā)底板
3.4 傳感器
3.4.1 傳感器的概念
3.4.2 傳感器的分類
4 物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)計
4.1 終端架構(gòu)設(shè)計
4.2 數(shù)據(jù)采集終端無線網(wǎng)
4.2.1 工作原理
4.2.2 協(xié)調(diào)器
4.2.3 終端節(jié)點入網(wǎng)過程
4.3 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集過程
4.4 終端節(jié)點設(shè)計
4.4.1 溫濕度采集
4.4.2 二氧化碳濃度檢測設(shè)備
4.4.3 光照強度傳感器
4.4.4 土壤溫濕度傳感器
4.4.5 土壤PH傳感器
5 溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器設(shè)計
5.1 服務(wù)器配置
5.1.1 UDP
5.1.2 Socket
5.1.3 服務(wù)器、客戶端交互配置
5.2 路由配置
5.3 物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚自動化控制
5.3.1 溫室大棚控無線控制結(jié)點
5.3.2 繼電器
5.3.3 步進電機
6 系統(tǒng)測試
6.1 測試環(huán)境
6.2 硬件檢測
6.2.1 移動管理測試
6.2.2 無線采集網(wǎng)絡(luò)
6.2.3 自動化控制
6.3 采集數(shù)據(jù)測試
7 總結(jié)
7.1 研究的主要工作
7.2 本次研究的展望
致謝
參考文獻
作者簡介
導師簡介
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于ARM9和Zigbee的溫室大棚遠程智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)[J]. 劉豐年. 河南工程學院學報(自然科學版). 2017(02)
[2]中紅外二氧化碳傳感器的研制及在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J]. 鄭玲嬌,牛新濤,王嘉寧,鄭傳濤,王一丁. 光子學報. 2017(08)
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用[J]. 李建武,沈陸嶺. 綠色環(huán)保建材. 2017(03)
[4]基于ARM的無線蔬菜大棚智能系統(tǒng)[J]. 倪振松,吳瑞坤,楊茂健,張榮光,曾福昌,林玉女. 福建師大福清分校學報. 2016(05)
[5]基于ARM與Linux系統(tǒng)的“智農(nóng)云寶”網(wǎng)關(guān)節(jié)點設(shè)計與應(yīng)用[J]. 穆元杰,李化峰,魏凱,尚明華. 山東農(nóng)業(yè)科學. 2015(12)
[6]基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能溫室環(huán)境監(jiān)控中的應(yīng)用研究[J]. 徐偉,張曉峰. 中國市場. 2015(24)
[7]基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的樓宇節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 孫田雨,馬倩,黃杰,趙豪,萬博涵. 價值工程. 2015(15)
[8]面向智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與實訓平臺開發(fā)[J]. 張偉,江瑩旭,阮艷鳳,季大夫. 實驗技術(shù)與管理. 2015(05)
[9]農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究進展與前景展望[J]. 陳曉棟,原向陽,郭平毅,寧娜,郭美俊,蘭艷亭. 中國農(nóng)業(yè)科技導報. 2015(02)
[10]嵌入式Linux中Yaffs文件系統(tǒng)的構(gòu)建與優(yōu)化[J]. 汪祖民,張紅梅. 火力與指揮控制. 2015(03)
博士論文
[1]面向目標跟蹤的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)能效控制策略研究[D]. 馮娟.西北工業(yè)大學 2016
碩士論文
[1]基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的照明控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 吉愛清.南京郵電大學 2016
[2]面向智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)自動控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 韓明月.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[3]基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚智能控制系統(tǒng)研究[D]. 韓毅.太原理工大學 2016
[4]ZigBee在糧倉溫濕度遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 馮鵬飛.河北工程大學 2015
[5]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低能耗時間同步算法的研究[D]. 楊駿.安徽工程大學 2015
[6]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[D]. 歐文.昆明理工大學 2015
[7]基于低功耗策略的智能家居控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 沈鋼.江蘇科技大學 2015
[8]基于Zigbee技術(shù)的農(nóng)作物溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)[D]. 黃鴻鋒.電子科技大學 2014
[9]基于ZIGBEE的嵌入式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)的研制[D]. 慕瑋杰.華東理工大學 2014
[10]基于ZigBee技術(shù)的智能家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究[D]. 胡賓朔.華南理工大學 2013
本文編號:3650331
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