本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)的谷子大田苗情監(jiān)測(cè)與管理技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是新一代信息技術(shù),是世界信息產(chǎn)業(yè)繼計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)之后的又一次飛躍,為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展提供了前所未有的機(jī)遇,為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、低耗的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了新的技術(shù)支撐。本論文開展了基于物聯(lián)網(wǎng)的谷子大田苗情監(jiān)測(cè)與管理技術(shù)的研究,主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)及工作成果如下：1.本文對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念及體系架構(gòu)進(jìn)行了概述,從信息感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和處理應(yīng)用層3個(gè)層次分析了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù),總結(jié)了國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題,提出了我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略和重點(diǎn)措施,并對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。2.針對(duì)以往農(nóng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensor network, WSN)能耗與成本較高、傳輸性能不理想等問題,選用無線射頻芯片AT86RF212、單片機(jī)C8051F920等,設(shè)計(jì)了一種工作在780 MHz中國(guó)專用頻段且與IEEE802.15.4c標(biāo)準(zhǔn)兼容的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于谷子大田物聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)架構(gòu)。并選擇北方典型的日光溫室和山西省谷子產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系農(nóng)作試驗(yàn)站的谷子大田作為試驗(yàn)研究環(huán)境,通過改變無線收發(fā)距離,對(duì)780 MHz、 433 MHz和2.4 GHz頻段的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的接收信號(hào)強(qiáng)度值和丟包率進(jìn)行了測(cè)試與分析。結(jié)果表明,在溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)以及在農(nóng)田環(huán)境信息監(jiān)測(cè)的應(yīng)用中,780MHz和433 MHz的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)距離傳輸性能都明顯優(yōu)于2.4 GHz頻段,且工作于780 MHz中國(guó)專用頻段的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)距離傳輸性能與通信質(zhì)量表現(xiàn)更佳。3.研究了谷子安全高效栽培管理技術(shù)、谷子病蟲害智能診斷與防治技術(shù)等與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在谷子大田環(huán)境信息監(jiān)測(cè)、谷子苗情遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與預(yù)警及智能節(jié)水灌溉等方面的集成應(yīng)用。重點(diǎn)構(gòu)建了谷子農(nóng)田環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)、智能激光語音驅(qū)鳥系統(tǒng)、谷子安全高效栽培技術(shù)指導(dǎo)與病蟲草害智能診斷與防治系統(tǒng)等,實(shí)現(xiàn)谷子生產(chǎn)階段的多信息精確感知和智能化精細(xì)管理,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益的高度統(tǒng)一和谷子產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。1)谷子農(nóng)田環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)獲取谷子農(nóng)田環(huán)境傳感數(shù)據(jù),如空氣溫濕度、土壤溫度與含水量、光照強(qiáng)度及視頻圖像等信息,也可通過數(shù)據(jù)庫遠(yuǎn)程調(diào)用各種環(huán)境因子的歷史變化和趨勢(shì),并具備圖表分析與顯示功能,為節(jié)水灌溉系統(tǒng)作出準(zhǔn)確的灌溉決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。2)農(nóng)田監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獲�。簜鹘y(tǒng)的方式是觀察者在農(nóng)田現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行參數(shù)采集或鋪設(shè)有線線纜來獲取和傳輸有關(guān)農(nóng)田信息,布線繁雜、費(fèi)工費(fèi)時(shí)且數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)缺乏連續(xù)完整性。本文通過在農(nóng)作站谷子試驗(yàn)田構(gòu)建780MHz頻段的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)農(nóng)田環(huán)境信息參數(shù)的實(shí)時(shí)無線獲取和遠(yuǎn)程傳輸,在很大程度上增加了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的完整性、便捷性和可靠性。3)數(shù)據(jù)上報(bào)機(jī)制：本文采用了在農(nóng)田環(huán)境參數(shù)值達(dá)到設(shè)定的變化幅度(如土壤濕度變化±2%或空氣溫度變化±1℃)時(shí)上報(bào)數(shù)據(jù),各個(gè)信息參數(shù)值的變化范圍上報(bào)閾值可以根據(jù)監(jiān)測(cè)精度的具體需求來設(shè)置。相對(duì)于普遍按照固定時(shí)間間隔的數(shù)據(jù)上報(bào)方法,本文的數(shù)據(jù)上報(bào)機(jī)制更符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際,既能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)田環(huán)境參數(shù)的變化并及時(shí)上報(bào)給控制中心,又不會(huì)在農(nóng)田環(huán)境參數(shù)比較穩(wěn)定時(shí)頻繁進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)耗、節(jié)本。4)本文總結(jié)了谷子整個(gè)生育期對(duì)水分需求的一般規(guī)律和山西省主要地區(qū)的谷子節(jié)水高效灌溉制度,并構(gòu)建了基于物聯(lián)網(wǎng)的谷子智能節(jié)水灌溉系統(tǒng),根據(jù)谷子各生育期的需水規(guī)律和農(nóng)田土壤墑情信息進(jìn)行合理灌溉,既能保證谷子適時(shí)適量用水,實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn),又能起到節(jié)水示范作用。5)谷子苗情長(zhǎng)勢(shì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)包括太陽能供電模塊、數(shù)字圖像傳感器與控制器模塊、3G移動(dòng)通信模塊、780MHz無線通信模塊、無線圖像傳輸中繼、控制中心服務(wù)器等部分�！竿ㄟ^3G網(wǎng)絡(luò)照相機(jī)對(duì)谷子大田監(jiān)控區(qū)域定時(shí)拍照,并將高清圖像無線傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器,對(duì)谷子苗情和病蟲鳥害等情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,供用戶及時(shí)方便地觀察谷子大田生長(zhǎng)情況。6)本文介紹了為害谷子大田的主要鳥類和較常用的驅(qū)鳥方法,并利用太陽能光伏組件、超低功耗單片機(jī)、激光驅(qū)鳥技術(shù)、生物仿生語音技術(shù)等設(shè)計(jì)了一種超低功耗的智能激光語音驅(qū)鳥系統(tǒng),通過采用鳥類視覺最為敏感的波長(zhǎng)為532m的綠色激光和驅(qū)鳥語音庫全天候、全方位立體驅(qū)鳥模式實(shí)現(xiàn)高效驅(qū)鳥功能,在不傷害鳥類的前提下,有效減少谷子因鳥害而造成的損失。系統(tǒng)在山西省谷子產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系農(nóng)作試驗(yàn)站的試驗(yàn)取得了較好的驅(qū)鳥效果,證明該系統(tǒng)具有功耗低、穩(wěn)定性高、驅(qū)鳥效果明顯、驅(qū)鳥時(shí)間持久、對(duì)鳥類無傷害、鳥類無適應(yīng)性等特點(diǎn)。7)在理論與實(shí)踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上構(gòu)建了谷子安全高效栽培技術(shù)指導(dǎo)與病蟲草害智能診斷與防治系統(tǒng),可有效指導(dǎo)用戶控制好谷子生產(chǎn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)要素,使“谷子-環(huán)境-栽培技術(shù)”構(gòu)成的生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)處于最佳生產(chǎn)狀態(tài),對(duì)于解決目前谷子生產(chǎn)上的突出難題和關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù),提升谷子栽培的現(xiàn)代化水平,提高谷子的產(chǎn)量、品質(zhì)和效益,確保谷子等糧食作物的安全有效供給都具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 780MHz頻段 現(xiàn)代農(nóng)業(yè) 農(nóng)田環(huán)境信息監(jiān)測(cè) 節(jié)水灌溉 苗情 鳥害 病蟲草害診斷與防治
【學(xué)位授予單位】：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S515;S126
【目錄】：

• 摘要8-10
• 第一章 緒論10-24
• 1 研究背景10
• 2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究進(jìn)展與前景展望10-22
• 2.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基本概念10-11
• 2.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)11-13
• 2.3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)13-15
• 2.4 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究進(jìn)展15-20
• 2.5 我國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略與措施20-21
• 2.6 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)展望21-22
• 3 研究目的和意義22-23
• 3.1 研究目的22
• 3.2 研究意義22-23
• 4 本文研究?jī)?nèi)容23-24
• 第二章 基于780MHz頻段的農(nóng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)24-41
• 1 引言24-25
• 2 關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)25-29
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)25
• 2.2 無線射頻頻段的選擇25-27
• 2.3 基于AT86RF212的780MHz無線通信模塊設(shè)計(jì)27-29
• 3 無線通信模塊傳輸性能試驗(yàn)29-31
• 3.1 對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型29
• 3.2 試驗(yàn)器材與環(huán)境29-30
• 3.3 試驗(yàn)方法30-31
• 4 試驗(yàn)結(jié)果與分析31-39
• 4.1 在溫室環(huán)境中的接收信號(hào)強(qiáng)度分析31-33
• 4.2 在溫室環(huán)境中的丟包率分析33-34
• 4.3 在谷子大田的接收信號(hào)強(qiáng)度分析34-36
• 4.4 在谷子大田的丟包率分析36-39
• 5 結(jié)論與討論39-41
• 第三章 谷子大田物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)總體架構(gòu)41-44
• 1 引言41
• 2 谷子大田物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)功能與體系架構(gòu)41-43
• 2.1 谷子大田物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)41-42
• 2.2 谷子大田現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D42
• 2.3 平臺(tái)主要功能42-43
• 3 本章小結(jié)43-44
• 第四章 谷子農(nóng)田環(huán)境及苗情監(jiān)測(cè)與智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)44-65
• 1 引言44
• 2 谷子農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)44-49
• 2.1 農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)44-45
• 2.2 傳感器模塊與控制器模塊45-46
• 2.3 數(shù)據(jù)上報(bào)機(jī)制46-47
• 2.4 系統(tǒng)運(yùn)行效果47-49
• 3 智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)49-55
• 3.1 谷子需水規(guī)律49-50
• 3.2 山西省谷子高效節(jié)水灌溉制度50-52
• 3.3 谷子智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)52-55
• 4 谷子苗情長(zhǎng)勢(shì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)55-65
• 4.1 系統(tǒng)架構(gòu)55-56
• 4.2 系統(tǒng)功能56-57
• 4.3 太陽能供電模塊的選擇57
• 4.4 谷子現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控界面和監(jiān)控圖像57-65
• 第五章 智能激光語音驅(qū)鳥系統(tǒng)65-71
• 1 引言65-66
• 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)66
• 3 技術(shù)方案及特點(diǎn)66-67
• 4 技術(shù)參數(shù)67
• 5 系統(tǒng)應(yīng)用效果67-70
• 6 結(jié)論與討論70-71
• 第六章 谷子優(yōu)質(zhì)高效栽培技術(shù)指導(dǎo)及病蟲草害智能診斷與防治系統(tǒng)71-89
• 1 谷子優(yōu)質(zhì)高效栽培技術(shù)指導(dǎo)系統(tǒng)71-76
• 2 谷子病蟲草害智能診斷與防治系統(tǒng)76-88
• 2.1 谷子主要病蟲草害種類、特點(diǎn)及防治技術(shù)76-80
• 2.2 谷子病蟲害診斷推理80-84
• 2.3 系統(tǒng)架構(gòu)及應(yīng)用效果84-88
• 3 結(jié)論與討論88-89
• 第七章 結(jié)論和展望89-94
• 1 結(jié)論89-90
• 2 創(chuàng)新點(diǎn)90-93
• 3 不足與展望93-94
• 參考文獻(xiàn)94-106
• Abstract106-112
• 攻讀博士學(xué)位期間科研與發(fā)表論文情況112-114
• 致謝114

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1 張雪峰;中國(guó)谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

2 陳曉棟;基于物聯(lián)網(wǎng)的谷子大田苗情監(jiān)測(cè)與管理技術(shù)研究[D];山西農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 王天宇;抗除草劑谷子新種質(zhì)的研究與綜合利用[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;1998年

4 甕巧云;谷子抗銹基因RUS分子標(biāo)記和抗病相關(guān)基因的克隆與分析[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

5 李叢;谷子DREB類轉(zhuǎn)錄因子SiARDP功能及其表達(dá)調(diào)控研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王洋;谷子高產(chǎn)高效水肥管理模式研究[D];山西大學(xué);2012年

2 馮雷;精播機(jī)播量和播距對(duì)谷子出苗、生理特性及產(chǎn)量的影響[D];山西農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 劉鳳琴;不同基因型谷子籽粒灌漿期高產(chǎn)群體冠層結(jié)構(gòu)及葉片衰老特性研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

4 李敏;超聲波及其聯(lián)合處理對(duì)谷子苗期抗鹽耐旱性的影響[D];山西大學(xué);2015年

5 陳志峰;山西壽陽縣氣象變化對(duì)谷子生產(chǎn)的影響[D];山西農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

6 李丹;水肥耦合對(duì)谷子產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[D];山西農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

7 王春芳;利用微衛(wèi)星標(biāo)記分析中國(guó)谷子地方品種的群體結(jié)構(gòu)與遺傳多樣性[D];河北師范大學(xué);2011年

8 陳仁華;貴陽市特色谷子規(guī)范化栽培技術(shù)研究[D];貴州大學(xué);2007年

9 岳海;不同生態(tài)環(huán)境和不同栽培管理措施對(duì)谷子品質(zhì)影響研究[D];山西農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

10 朱學(xué)海;谷子耐旱資源篩選及其遺傳多樣性分析[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2008年

  本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)的谷子大田苗情監(jiān)測(cè)與管理技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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