安徽农业大学计算机科学与技术专业毕业论文(设计)

安徽农业大学

毕业论文（设计）

论文题目设施农业环境参数监测及预警系统研究与设计姓名学号

院系信息与计算机学院专业计算机科学与技术指导教师职称副教授

中国·合肥

二o一七年三月

目录

1引言 (1)

1.1背景 (1)

1.2物联网拓扑结构 (1)

1.3系统设计目的 (2)

1.4系统设计价值 (2)

1.5研究预期 (3)

2设施农业环境参数监测及预警系统设计 (4)

2.1系统总体结构图 (4)

2.2采集系统 (5)

2.2.1 采集系统总体设计 (5)

2.2.2 供电方式和无线传感网络设计 (6)

2.2.3 种植环境数据采集 (6)

2.2.4土壤数据采集 (7)

2.2.5视频监控数据采集 (7)

2.3预警系统设计 (7)

2.3.1应用系统提示 (8)

2.3.2短信提示 (8)

2.3.3 邮件提示 (8)

2.4自动控系统 (8)

3采集应用系统设计 (9)

3.1总体需求设计 (9)

3.2前台功能 (10)

3.3后台功能 (10)

3.4数据库表的设计 (11)

4结论与展望 (12)

参考文献 (13)

致谢 (14)

设施农业环境参数监测及预警系统研究与设计

摘要：本文介绍了物联网传感技术、计算机网络技术、通讯技术、系统集成技术等的综合应用。通过在物联网感知层部署相应功能的传感器对温室温湿度、光照、CO2、灌溉池水位、电力环境等进行检测，并在农业生产各环节布置视频监测，再通过网络层可靠的网络技术和通讯技术将感知层获取的数据传输至应用后台数据库，最后物联网应用层系统对数据进行统一处理和应用管理。整套系统可通过农业物联网技术进行农业环境参数的实时监测和预警，并通过后台对农业生产过程中的温室温湿度、光照、CO2、灌溉池水位、电力环境等进行精准控制。

关键词：农业物联网、监测系统，预警系统，无线传感器，数据库。

Research and design of environmental monitoring and early warning system for facility agriculture

Abstract：This paper introduces the application of Internet of things sensing technology, computer network technology, communication technology, system integration technology and so on. Through the network of sensors to deploy the appropriate function of the sensor on the greenhouse temperature and humidity, light, CO2, the water level of the irrigation tank, power environment and other aspects of the agricultural production and the layout of the video monitoring. Then through the network layer reliable network technology and communication technology, the data obtained from the perception layer is transferred to the application background database. Finally, the application system of the Internet of things is used to process and manage the data. The whole system can be real-time monitoring and early warning through agricultural IOT agriculture environment parameters, and the greenhouse temperature and humidity, illumination, CO2, irrigation, power pool water level environment for accurate control through the background.

Key words: Agricultural Internet of things, Monitoring system, early warning system, wireless sensor, database.

1 引言

1.1 背景

我国是一个农业大国耕地面积排世界第3，仅次于美国和印度，但是人口基数大，人均耕地面积排在126位以后，人均耕地仅1.4亩，还不到世界人均耕地面积的一半。随着经济发展，土地被占用被污染，可用耕地面积也在逐年减少。尽管我国目前已经在农业生产中应用现代化的机械生产方式，在自动化上也已经初有成效，但是与很多发达国家相比仍然还存在不小差距。

在农作物环境监测和方面，还没形成一套完整的监测体系，目前还基本是通过工作人员定期去采集和记录，通过人工带回实验室进行化验分析。这种局部性人为的监测，严重影响到数据的准确性。缺乏长期监测和评估的手段，会导致在农业生产过程中，不能对突发情况和潜在风险做出及时的应对和预警，为了解决这一矛盾我们可以利用农业物联网技术，在生产环境中部署环境监测传感器，实时监测农业环境的各项参数，对参数进行科学化分析，并根据分析数据做出科学化指导。在农作物预警方面，传统农业通过人工勘察的方式，不能对农作物的突发情况做出及时预警，增加了病虫、自然灾害的风险。

农业物联网技术的应用可以大大的规避种植风险，优化种植方案，可以大大的提高农业生产的效率和成果。

1.2 物联网拓扑结构

物联网的拓扑结构由下至上共分三层：感知层、网络层以及应用层。

（1）感知层

数据采集与感知主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数据。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。感知层的自组网通信技术主要针对局部区域内各类终端间的信息交互而采用的调制、编码、纠错等通信技术，实现各终端在局部区域内的信息交互而采用的媒体多址接入技术，实现各终端在局部区域内信息交互所需的组网、路由、拓扑管理、传输控制、流控制等技术。

感知层信息处理技术主要指在局部区域内各终端完成信息采集后所采用的模式识别、数据融合、数据压缩等技术，以提高信息的精度，降低信息冗余度，实

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