發(fā)布時(shí)間：2021-10-07 09:18

　　農(nóng)業(yè)種植的澆灌施肥方式隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展越來越趨向于自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的澆灌施肥已無法滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需求,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐水肥一體化的實(shí)現(xiàn)是現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。針對(duì)水肥一體機(jī)的自動(dòng)控制、農(nóng)田區(qū)域環(huán)境數(shù)據(jù)采集等問題,本文以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與水肥一體化技術(shù)作為切入點(diǎn),設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水肥一體化服務(wù)云平臺(tái)。主要研究工作如下:1)水肥一體機(jī)的設(shè)計(jì)。本文從實(shí)際問題出發(fā),利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)了一套水肥一體機(jī)。其中包括遠(yuǎn)程灌溉控制技術(shù)、灌溉控制系統(tǒng)、電磁閥門控制系統(tǒng)、農(nóng)田灌溉管網(wǎng)系統(tǒng)。系統(tǒng)完成了硬件的選型設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)農(nóng)田間水肥量供應(yīng)的自動(dòng)控制及分配,從而實(shí)現(xiàn)了水肥的精準(zhǔn)控制及澆灌。2)區(qū)域環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)采集設(shè)備的設(shè)計(jì)。通過對(duì)農(nóng)田環(huán)境的分析并結(jié)合作物對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的需求要素,對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)采集設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的選型及設(shè)計(jì),從而設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套區(qū)域環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)采集設(shè)備,實(shí)時(shí)獲取并記錄農(nóng)田間環(huán)境數(shù)據(jù),為水肥一體機(jī)和平臺(tái)的精細(xì)運(yùn)作提供依據(jù)。3)數(shù)據(jù)處理、分析及預(yù)測(cè)。本文采用基于多元線性回歸的土壤墑情含水率預(yù)測(cè)模型,首先對(duì)農(nóng)田環(huán)境樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,其次根據(jù)各影響因子與土壤墑情含水率相關(guān)程度構(gòu)建模型,最后... 

【文章來源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

水肥一

各種

12表2-3命令控制指令協(xié)議字段內(nèi)容FarmlandID設(shè)備所屬農(nóng)田IDTerminalID終端設(shè)備IDTime下發(fā)時(shí)間Command{“01”:“開啟”,“02”:“關(guān)閉”,“03”:“提取設(shè)備信息”}Check校驗(yàn)和2.3.3水肥一體機(jī)LoRa無線通信的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)水肥一體機(jī)LoRa無線通信主要完成的是對(duì)灌溉設(shè)備的控制。其原理是水肥一體機(jī)中的LoRa模塊利用無線通信驅(qū)動(dòng)電磁閥門及水泵，實(shí)現(xiàn)無線控制。本文中網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用LoRaWAN通信協(xié)議。LoRaWAN[29]是LoRa物理層傳輸技術(shù)基礎(chǔ)之上，使用LoRa的MAC層規(guī)范，其協(xié)議定義有ClassA、ClassB、ClassC三種終端類型，其中ClassA所屬的終端設(shè)備在應(yīng)用時(shí)功耗最低，其收發(fā)方式為：ClassA只有在上行發(fā)送了數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)后，服務(wù)器很迅速地打開下行接收窗口，進(jìn)行下行通信。即無論何時(shí)，上行通信無限制，下行通信服務(wù)器只有在上行通信發(fā)送后終端才可以接收。所以本系統(tǒng)的LoRa無線通信協(xié)議選用ClassA。2.3.4水肥一體機(jī)主控板實(shí)物原型經(jīng)過設(shè)計(jì)后，實(shí)現(xiàn)了水肥一體機(jī)主控板的原型，能夠進(jìn)行對(duì)灌溉設(shè)備的控制。主控板以及肥料、水源輸送控制板的實(shí)現(xiàn)是通過水肥一體機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，如圖2-6所示。其中，水肥一體機(jī)控制板采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊來驅(qū)動(dòng)電機(jī)及水泵，選擇LoRa模塊實(shí)現(xiàn)無線控制，由電磁閥控制繼電器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)水肥以及混合液的輸送，同時(shí)水流傳感器采集器通過水流流過轉(zhuǎn)子后轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)的圈數(shù)來進(jìn)行流量的監(jiān)測(cè)。圖2-6控制板實(shí)物原型STM32單片機(jī)通電開機(jī)以后進(jìn)入初始工作狀態(tài)，然后接收到控制指令后，STM32單片機(jī)與被控制模塊之間通過串口進(jìn)行通信，然后依據(jù)本文規(guī)定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)，就能實(shí)現(xiàn)模塊的控制。當(dāng)SX1276在非休眠狀態(tài)下，會(huì)將MCU經(jīng)外部中斷的

【參考文獻(xiàn)】：
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