本文關鍵詞：基于ZigBee的溫室大棚自動控制與遠程管理系統(tǒng)的研究與實現

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【摘要】：我國是一個農業(yè)大國,但農業(yè)生產機械化、電氣化、自動化、智能化程度低。農民從事農業(yè)生產與管理主要依靠體力、經驗、傳統(tǒng)工具和少數農業(yè)機械,經驗缺乏和環(huán)境變化都會造成損失。在“互聯網+農業(yè)”時代,物聯網技術與傳統(tǒng)農業(yè)大棚系統(tǒng)結合起來,用傳感技術代替人的體感,用專家系統(tǒng)代替人的經驗,農民只要動動鼠標或點點按鈕就能監(jiān)控大棚、管理生產,從而實現使溫室大棚農業(yè)生產與管理自動化、智能化。項目應用了無線通訊技術、傳感器技術、軟件技術、數據庫技術等。用戶隨時可以查看大棚內空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照、二氧化碳濃度等環(huán)境參數的實時數據、歷史數據,以及現場視頻。用戶可以利用知識與經驗手動控制設備,也可以通過設定規(guī)則自動控制設備,本項目主要實現了以下目標：(1)數據呈現及統(tǒng)計：對大棚內環(huán)境數據進行實時展示,也可根據用戶需求進行歷史數據的查詢。數據統(tǒng)計可通過多種形式展示,如柱狀圖、折線圖等,讓用戶可以非常直觀的掌握溫室內環(huán)境的變化趨勢。(2)自動控制與手動控制：用戶可以根據環(huán)境實時數據的變化,利用自己的知識與經驗手動控制電燈、風扇、簾幕等設備,也可以設置好環(huán)境參數的閥值,利用管理規(guī)則自動控制設備。(3)異常報警：當溫室內設備出現故障時或當溫室內環(huán)境參數超過預定閾值時,系統(tǒng)可向用戶通過短信的方式進行報警。(4)視頻采集：能實現現場畫面實時傳輸到計算機、智能手機,攝像頭能360度旋轉并對現場畫面進行錄制拍攝。除此之外,還能實現音頻信號的實時傳輸,實現攝像頭到終端的實時通訊。本系統(tǒng)通過采集土壤溫度與濕度、空氣溫濕度、光照強度等大棚數據,應用ZigBee技術無線傳輸數據,根據參數變化及管理規(guī)則,可一鍵式控制溫室大棚內的風機、電燈、噴滴灌、簾幕等,實現了遠程自動控制與管理。
【關鍵詞】：溫室大棚 ZigBee 遠程管理 自動控制
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP273;TP315
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-15
• 1.1 課題研究的背景12
• 1.2 自動控制與管理溫室大棚系統(tǒng)的應用領域12
• 1.3 國內外溫室大棚系統(tǒng)的研究現狀12-13
• 1.3.1 國外研究現狀12-13
• 1.3.2 國內研究現狀13
• 1.3.3 我國溫室大棚存在的主要問題13
• 1.4 課題研究的主要內容13-14
• 1.5 本論文的具體內容安排14-15
• 第2章 系統(tǒng)需求分析15-18
• 2.1 市場需求15
• 2.2 技術需求15-16
• 2.3 功能需求16-18
• 第3章 系統(tǒng)總體設計18-33
• 3.1 系統(tǒng)設計目標18
• 3.2 系統(tǒng)設計18-24
• 3.2.1 傳輸層技術18-20
• 3.2.2 ZigBee與433MHz技術比較20
• 3.2.3 大棚數據采集單元硬件選型20-21
• 3.2.4 大棚數據傳輸單元硬件選型21-22
• 3.2.5 大棚控制單元硬件選型22-23
• 3.2.6 大棚硬件單元的連接圖23-24
• 3.3 計算機控制系統(tǒng)軟件設計24-31
• 3.3.1 軟件功能模塊設計24-25
• 3.3.2 網頁設計25-30
• 3.3.3 軟件功能模塊流程圖設計30-31
• 3.4 數據庫設計31-33
• 3.4.1 系統(tǒng)整體ER圖31
• 3.4.2 數據表設計31-33
• 第4章 自動控制與管理溫室大棚系統(tǒng)的實現33-53
• 4.1 無線傳感器配置33
• 4.2 物聯網網關配置33-36
• 4.2.1 ZigBee組網33-34
• 4.2.2 配置網關入網方式34
• 4.2.3 配置網關工作模式34-36
• 4.3 數據報文協(xié)議36-42
• 4.3.1 ModBUS36-37
• 4.3.2 網關支持的Modbus TCP協(xié)議37
• 4.3.3 Modbus TCP協(xié)議應用37-42
• 4.4 數據采集與存儲42-46
• 4.5 遠程視頻監(jiān)控的實現46-47
• 4.6 遠程手動控制47-49
• 4.6.1 電燈的遠程控制47
• 4.6.2 風扇的遠程控制47-48
• 4.6.3 簾幕的遠程控制48-49
• 4.7 自動控制的實現49-51
• 4.7.1 自動控制的界面設計49
• 4.7.2 自動控制的實現方法49-51
• 4.8 警告短信51-53
• 第5章 計算機控制系統(tǒng)測試與評價53-64
• 5.1 計算機控制系統(tǒng)功能界面截圖53-57
• 5.2 計算機控制系統(tǒng)軟件測試57-62
• 5.2.1 系統(tǒng)測試要求和內容57-60
• 5.2.2 數據呈現用例60
• 5.2.3 人工控制用例60-61
• 5.2.4 自動控制與管理控制用例61
• 5.2.5 各種性能測試用例61-62
• 5.3 測試不成功的情況及改進的測試62-63
• 5.3.1 測試不成功的情況62
• 5.3.2 改進的測試62-63
• 5.4 診斷測試結論63-64
• 5.4.1 系統(tǒng)測試統(tǒng)計63
• 5.4.2 計算機機控制系統(tǒng)軟件質量評價63
• 5.4.3 測試總結和改進建議63-64
• 總結與展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-69
• 附錄69-72

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本文編號：835952