發(fā)布時(shí)間：2018-02-17 08:39

  本文關(guān)鍵詞： 植物工廠 云平臺(tái) 遠(yuǎn)程監(jiān)控 無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 智能管理　出處：《天津工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來(lái),世界人口不斷增多,然而耕地面積卻不斷的減少,如何協(xié)調(diào)日益增加的物資需要和耕地面積不斷減少的矛盾是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。當(dāng)下科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,結(jié)合大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)、智慧農(nóng)業(yè)等技術(shù)而產(chǎn)生的植物工廠可實(shí)現(xiàn)多層次立體栽培,大規(guī)模生產(chǎn)無(wú)污染農(nóng)作物及反季節(jié)綠色蔬菜,成為解決上述矛盾的重要途徑。為實(shí)現(xiàn)周年內(nèi)連續(xù)高品質(zhì)作物的量化和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),植物工廠管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成為研究的重點(diǎn)。溫濕度、光照、二氧化碳濃度是影響植物生長(zhǎng)的關(guān)鍵因子,考慮到植物工廠獨(dú)有的特點(diǎn),本文結(jié)合嵌入式技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、云平臺(tái)技術(shù)等,設(shè)計(jì)了一種植物工廠管理系統(tǒng)硬件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了環(huán)境因子參數(shù)的采集、存儲(chǔ)及控制,并可通過(guò)PWM調(diào)光技術(shù),結(jié)合PID控制算法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的恒照度調(diào)光。同時(shí)開(kāi)發(fā)了系統(tǒng)應(yīng)用軟件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了通過(guò)遠(yuǎn)程客戶端對(duì)植物工廠環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制功能。論文主要的工作內(nèi)容包括:結(jié)合植物工廠智能化管理的實(shí)際需求,對(duì)系統(tǒng)的整體方案進(jìn)行分析和部署。硬件電路主控芯片選用STM32,結(jié)合ESP8266網(wǎng)絡(luò)通信模塊、傳感器模塊、LCD液晶顯示模塊、攝像頭模塊、LED驅(qū)動(dòng)電源模塊等設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了硬件電路開(kāi)發(fā)板,實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的硬件集成。開(kāi)發(fā)了底層硬件驅(qū)動(dòng)軟件,結(jié)合TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)了環(huán)境因子數(shù)據(jù)的采集、傳輸和調(diào)控,同時(shí)選用OV7670圖像傳感器開(kāi)發(fā)了圖像采集系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了植物工廠內(nèi)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。搭建了云平臺(tái)服務(wù)器,結(jié)合無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)作物生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)的遠(yuǎn)程采集和調(diào)控,擺脫了傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)傳輸距離短的弊端。同時(shí)結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)將實(shí)時(shí)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)永久存儲(chǔ)于云端,方便農(nóng)業(yè)技術(shù)人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查閱分析�；贏ndroid和C#技術(shù)開(kāi)發(fā)了系統(tǒng)應(yīng)用軟件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了通過(guò)移動(dòng)客戶端和PC客戶端隨時(shí)隨地的對(duì)植物工廠種植環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)控,結(jié)合種植環(huán)境監(jiān)控平臺(tái)初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)植物工廠的無(wú)人化管理。本文針對(duì)植物工廠的智能化管理需求,開(kāi)發(fā)了較為完整的軟硬件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了對(duì)植物工廠的智能化、集中化管理。整體測(cè)試表明,系統(tǒng)各項(xiàng)性能均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,且具有較高的可靠性和較低的成本,可滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。本系統(tǒng)可極大的降低技術(shù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)可提高作物種植的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率,為品質(zhì)作物的量化和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供保證。
[Abstract]:In recent years, the world population has been increasing, but the cultivated land area has been decreasing. How to coordinate the contradiction between the increasing material demand and the decreasing cultivated land area is the key to solve this problem. At present, the rapid development of science and technology is the key to solve this problem. Combined with big data, cloud platform, intelligent agriculture and other technologies, plant factories can achieve multi-level three-dimensional cultivation, large-scale production of non-polluting crops and off-season green vegetables. In order to realize the quantification and standardized production of continuous high quality crops in the annual period, the development of plant factory management system has become the focus of research. Carbon dioxide concentration is the key factor affecting plant growth. Considering the unique characteristics of plant factory, this paper designs a plant factory management system hardware platform combining embedded technology, wireless communication technology, cloud platform technology, etc. The acquisition, storage and control of environmental factor parameters are realized. The system can realize constant illumination dimming through PWM dimming technology and PID control algorithm. At the same time, the system application software platform is developed. The function of real-time monitoring and controlling the environmental parameters of plant factory by remote client is realized. The main contents of this paper are as follows: combining with the actual demand of intelligent management of plant factory, The hardware circuit development board is designed and developed in combination with ESP8266 network communication module, sensor module, LCD LCD display module, camera module and LED driving power module. The hardware integration of the whole system is realized, the underlying hardware driving software is developed, and the environment factor data collection, transmission and control are realized by combining with TCP/IP protocol. At the same time, the image acquisition system is developed by using OV7670 image sensor. The real-time video monitoring of crop growth status in plant factory is realized. The cloud platform server is built, and the remote acquisition and control of crop growth environment parameters are realized by combining wireless communication technology. It gets rid of the disadvantage of short transmission distance of traditional monitoring system, and combines with database development to store real-time monitoring data permanently in the cloud. Based on the technology of Android and C #, the application software platform of the system is developed, which can monitor and control the environmental parameters of plant plant at any time and anywhere through mobile client and PC client. In this paper, a complete hardware and software platform is developed to realize the intelligent management of plant factory, which is based on the plant environment monitoring platform. Centralized management. The overall test shows that the system meets the design requirements, and has higher reliability and lower cost, which can meet the needs of actual production. The system can greatly reduce the labor intensity of technical personnel. At the same time, it can improve the production quality and efficiency of crop planting, and guarantee the quantification and standardized production of quality crops.
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S126;TP273.5;TP393.09

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本文編號(hào)：1517661