智能农业大棚V32要点分析.doc

基于物联网的温室大棚监控系统 设 计 报 告 2014年6月27日 摘要 实现智能农业，建立一个实用、可靠、可长期监测的农业环境监测系统是非常必要的。随着通信、计算机、传感网等技术的迅猛发展，将物联网应用到农业监测系统中己经是目前的发展趋势，它将采集到的温度、湿度、光照强度、土壤水分、土壤温度、植物生长状况等农业信息进行加工、传输和利用，为农业生产在各个时期的精准管理和预测预警提供信息支持，追求以最少的资源消耗获得最大的优质产出，使农业增长由主要依赖自然条件和自然资源向主要依赖信息资源转变，使不可控的产业得以有效控制。 因此，本文利用大赛提供的硬件平台尝试将物联网的概念加入到传统的农业生产当中，并针对当下发展比较快的温室大棚尝试设计了基于B/S架构的物联网智能温室大棚监控系统。该系统通过温湿度、光照传感器和USB摄像头能够准确实时的获取大棚的温湿度、光照和画面。农户可以对这些信息通过手机或电脑登陆Web服务器进行远程的监控。该系统还通过继电器对风扇和电灯开关的控制和电动机驱动模块的控制模拟了对农业设施的控制，可以通过对大棚温湿度、光照强度的设定来实现温室大棚的智能化精细化管理。通过专家指导可以随时获取对农作物的最佳管理方法，对病虫害有一个提前的预防，同时还可以获取天气、农产品的物流等重要农业信息。 目录第一章 绪论 1 1.1 课题背景 1 1.2 农业物联网简介 2 1.3 相关知识 4 1.3.1 Simplicity协议简介 4 1.3.2传感器简介 5 1.3.3 Qt介绍 6 第二章 系统方案 8 2.1 系统架构分析 8 2.2系统拓扑分析 9 2.3方案简介 10 第三章 系统设计 11 3.1 方案的总体设计与分析 11 3.1系统功能设计 11 3.1．2系统工作流程 11 3.2感知层的设计 12 3.3 QT开发 15 3.4 上位机设计 17 3.4.3编码规范 23 第四章 总结与展望 25 第一章 绪论 1.1 课题背景? 物联网在农业领域中有着广泛的应用。从农产品生产不同的阶段来看，无论是从种植的培育阶段和收获阶段，都可以用物联网的技术来提高它工作的效率和精细管理。 （1）在种植准备的阶段，可以在温室里面布置很多的传感器，分析实时的土壤信息，来选择合适的农作物。 （2）在种植和培育阶段，用物联网的技术手段采集温度、湿度的信息，进行高效的管理，从而应对环境的变化。通过采集设备，比如说降温了，可以在温室里加热。? （3）在农产品的收获阶段，同样可以利用物联网的信息，把它传输阶段、使用阶段的各种性能进行采集，反馈到前端，从而在种植收获阶段进行更精准的测算。? （4）提高效率，节省人工，如果是几千亩的农场，要对各大棚进行浇水施肥，手工加温，手工卷帘，那要用大量的时间和人员来操作。如果应用了物联网技术，手动控制也只需点击鼠标的微小的动作，前后不过几秒，完全替代了人工操作的繁琐。 1.2 农业物联网简介 农业物联网指的是将各种传感器节点自动组织起来构成传感器网络，将传感器实时采集的信息及时反馈给农户，是农户足不出户便可对作物信息有一个详细的了解。农户可以通过手机或电脑远程控制设备，自动控制系统减少了灌溉、作物管理的用工人数，提高了生产效率。农业物联网综合了农业生产装备技术与计算机自动控制技术，使用自动化、智能化、远程控制的生产设备、将传统农业中仅仅依赖人力和简单的机械设备的生产模式转为以信息技术和软件为中心的生产模式。 图 1.1 农业物联网 如图1.1所示，与物联网感知层、网络层、应用层体系架构对应，农业物联网也分为三层：信息感知层、信息网络层、信息应用层。 ⑴ 信息感知层主要负责采集数据和数据的短距离传输，通过各种传感器、摄像头等设备采集环境及作物信息，然后将信息传至网关。 ⑵ 信息传输层类似人的中枢神经和大脑。主要负责信息处理和传递感知层采集的数据信息。它将现有的网络进行融合扩展，以实现更加高效、更加可靠、更加广泛、更加安全的互联功能，比较适合远距离传输。 ⑶ 信息应用层类似人的社会分工。他实现了跨系统、跨行业、跨应用之间的信息互通与共享，主用功能是对感知层和传输层传来的数据信息进行融合、分析、处理、并通过各种设备和终端与人交互，实现农业的自动化和智能化。 1.3 相关知识 基于物联网的温室大棚使用的基于simpliciti协议的CC1110片上系统采用433MHZ的无线通信频率，使用单总线的DHT11温湿度传感器，和IIC总线的光照传感器通过继电器来控制风扇和灯的开关。 1.3.1 Simplicity协议简介 ⑴ SimpliciTI协议为非IEEE标准网络协议，有很强的灵活性，源代码完全公开，易于开发，可以工作在多个频段上，可灵活设置，传输速率相对较高，硬件节点体