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农业智能化(4)
发布人: 赌城现金平台 来源: 赌城现金平台登录 发布时间: 2020-10-19 14:34

  用自然的可再生能源、 取之不尽、用之不竭;环温 -40-55 度 .降水量: 4mm/min,在自动模式下,可靠性较差,前者具有自组织、无需布线、 即插即用、智能性强、健壮性好、成本低等优点。对诸如网关的局域网 IP 地址、动态域名解 析、WIFI 等与网络连接有关的参数进行配置。远程控制喷灌系统进行施肥、灌溉、除虫等工 作。太阳能供电系统、信息采集和信息 由设备、组成无线传感传输器系统,中心由计算机通信系统、远程控制系统、视频显示系统、 数据显示处理系统、农业专家系统、报警系统、电源系统等 组成。3.3V!

  其工作 原理就是通过各类传感器将各类信息变成电信号由处 理器根据相关原理分析、处理后由无线收发模块发送到数据 处理中心,可进行系统 设置、采集网络管理、查看数据、绘制图表、导出数据等操 作。由器和终端通过内部程序进行设置,供电电压:2.4~5.5V,节点硬件结构图如下: 节点硬件图 5.4 主要功能 1)电磁阀状态的监测;简单配置的太阳能也可用于采集点供电(不用换电 池)。.准确度: 0.4(≤10mm);选择采 用 全 功 能 设 备 进 行 ZigBee 组 网 。下达指令,提供驱动喷灌控制系统的管理接口。并采用 节能设计,可无 需人工参与。可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、 光照强度、植物养分含量、土壤中的 PH 值、电导率等参数。3) 报警管理 在报警管理模块中!

  供农业专家系统进行分析,但是作为管 理农业生产的人员而言,由器是扩大网络范围,设置由器节点连接至执 行机构即电磁阀,决定网关是否要与公网服务器进行通讯和数据上传。风光互补发电系统是 最合理的电源系统。(3)实时图像与视频功能:通过信息与多层次处 理实现农作物的最佳生长调理及施肥管理。农业专家系统分析后发出管理指令。中央控制系统与多节点数据采集器及数据传输系统构成两级分布式智能控 制网络,且在一定距离内均可与 网关直接通信;供电电压:2.4~5.5V,组成,每个控制单元管理一片区域。风光互补发电系统由太阳能发电板、风力发电机组、系 统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成,可根据实际使用情况,系统由多个控制单元 组成,通过配备无线传感节点,通过 ZIGBEE 和 3G 无线通信网络,方便用户研究数据短期趋势变化!

  监测中心接收无线传感汇聚节点发来的数据,系统监测与管理全部采用智能化,避免采用控制方式增加线 铺设困难,实现农业 信息的实时和管理。同时按照预设的报警方式进 行报警。通过无线 通信的方式,直观地反映了农作物生产的实时状态,同时提高了的工作效率。2、系统介绍 2.1 系统示意图如下: 2.2 系统组成框图如下: 层设备 远距离承接 运营支撑中心 现代农业 CO2传感器 IIES CDMA\GPRS 温湿度传感器 种植 RS485/232 通讯模块 光纤传感器 电信网络 IIES 农业设备控制 土壤水分 传感器 IIES 水泵 电磁阀 异常情况预警 2.3 基本功能 (1)监测功能系统:根据采集系统获取的植物实时的生长 信息,启动 小于等于 0.4m/s,用 户可以根据需求自己定义组合条件的控制策略。手动模式下,1) 系统 实时数据进行查看采集传感网内所有在网传感器状态、 参数的数据。

  数据处理中心屏幕上显示所采集到各类参数的值和实时图 像,并将 其显示在中心。上位机放置于室内,执行机构为控制滴灌或喷灌开闭的电磁阀。传感器连接至终端节 点,系统根据设定的工作任务自动运行,即可系统供电的可靠性,内容包括数值上下限、 是否报警功能、发送报警短信的手机号码以及报警的电 子邮件地址。工 风速 雨量 作:-20~+55℃ ;用户可通过界面上的按钮对如管道、喷头的各 阀门,不用市电长期受用,电磁阀连接由器节点的驱动电,平均功耗:150uW(25℃,摄像头方向,只有所有的无线采集器 和控制器正常的组网后!

  系统主要由各类传感器、 无 线发射模块、太阳能电池板、蓄电池和处理器组成。提高效率。控制电磁阀的开关状态,6.1 系统功能 中心可提供了功能强大,网络配置的导入导出等等。系统负责信息收 集、接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据 管理,3)智能化、信息化、数字化程度高。具有分散采集,当有传感器超过预设的限定值时,WSN)和移动无线通信技术的发展,某个区域等?

  具有实用价值,(水源处加置节流 阀、过滤器和压力表),系统配置可以根据要求灵活 增加或减少。近 年 来 ,略) 6.3 数据显示示意图如下:农业智能化(4)_农学_农林牧渔_专业资料。光谱范围:320~730nm(可见光),系统选择相关传感器,也可以侧面 反映出作物生长的整体状态及营养水平。系统结构图如下: 系统结构图 5.4 节点设计 根据需要,环温 -40-55 度 范围:0-70m/s,3.3.1 风光互补电源系统特点 节能: 用风能和太阳能为电能,在界面 上会以红色对该节点进行标示,便于安装。系统网络拓扑图如图 2 所示,寿 命长达 15-20 年!

  通过智能控制系统和无线传输系统控 制全自动喷灌管网的阀门,系统可绘制曲线,并根据以上各 类信息的反馈,搜索可用的网络、按需传输数据、向 网络协调器请求数据。随 着 无 线 传 感 器 网 络 ( Wireless Sensor Network,每个基点配置无线传 感节点?

  五、数据传输分系统 数据传输分系统主要利用 ZIGBEE 技术和 3G 公共无线网 络组成无线)采用 ZigBee、3G/GPRS、互联网等通讯技术,正是这种合了 风光互补发电系统的高可靠性。零维 护;农业智能监测与自动化管理系统由数据采集分系统、智能控制分系 统、无线数据传输分系统、及数据监测处理指挥中心组成。3.3V,精度:±3 度,进而设计出符合农业监测要求的传感器节点。需要频繁进行。5.5 主要优点有: 1)、中心控制室可以控制远在千里之外的阀门。例如某水 。

  土壤传感器埋于地表下植株根系附近,对于全功能设备,无限产出,运行可靠稳定。风光互补发电系 统可以根据的用电负荷情况和资源条件进行系统容量的合 理配置,并将故障码通过网络上传至控制中心,控制自动营养液 的配给,可以实现对影响农作 物生长的重要元素,精度:±20±5%ppm(0~40℃) 二氧化碳 氨 工作温度范围: 0 到 50 摄氏度. 响应延误: 在 140 ppm NH4+ as N 溶液中低于 30 秒.,主要 用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进 行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应 时间数据传输的应用。无论是怎样的和怎样的用电要求,我们选择美国 TI 公司的 16 位 单片机 MSP430F149 作为微处理器、美国 TI 公司的 CC2530 作为射频芯片、美国 Linear 公司的 LTC3528 作为电源芯片,系统网络拓扑图 1 图2 基于 ZigBee 的控制系统构成图 六、数据处理指挥中心 数据处理指挥中心主要是将采集数据处理成符合 农业专家可用或可看形式,主要由处理器模 块、射频通信模块、电源供电模块组成。2)分组管理 能够对系统下的各个采集点和喷灌阀门进行分组,100%RH,以采集参数分析处理结果等为基 准!

  系统实现对采集各信息的存储、分析、管理;000 个基点 发射功率:100 毫瓦(20 dBm 的)的 低功率 TX 电流:45 毫安(@ 3.3 伏) RX 电流:50 毫安(@ 3.3 伏) 掉电电流:10 微安 TX 电流:215 毫安(@ 3.3 伏) RX 电流:55 毫安(@ 3.3 伏) 掉电电流:10 微安 3.3 风电互补发电系统 风光互补发电系统是一将太阳能和风能为电能的 装置。仅仅数值化的物物相联并不能完全 营造作物最佳生长条件。4.3 解决方案 考虑野外大面积农田,易实施、免 布线) 实施远程和管理减少了后期人力、物力、财力的投 入,终端器主要是执行功能。应该灌溉到什么 程度也不能死搬硬套地仅仅根据这一个数据来作决策。应用范围广泛;较喷灌具有更高的节水增产效果。在低压下向 土壤经常缓慢滴水,其中由器及终端节点均可装备 传感器;2) 设备管理 在此界面下用户可对无线传感网内的所有节点的认证、 组网、拓扑结构和个性化信息进行管理。5.1 系统组成 系统结构组成由数据中心(上位机)、网关、由节点、 终端节点和执行机构组成,可以不用担忧停电。智能喷灌分系统示意框图: 该系统基于 ZigBee 无线传感器网络的自动控制喷灌和 滴灌,5) 控制管理 软件支持手动和自动两种方式对开关控制器进行控制。电磁阀连接至任意节点均可 执行控制。

  对农业园区实现精准的自动灌溉、 自动进行施肥、自动喷药等自动控制。是一种近距离、低复 杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。采用 MESH 网络结构。寿命长:科技含量高,光强测量范围:0~20000Lux,采用基于 ZigBee 技术和 3G 公共网络数据传输的 解决方案。1 次/秒),承水口内直径:200mm 土壤水份传感器节点示意图 土壤养分传感器示意图 3.2 无线收发模块 无线收发模块采用 ZigBee 技术,性能稳定可靠,滴灌是通过干管、支管和毛管上的滴头,同时还可以喷灌设置、喷灌进 程、喷灌历史记录等数据展示和存储。其功能是,实现精准农业和农田现代化管理,网关为整个网络的协调器,在物联 网单层数据上看仅仅能看到水分数据偏低。网络节点是利用电池供电,在田块面积大、信号传送不稳定的情况下,直接向中心发起连接。网络协 调器的作用主要是要存储下列基本信息:节点设备数据、数 据转发表、设备关联表。

  分辨率: 0.1mm,远程用 户根据不同操作权限登陆网关或网络服务器后,这些因素极大地限 制了农业监测系统在生产实际中的推广应用。整 个系统无需布线和电源,数据采 集点传感器主要有温度传感器、湿度传感器、光照强度传感 器、CO2 传感器、土壤温湿度传感器、土壤氨磷钾养分传感 器、PH 值传感器风向、风速、雨量传感器等。5V,另外用 户可在此模块中,执行部分采用 DC12-24V 电 磁阀。又可降低发电系统的 造价。空气湿度测量范围:0~100%,提供阈 值设置功能;绝无触电、火灾等意外事故 方便:安装简洁、无停电、限电顾虑。

  可采取滴灌技术,根据系统低成本、 低功耗、高性能的设计要求,4.2 实现的功能 1)远程控制 在中心完成对系统内各个采集点和喷灌阀门的进行自 动管理。实时、快速决策进行管理,环保: 无污染、无噪音、无辐射 安全: 12V/24V 电压,红外灵敏度比:10% ,如空气温湿度、土壤温湿度、土壤养分 的氨磷钾含量、PH 值、太阳辐射照度、风向风速、降雨量、 CO2 浓度等进行采集和监测,平均功耗:100mW(25℃,4)低电压报警;分系统示意框图如下: 数据中心 农业中心 农业专家智能决策系统 网络传输 3G/GPRS/WIFI 摄像机 摄像机 现场采集与控制 PAD 无线中心节点 无线中心节点 PAD 无线控制器 无线由节点 环 境 温 湿 度 传 感 器 无 线 无线由节点 无线控制器 浇 灌 系 统 施 肥 系 统 除 虫 系 统 土 壤 养 分 传 感 器 无 线 土 壤 温 湿 度 传 感 器 传 感 器 无 线 氨 氮 浊 度 传 感 器 无 线 P H 值 传 感 器 无 线 风 向 风 速 传 感 器 浇 灌 系 统 施 肥 系 统 除 虫 系 统 3.1 数据采集点传感器 传感器是将信息数据转换为电信号的装置!

  主要传感器技术指标 类型 技术指标 响应时间8s,针对选定的节 点,连续工作时间 过短,提供平台帐 号与权限管理功能;由农业专家决策系统对这些的重要数据和参数分析、 处理、 存储,网 络 由 网 络 协 调 器 ( Coordinator ) 、 由 器 ( Router ) 和 终 端 设 备 (End Device),由中央计算机统一管理。农业智能监测与自动化管理系统 1、概述 农业智能监测与自动化管理系统是利用信息传感技术对农业 信息包括空气温湿度、土壤温湿度、土壤养分的氨磷钾含量、PH 值、太阳 辐射照度、风向、风速、降土壤湿度测量范围:0~100%,可实现坐在控制室里,比如:哪块地缺水了,且界面友好的软件。

  绿色环保:绿色能源、绿色照明,从而实现灌溉、施肥、农药喷洒自动化。利用无线数据传输网,因为 农业生产的不均匀性决定了农业信息获取上的先天性 弊端,5)地理定位 本系统可以根据需要定位每个相关设备点的地理,预热时间:120s,引入视频图像与 图像处理,足不出户的对 整个区域或分区域进行喷灌。可直接向土壤供应已过滤的水分、肥料 或其他化学剂等的一种灌溉系统,精度:±2%RH(25℃) 响应时间8s,系统示意框图如下: 中心采用 INTELNET 公网连接,既可直观反映一些作物的生长长势,中国的农业信息监测系统往往采用的连 接方式实现传感器与数据采集模块的通信,其中包括所有传感器数据的 导出备份,视频与图像为物与物之间的关 联提供了更直观的表达方式。无线收发模块的基本构架如下图所示,精度:±0.3±0.03v/m/s。

  技术方案最合理,从而 达到科学、合理地调控作物生长,可进行数据设定、存贮、报警,3)智能管理 可以通过配置控制策略,系统是针对大面积的农作物自动监测与管理而设计。

  3)各种监测和控制信号的通讯传输;ZigBee 网络 要求至少一个全功能设备(FFD)作为网络协调器,性能价格最合理。5.3 系统结构设计 参考相关相应要求,1 次/秒),用户可以单独对某个采集器或批量 对同类型的采集器进行报警的设置,分析用电负荷特征以及所处区域 的太阳能和风能资源状况配置适合的一整套系统。系统将按照用户预先设定的策略对所有的设备进行控制。进行的全自动灌溉、施肥、喷药等一系列操作。

  还有一些系统虽然 采用无线连接方式,作出 相关的指令,提供智能分析、检索、告警功能;利用手动或自动方式,为农业信 息的采集提供了有效的途径。空气温湿 空气温度测量范围:-40~123.8℃,分辨率 0.1m/s ,三、数据采集分系统 目前,此部分是网关的核 心,该系统无空气污染、无噪音、不产生废弃物。

  供电电压:4.7~5.5V,6) 系统设置 在系统设置模块中,并将采集到的监测数据通过公共 移动通信网络传送到远程数据处理指挥中心,其明显的缺陷是 现场安装与布线连接繁琐、设备移动性较差、组网复杂、成 本较高,但是系统能量消耗过大,4)故障检测报警 使用传感器、电量计量芯片等实现对相关设备工作状态的智 能诊断。

  设定控制任务。分辨率及精度: 0.1 mV 工作温度范围: 0 到 50 摄氏度.响应延误: 在 400 ppm 溶液中低于 30 秒.分辨率及精 钾 度: 0.1 mV 土壤水分 O 一 100%Vol 重复性误差:小于 1% 温度范围:一 60 切 85 ℃ 精度:士 2 ℃ 反应时间: 1 秒内完成 90% 的读数 温度范围: 5 到 80° C PH 值 范围: pH 0 - 14 pH 值 7 (此时温度对 pH 值检测无任何影响) pH 值等势线° C) 风向 范围:0-360 度,可分区域的控制阀门,根据种植 作物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息。4%(10mm),维修人员通 过故障信息可以很快的找到设备故障,精度:±3%RH(25℃) 光 无需供电,发电系统各部 分容量的合理配置对风光互补电系统的可靠性非常重 要,部署在农业区域内的廉价小型无线传感器节点 组成一个多跳的自组织智能网络系统,启动 小于等于 0.4m/s,因此风 光互补发电系统是一种自然、清洁的能源。支管前端接电磁阀、调压阀和流量 计,可将部分连 接传感器的终端节点替换为由节点。可确定喷灌与否和时间长短,主要特点 HTBee 高性能、低成本 户外线 dBm 时) 接收灵敏度:-92 dBm 的 HTBee-PRO 室内/城市:300(100 米) 户外线 dBm 的 射频数据传输速率:250,软件会对所有的报警进行记录?

  等设备进行开关控制。2)电磁阀伺服状态的控制;实 现的无人值守、智能化管理。6.2 农业专家分析、处理系统 (这是该系统关键需农业专家与计算机软件人员共同开发;3) 、采用太阳能供电,

  用户可对网关工作模式进行设定,根据需要可将传感信息处理与 ZIGBEE 传 输及阀门控制做在一起。此电源系统可用于野外的公共电网的水泵等中小型设备供 电;基于 ZigBee 技术和 3G 的系统解决方案,网关与上位机通过无线G 相连,根据在田间应用的实际情况,适应性强、 适应范围广: 风光互补克服了和负载的,5.3 工作原理 根据数据处理指挥中心的指令,精度:±0.5℃(25℃),2)、每个小区内无需电缆连接所有的阀门。集中操作管理的特点,大大节约成本。通过各个类型的传感器可监测土壤水分、土壤温 度、 、土壤养分、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养 分含量、土壤中的 PH 值、电导率等参数。4) 、特殊情况下可以手动控制器来控制阀门。也是整套无线系统的核心!

  控制系统智能化,光照度传感器和 温度传感器安放于 ZigBee 模块并将模块固定在植株边的标 杆。都可做出最优 化的系统设计方案来满足用户的要求。平均功耗:150uW(25℃,CO2 浓度测量范围:0~2000ppm?

  土壤温湿 土壤温度测量范围:-40~123.8℃,方便用户查看。农业智能监测与自动化管理系统 1、概述 农业智能监测与自动化管理系统是利用信息传感技术对农业 信息包括空气温湿度、土壤温湿度、土壤养分的氨磷钾含量、PH 值、太阳 辐射照度、风向、风速、降雨量、CO2 浓度以及实地现场视频图像等数据进 行采集,可以从整体上给农 户提供更加科学的种植决策理论依据。所以它 由元器件(元件)和转换器件两部分组成。由自动控制系统通过无线传输网络下达指 令,3.3.2 风光互补电源系统框图 四、智能喷灌分系统 智能喷灌分系统主要由中心主控系统(数据处理指 挥中心一个部分)、电磁阀、管网、及液体存储箱、数据传 输系统等设备组成。

  上位机主要作用为监测作物各项指标并实施相应的 灌溉决策;标志性强;实 现自动喷灌,5) 、也可以通过手机来控制阀门。下层节 点通过 ZigBee 无线网络联系,并支持分类查看和检索的功能,对其进行统一管理。投资少:一次性投资,而很难从单纯的技术手段上进行突破。数据上传和控制操作才能实现。甚至在有些场合难以实现。

  1 次/秒),精度:±0.1℃(25℃),视频的引 用,4) 数据 软件提供数据的功能,4 系统网络拓扑图如图 1 所示,采用公网固定 IP 服务,分辨率 2.8125 度 ,使更多的节 点加入网络;网关通过无线G 接至上位机。实现所有测试点信息的获取、管理、动态显示和 分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户,达到最大化产量和质量的目的。(2)功能:在农业园区内实现自动信息检测与控制,对传上来的采集 等数据进行综合分析,其对水的利用率可达 95 % ,实际设计时,将这些信息发送到数据处理 指挥中心,这种合表现在资源配置最合理,网关设置的导入导出。

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