基于物联网的草莓墒情监控系统,本文是关于监控系统论文如何写和墒情和监控系统和联网类论文范文检索.
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引言
农业生产中,作物的生长受到各种因素的影响和制约,如空气温湿度、土壤含水量、光照度等[1].如何建立起实时而准确的墒情监控系统对于准确获取种植区的墒情信息显得尤为重要.众多学者敏锐的察觉到物联网技术在农业墒情监控系统应用中的巨大潜力,纷纷投入到物联网技术在墒情监控系统中的应用研究行列.J.A. López Riquelme[2] 等开发出一套无线传感器网络(WSN) 监控系统,这个系统将关于环境的传感器、用于水分的传感器和用于土壤的传感器的采集数据通过多个网关节点实时传输至终端,进而实时监控种植区的土壤墒情及环境信息.Maione[3] 利用1 百多个土壤水分传感器和二十几个温度传感器组成了复杂的传感器网络,然后将传感器埋在不同的土层深度, 进而观察关于土壤含水量的动态分布,再通过无线传输的方式将采集好的墒情数据传送至信息管理中心平台,即可随时得知关于水果园土壤蓄水量的相关情况.刘广林[4] 等设计出了一套利用土壤相关的温湿度、酸碱度值、空气相关的温湿度等传感器监控农作物生长环境的农业环境监控平台,再通过无线传输数据的方式实时传输监控区的土壤墒情等重要信息.梵志平[5] 等利用相关技术和三层B/S 架构技术设计出关于土壤墒情的实时监控系统,也是通过无线的方式将数据发送至WEB 端,实现对柑橘园的实时监控.宋增芳[6] 对太阳能墒情采集系统进行了相关的研究与设计,该系统首先将各相对分散的设计节点自组织为无线传感器复杂网络,再将采集的土壤墒情等信息无线传输至远程监控平台,进而实现预期的相关功能.
本文以江苏省盐城市盐都区果园种植为依托,将物联网技术应用于果园种植中,并设计出网络监控平台.系统中加入了各种分析方法,可方便农户实时查询、了解种植区的土壤墒情信息,并可查看对相关数据的分析结果.
一、实验区概况
本文实验区域位于江苏省盐城市盐都区的草莓、葡萄、花卉等种植区.果园中埋设了土壤温度、土壤水分、光照度以及电导率传感器分别监控种植区的土壤温度、土壤含水量、光照度、盐度等信息.仰徐实验区如图1 所示.
二、果园墒情监控系统的组成部分与基本原理
主要由ZigBee、农田之间的传感器系统以及利用GPRS的无线传输系统和网络监控平台组成了针对果园墒情的监控系统.这个土壤墒情监控系统包含了ZigBee 技术、多传感器技术、无线通讯技术以及数据库存储的相关技术.
为了能够实时采集到土壤的墒情信息,需要布置土壤水分、太阳光照度以及土壤温度和电导率传感器复杂网络.采集到的土壤墒情信息需要通过ZigBee 近距离传输协议传输到GPRS 网关,接收的土壤墒情信息传输需要通过GPRS 网关传至网络监控平台；上传至互联网的数据需要借助网络监控平台进行深度处理.
利用开发的软件对采集数据进行处理,其具体的操作原理是：利用设置在农田间的很多个传感器,实时收集土壤墒情的相关信息,然后利用ZigBee 和GPRS 无线传输技术将收集到的土壤墒情信息上传至互联网,通过设计的WEB 端监控平台查询上传的土壤墒情数据,进而对其处理,便可实时得知数据的变化,最后给出相关的建议.
三、网络监控平台的设计
本文中的网络监控平台是基于C# 语言开发设计的.其特点是：界面简洁、配有相关的图片；用户可以根据图片知道它拥有哪些功能,且操作简易,能够满足大多数用户的实际需求.
3.1 网络监控平台的技术路线.图2 展示的是网络监控平台的技术路线.
3.2 网络监控平台的功能模块.按照功能可以将这个网络监控平台划分为四个模块,即：用户注册与登录模块、专家知识模块、采集数据查询模块、数据分析模块.图3 为网络监控平台的整体功能框图.
四、运行效果
该网络监控平台中所用的分析方法分别为数理统计中的相关分析与回归分析[7-8]、三次指数平滑法以及线性二次移动平均法[9-10],此外,还包括灰色系统理论中的灰色关联分析与整体关联度分析以及GM(1,1) 模型[11-13].数据分析模块的结构图如图4 所示.研究区各传感器每隔30 分钟采集一组数据,本文抽取了仰徐片区2015 年11 月10 日至12 月01日的采集数据进行研究.
4.1 相关性分析.种植区采集数据间的相关性分析结果,如图5 所示.
4.2 线性回归分析.种植区采集数据间的回归分析结果,如图6 所示.
4.3 GM(1,1) 模型.种植区近期的土壤水分预测结果,如图7 所示.
4.4 灰色关联分析.种植区采集数据间的灰色关联分析结果,如图8 所示.
五、总结
农业生产中,实时了解种植区的墒情信息,对于指导种植作物的生产活动、资源配置都具有重要作用.信息化技术对于农业的发展越发重要,被认为信息产业领域的第三次浪潮的物联网技术应用于农业也被众多专家实践.本文建立了基于物联网的果园墒情监控系统,设计出可实时查看种植区墒情信息及对采集数据进行相关处理的网络监控平台.该系统自运行以来,工作一切正常,设计功能全部实现,对于农业的生产活动具有一定的指导意义与价值.H
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