基于NB-IoT的智能温室监控系统设计研究

科技的发展拓展了其应用领域,信息技术和物联网技术的结合体在包括农业在内的各行各业得到实践应用,促使农业等从传统走向了智慧化、智能化。该文以农业生产中的温室监控系统为对象,首先分析了当前应用于该领域的技术及各自的优缺点,其中包括NB-IoT通信技术,基于硬件和软件两方面,分别从两个系统的底层模块、监控节点、电源模块以及监控中心等部分,尝试着设计一套结合于NB-IoT无线通信技术的智能温室监控系统,以此加快数据传输,保证传输过程的安全、稳定、可靠,节约成本,实现对温室农业种植和生产的远程操控,促进温室农业的智能化发展。

现代温室监控系统的主要架构方案及发展

综述了国内外温室监控技术的发展概况,介绍了现代温室监控系统的主要架构方案,并对其未来的发展趋势做了总结与展望。

温室监控系统的设计与实现

针对传统温室监控系统存在的种种弊端,设计了以单片机为前端控制器、PC机为远程监控机的上下位机控制的温室监控系统,并阐述了系统软、硬件组成,工作原理和系统实现的主要技术。

基于物联网的设施温室监控系统中无线传感器节点设计

设计具有低成本、低功耗、易扩展的设施温室监控设备,深入研究无线网络构成,从而优化网络结构、降低组网难度、提高组网效率;采用MSP430F149为核心的处理器;采用CC2530射频芯片实现无线传输;提供多种协议接口方便传感器的扩展,给出了土壤温湿度、空气温湿度、光照传感器的选型和指标参数;由设计的无线传感器节点作为WSN中的全功能设备同时充当路由节点,搭建了MESH型的无线传感器网络结构;经测试,通过硬件设计及网络结构搭建,系统具有结构简单、组网快捷、数据传输可靠性高等优点,能较好地满足无线传感器节点在设施温室监控中的应用。

基于虚拟仪器技术的温室监控系统

利用LabVIEW开发平台设计了基于虚拟仪器的温室监控系统,其基本思想是将传统的硬件仪器监控系统通过虚拟仪器技术来实现。为此,介绍了温室监控系统的组成及工作原理。该系统可完成温室内的温度、湿度、光照和CO2等参数的采集。通过监视温室历史与实时环境参数,对温室环境的调节进行必要的人为控制,实现温室环境参数优化管理。该系统具有分析效果好、投入成本低和功能易扩展等优点。

基于蓝牙技术的分布式温室监控系统设计研究

将蓝牙无线通信技术和现场总线技术相结合运用于温室群的监控 ,可以提高系统的可靠性、抗干扰性以及灵活性。本文以蓝牙芯片EricssonROK10 10 0 7和CAN总线为例 ,阐述了基于蓝牙技术的分布式温室气候监控系统的硬件与软件设计方法。

基于无线传感的智能温室监控系统设计

为有效监控温室环境,减小人力成本投入,设计一套基于无线网络的智能温室监控系统。智能温室监控系统使用CC2530芯片为主控制器,采集温室环境数据并通过无线网络上传到用户端;用户端使用LABVIEW软件开发,负责处理温室数据并显示;农业巡检小车搭载传感器移动式采集环境数据。试验验证表明:该系统可将温室中湿度控制在45%～70%,光照强度控制在1 000～30 000 Lux之间。

基于SQL Server 2000的温室监控数据库系统的开发

将分布式温室控制系统监控数据库系统划分成参数采集库、参数设定库、经济成本库、作物生态数据库以及设备管理库,并采用SQL Server 2000构建和管理温室环境监控数据库系统,介绍了开发这一系统的具体步骤、方法以及OLE DB和ADO的数据库应用编程。

基于CAN总线的温室监控系统设计与应用

介绍了监控系统软硬件结构,阐述了控制系统的功能设计,并给出了它在一小型温室上的运行效果。

基于物联网与人工神经网络的温室监控方案

为提高观叶植物温室的自动化水平,根据物联网采集的温室微气候数据与植物图像,设计了基于人工神经网络预测的温室监控方案。首先,设计了基于物联网的温室微气候检测系统与植物图像采集系统,设计了图像处理算法来提取植物的叶区域;然后,采用两因素方差方法分析微气候因素与观叶植物叶区域生长速度的关系,由此确定神经网络的输入量与输出量;最终,使用采集的历史微气候数据对神经网络进行训练,获得神经网络的最优模型参数,建立微气候因素的预测模型。实验结果表明,该系统能够准确地预测出温室微气候的变化状态,使温室微气候满足兰花的最优生长条件。

水产育苗温室监控系统与计算机连接的分析

本文就水产育苗温室监控设备的选型、设备与计算机连接电路的设计方案以及为计算机水温控制系统作补控设计等方面作出了处理分析，并给出了其选型与设计结果。为研制符合国情的、便于在水产界推广的温室计算机监控系统，提供了一些有益的理论与实践依据。

温室监控系统在国内外的发展现状与趋势

随着设施农业的迅猛发展,尤其是温室大棚,无土栽培,节水灌溉,工厂化养殖等技术在生产上得到前所未有的发展,对智能化温室控制系统的需求日渐迫切。智能化温室系统是集农业科技上的高、精、尖技术和计算机自动控制技术于一体的先进的农业生产设施,是现代农业科技向产业转化的物质基础。本文主要阐述了温室监控技术在国内外的发展现状和趋势,给我国设施农业,尤其是智能化温室系统的发展提供借鉴。

基于自动需求响应的远程温室监控数据融合方法

为加强温室环境监控系统稳定性,提高数据融合程度,进而提升温室环境远程监控精度,基于自动需求响应提出远程温室监控数据融合方法。通过分析监控系统总设计方案,将各传感器采集到的环境数据传送至协调器节点,优化系统硬件组成;利用自适应加权融合方法对温室监控数据节点进行数据融合,将融合后的环境数据标准值传输至主控中心,通过D-S理论实行决策级融合,并综合分析温室作物生长环境;接收上位机传输来的采集需求指令后,系统进行初始化自检并在固定周期下采集监控节点数据,基于所得数据进行温室环境分析、监控数据显示和控制决策,并驱动各个通信模块实现和上位机之间的通信,确定最终响应式调控。试验结果表明:基于自动需求响应的远程温室监控数据融合方法其响应速度保持在2s以内,利用D-S证据理论优化决策级融合函数,将互为关联的不同种类的证据实行组合,以此将多类监测数据进行融合,使误差控制在±1%以内,测试点的监控效果较好,数据融合准确性得到保证,监控系统通信稳定性良好,数据融合下的环境参数精度高,实际应用的可靠性较强。系统运行软件、硬件组成与温室作物生长条件的协调方案可为温室大棚作物生长提供一定程度上的支撑。

KMDF框架研究与温室监控驱动开发

驱动程序是农业机械接入计算机进行自动化控制与检测的第一步。为此,介绍了新一代Windows驱动开发框架的结构,描述了其中内核模式驱动(KMDF)的对象模型,并基于该框架实现了温室监控设备的控制驱动。实践证明,该框架作为Windows新一代驱动开发模型,在工业控制领域具有良好的应用价值。

基于ARM和Internet的远程温室监控系统

给出了一种基于ARM和Internet的远程温室监控系统,阐明了它在系统性能、软硬件设计以及远程监控方面的优点,介绍了它的系统结构、工作原理以及软硬件的设计方案,说明了它的实际应用情况和方式。

基于CyFi无线网络的温室监控系统设计

随着电子技术和无线网络技术的快速发展,并且针对农业数据远程监控的实际需求,提出一种采用CyFi无线网络和GPRS技术设计的远程温室监控系统。利用CyFi技术快速组建现场无线传感器网络,采集数据发送到数据Hub节点,由数据Hub节点通过GPRS网络将数据传输至监控中心。通过实际测试表明:此系统在数据采集和无线传输中是稳定可靠的,组网灵活,易于维护,适合大规模温室的远程无线测控。

国内外温室监控系统的发展及趋势

随着设施农业尤其是温室大棚的迅猛发展,无土栽培、节水灌溉、工厂化养殖等技术得到广泛应用。智能化温室系统是集农业科技上的高、精、尖技术和计算机自动控制技术于一体的先进农业生产设施,是现代农业科技向产业转化的物质基础。介绍温室监控技术在国内外的发展历史与趋势,分析该技术存在的主要问题,指出其发展方向,为我国设施农业发展提供借鉴。

一种改进ZigBee算法及在温室监控无线网络中的应用

针对传统ZigBee路由算法中由于RREQ分组洪泛而导致的能量过度损耗和节点失效的问题,提出了一种适用于无线网络的ZigBee路由优化算法;算法通过控制ZigBee节点路由发现过程中RREQ分组的广播方向和广播范围、选择节点剩余能量值和链路质量值较优的节点的方式对ZigBee路由算法进行优化;仿真结果表明优化后的ZigBee路由算法显著的降低了ZigBee网络的能耗,降低了网络中节点失效概率,提高了网络的生存时间;所提出的算法应用于温室监控无线网络中,得到了满意的效果。

基于物联网技术的设施温室监控系统设计方案

以构建基于WEB的组态化软件开发平台为目标,围绕"信息感知-采集传输-平台建设-应用服务"等关键环节,设计实施了一种基于物联网技术的设施温室监控系统。