基于ARM Cortex-M4的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)農(nóng)田數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與開發(fā)
發(fā)布時(shí)間:2021-04-21 01:37
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)全新理念,其實(shí)質(zhì)是對農(nóng)作物生長環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析,反饋農(nóng)作物生長狀態(tài),以滿足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)對提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的要求。本文基于ARM Cortex-M4對農(nóng)業(yè)農(nóng)田數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行研究與開發(fā),采用S T(意法半導(dǎo)體)公司TM4C1294NCPDT單片機(jī),設(shè)計(jì)8參數(shù)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),主要內(nèi)容如下:(1)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì):分別對農(nóng)田地理位置、環(huán)境溫度與濕度、農(nóng)作物光合作用所需CO2濃度、光照強(qiáng)度、土壤溫度、土壤濕度、土壤電導(dǎo)率農(nóng)作物生長數(shù)據(jù)進(jìn)行采集設(shè)計(jì)。(2)系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計(jì):從微控器、電源、TM4C1294NCPDT系統(tǒng)設(shè)計(jì)、OL ED、LORA無線通信等技術(shù)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。(3)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì):數(shù)據(jù)采集、通信、定位、顯示等模塊分別進(jìn)行設(shè)計(jì),提高界面交互能力。(4)系統(tǒng)測試:通過對該設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)測試,達(dá)到預(yù)期效果,開發(fā)了一套基于ARM Cortex-M4的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)農(nóng)田數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn):(1)多參數(shù)同時(shí)采集,遠(yuǎn)程傳輸至控制終端,數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性好。(2)采用人機(jī)交互式設(shè)計(jì),提高交互能力。
【文章來源】:西京學(xué)院陜西省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)性能要求
2.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
2.3 信息采集技術(shù)
2.3.1 環(huán)境信息采集
2.3.2 土壤信息采集
2.4 LORA無線通信技術(shù)
2.5 GPS/BDS雙定位技術(shù)
2.6 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計(jì)
3.1 硬件設(shè)計(jì)的整體方案
3.2 微控制器選型
3.2.1 TM4C1294NCPDT微處理器
3.2.2 微處理器外圍配置
3.3 電源電路
3.3.1 3.3 V電源設(shè)計(jì)
3.3.2 5V電源設(shè)計(jì)
3.4 電量檢測電路設(shè)計(jì)
3.5 TM4C1294NCPDT系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.5.1 TM4C1294NCPDT最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.5.2 外圍電路設(shè)計(jì)
3.6 信息采集電路設(shè)計(jì)
3.6.1 環(huán)境采集電路設(shè)計(jì)
3.6.2 土壤采集電路設(shè)計(jì)
3.7 LORA無線通信技術(shù)設(shè)計(jì)
3.7.1 ATK-LORA-01 特性參數(shù)
3.7.2 LORA無線通信電路設(shè)計(jì)
3.8 GPS/BDS雙定位技術(shù)
3.9 OLED顯示屏模塊設(shè)計(jì)
3.9.1 OLED液晶顯示模塊原理
3.9.2 OLED液晶模塊電路設(shè)計(jì)
3.10 硬件實(shí)現(xiàn)
3.10.1 TM4C1294NCPDT系統(tǒng)板
3.10.2 UM220-III定位、LORA通信板
3.11 硬件測試
3.12 本章小結(jié)
第四章 農(nóng)田數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.1 軟件系統(tǒng)
4.2 農(nóng)田數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)
4.2.1 環(huán)境溫度、濕度程序設(shè)計(jì)
4.2.2 土壤溫濕度、電導(dǎo)率程序設(shè)計(jì)
4.2.3 二氧化碳濃度的程序設(shè)計(jì)
4.2.4 光照強(qiáng)度程序設(shè)計(jì)
4.3 BDS/GPS位置獲取解析
4.4 OLED顯示程序設(shè)計(jì)
4.4.1 顯存
4.4.2 指令
4.5 LORA無線通信程序設(shè)計(jì)
4.6 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)測試與結(jié)果分析
5.1 測試平臺
5.2 系統(tǒng)測試
5.2.1 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測試
5.2.2 LORA無線通信測試
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果
致謝
本文編號:3150795
【文章來源】:西京學(xué)院陜西省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)性能要求
2.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
2.3 信息采集技術(shù)
2.3.1 環(huán)境信息采集
2.3.2 土壤信息采集
2.4 LORA無線通信技術(shù)
2.5 GPS/BDS雙定位技術(shù)
2.6 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計(jì)
3.1 硬件設(shè)計(jì)的整體方案
3.2 微控制器選型
3.2.1 TM4C1294NCPDT微處理器
3.2.2 微處理器外圍配置
3.3 電源電路
3.3.1 3.3 V電源設(shè)計(jì)
3.3.2 5V電源設(shè)計(jì)
3.4 電量檢測電路設(shè)計(jì)
3.5 TM4C1294NCPDT系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.5.1 TM4C1294NCPDT最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.5.2 外圍電路設(shè)計(jì)
3.6 信息采集電路設(shè)計(jì)
3.6.1 環(huán)境采集電路設(shè)計(jì)
3.6.2 土壤采集電路設(shè)計(jì)
3.7 LORA無線通信技術(shù)設(shè)計(jì)
3.7.1 ATK-LORA-01 特性參數(shù)
3.7.2 LORA無線通信電路設(shè)計(jì)
3.8 GPS/BDS雙定位技術(shù)
3.9 OLED顯示屏模塊設(shè)計(jì)
3.9.1 OLED液晶顯示模塊原理
3.9.2 OLED液晶模塊電路設(shè)計(jì)
3.10 硬件實(shí)現(xiàn)
3.10.1 TM4C1294NCPDT系統(tǒng)板
3.10.2 UM220-III定位、LORA通信板
3.11 硬件測試
3.12 本章小結(jié)
第四章 農(nóng)田數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.1 軟件系統(tǒng)
4.2 農(nóng)田數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)
4.2.1 環(huán)境溫度、濕度程序設(shè)計(jì)
4.2.2 土壤溫濕度、電導(dǎo)率程序設(shè)計(jì)
4.2.3 二氧化碳濃度的程序設(shè)計(jì)
4.2.4 光照強(qiáng)度程序設(shè)計(jì)
4.3 BDS/GPS位置獲取解析
4.4 OLED顯示程序設(shè)計(jì)
4.4.1 顯存
4.4.2 指令
4.5 LORA無線通信程序設(shè)計(jì)
4.6 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)測試與結(jié)果分析
5.1 測試平臺
5.2 系統(tǒng)測試
5.2.1 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測試
5.2.2 LORA無線通信測試
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果
致謝
本文編號:3150795
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