基于物联网技术的智能农业大棚监控系统..

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2、采用Zigbee技术来实现树莓派与Arduino开发板的无线通 讯功能,Zigbee技术用于大量传感器组网及进行数据采集和传输, 代替了传统农业温室大棚采用有线设备来进行大棚环境数据的采集 及数据的传输,降低系统成本及施工和维护难度。
3、采用了雨滴传感器实时监测降雨量,根据降雨量来控制顶 棚,小雨则打开顶棚用雨水给作物浇灌,大雨则关上顶棚防止土壤 湿度过大。
项目开发现状
智能化的监控系统成本较高,我国现代温室技术起 步较晚,而国外所开发的大棚监控系统价格昂贵,难以 适应我国农业生长环境监控的需求。
传统的农业温室大棚监控系统中,大都采用有线设 备来进行大棚环境数据的采集及数据的传输,较大的监 控区域需要大量传感器和执行设备的使用导致监控系统 的建设和维护产生很多问题,导致施工难度大,且维修 不便。
(3)智能控制:界面可以手动控制农棚内湿帘风机、喷淋滴灌、 内外遮阳、顶窗、加温补光等设备的开关。
相关硬件
• 单片机:树莓派、Arduino开发板 • 传感器模块:DHT11数字温湿度传感器、光敏电阻传感器、土壤湿
度传感器、雨滴传感器 • 控制模块:继电器、步进电机 、电磁水阀 • 通讯模块:无线网卡、Zigbee模块
(2)异常报警:当农棚内环境发生异常时,手机会接收到异常报 警信息。
(3)智能控制:手机客户端可以控制农棚内湿帘风机、喷淋滴灌、 内外遮阳、顶窗、加温补光等设备的开关。
Web端功能
(1)数据管理:以表格或者折线图、柱形图的形式显示农棚内空 气温湿度、土壤湿度、光照强度、雨量等数据的历史情况。
(2)异常报警:当农棚内环境发生异常时,Web客户端会接收到 异常报警信息。
系统功能框图
网络拓扑图
数据服务中心
Android服务器 数据库服务器 Web服务器
网关 Internet
客户终端
Android客户端 Web客户端
数据采集及控制节点
网关
温湿度传感器 土壤湿度传感器 光敏电阻传感器 雨滴传感器 继电器
步进电机
排气扇 补光灯 电磁水阀 遮阳棚 顶棚
总体功能描述
该系统利用物联网技术,可实时远程获取大棚内农作物生长的关 键参数,例如:空气温湿度、土壤湿度、光照强度、雨量,经由数据 服务中心进行智能化数据处理后,自动或手动控制湿帘风机、喷淋滴 灌、内外遮阳、顶窗、加温补光等设备,保证农业大棚内环境最适宜 作物生长,为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。
解决方案
Android手机在当今智能手机领域中占有很大的 地位,且价格便宜、性能优良、方便操作。我们选用 Android智能手机作为智能控制客户端,一方面降低 了智能监控系统的价格,另一方面也提高了控制客户 端软件的使用性能,同时,也降低了软件的复杂程度。
项目创新要点
1、农棚设备与农棚内的环境参数相关联,将获得的环境参数 经由数据服务中心处理后,自动实现农棚设备的开关控制,如此在 无人管理的情况下也能实现对大棚的智能监控,同时,减少人工的 误操作。
相关技术
• Android开发技术:用于开发用户android手机客户端,接收、发 送用户指令,与web服务器通信。
• Web开发技术:用于接收用户操作指令,调用数据库服务器数据、 发送控制信号给树莓派网关。
• Arduino开发技术:用于解析、发送传感器数据以及智能开关的控 制。
安卓端运行截图
总体功能描述
同时,管理员可以通过手机客户端、Web客户端等信息终端获得 实时监测信息、预警信息等,用户还可以通过终端控制湿帘风机、喷 淋滴灌、内外遮阳、顶窗、加温补光等设备,实现温室大棚集约化、 网络化远程管理,充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。
安卓端功能
(1)信息查询:查看农棚内实时的空气温湿度、土壤湿度、光照 强度、雨量等信息。
基于物联网技术的智能大棚监控系统开发
成员:叶阳、庄斌斌、陈福镇、简辉煌、林雅纯、黄艳芬
目录
• 作品简介 • 项目开发背景与现状 • 项目创新要点 • 系统功能框图与网络拓扑图 • 项目实现功能 • 项目所使用的软硬件技术 • 项目运行截图
作品简介
我们的作品《基于物联网技术的智能大棚监控系统开 发》是基于物联网技术,通过传感器对农棚内农作物生长 的关键参数进行有效监控,例如:空气温湿度、土壤湿度、 光照强度等,经由网关发送给数据服务中心。在数据服务 中心进行智能化数据处理后,管理员通过Web客户端或者 Android客户端连接服务器,数据服务中心接收操作指令 实现对大棚环境数据的监测以及利用继电器、步进机等模 块实现对设备的控制功能。
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项目开发背景
随着国家经济的快速发展,农业生产规模的不断提 高,农产品在大棚中培育的品种越来越多,规模也越来 越大。传统的农业大棚中的大部分操作都是在人工情况 下进行的,对于数量较多或者面积较大的农业大棚就显 现出很大的局限性,因此,实现农业大棚生产的自动化 和信息化,能够方便有效地对农业大棚环境进行监测和 控制,提高资源利用率和农业生产水平,是目前农业发 展的趋势。
硬wk.baidu.com模型图
图11:我们的智能农业大棚监控系统功能通过一个大棚模型来呈现。
硬件模型图
图12:模型各个硬件模块介绍
谢谢观赏
户端可以控制农棚内湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗、加温补光等设备的开关
Web端运行截图
图8:Web端登陆界面
Web端运行截图
图9:控制界面,Web客户端可以控制农棚内湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮 阳、顶窗、加温补光等设备的开关
Web端运行截图
图10:Web端主界面,查看农棚内实时的空气温湿度、土壤湿度、光照 强度、雨量等信息
• 开发语言有C语言、java语言、Arduino语言。
相关技术
• 树莓派开发技术:树莓派作为本系统的网关,一方面通过无线网 卡连接网络,与服务器通信,一方面与Arduino模块连接,负责收 发数据。
• Zigbee技术:一种新兴的短距离、低复杂度、低速率、低功耗和 低成本的无线数据传输技术,用于大量传感器组网及进行数据采 集和传输。
开发软件平台及语言
• 本作品所采用的平台的相关软件有Java Development Kit (JDK)、 MyEclipse、Eclipse IDE for Java Developer、Android Development Toolkit、Android SDK、Android SDK插件、 Arduino IDE、MySQL数据库等 。
解决方案
在我们所开发的智能农业大棚监控系统中,采用了 Zigbee技术、 Android等技术。Zigbee技术一种新兴 的短距离、低复杂度、低速率、低功耗和低成本的无线 数据传输技术,可用于大量传感器组网及进行数据采集 和传输,代替了传统农业温室大棚采用有线设备来进行 大棚环境数据的采集及数据的传输,降低系统成本及施 工和维护难度。
图1:登陆界面
图2:主界面,查看农棚内实时的环境 数据,数据定时刷新
安卓端运行截图
图4:历史记录界面,查看农棚内 历史环境图表
图3:历史记录界面,查看农棚 内历史环境数据,下拉刷新
图5:异常报警:当农棚内环境发生 异常时,手机会接收到异常报警通知
安卓端运行截图
图6、图7:控制界面,由主界面向右滑动或者点击设置按钮打开控制界面,手机客
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