温室环境数据采集与远程监控系统设计开发

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温室大棚是设施农业领域的一种典型应用,是采用工程技术手段为农作物创造良好的生长环境,并辅助农民进行农作物高效生产的现代化农业生产的设施工程,随着农业生产规模的扩大,在我国温室大棚的应用越加广泛[1,2,3]。然而,与发达国家水平相比,我国温室大棚的发展存在科技含量低、机械化程度低、运营管理水平差等问题。因此,开发一套新型的温室环境数据采集与远程监控系统协助农民管理温室大棚的生产运作,将具有十分重要的意义。本设计融合物联网技术、嵌入式技术、现代传感器技术设计了用于温室环境数据采集的终端设备。并以互联网平台为依托,搭建了专用于收集温室环境数据的服务器。与此同时,在服务器上进行了管理软件、用户软件的设计,通过HTTP通信协议实现服务器与温室环境数据采集终端、用户之间的数据交互,并利用人工神经网络理论进行了温室环境质量评价模型的构建,对收集到的温室环境数据给出质量评价结果。继而,完成用户使用该系统进行温室环境数据采集与远程监控的流程,以达到利用其指导农业生产的目的。本文的主要工作如下:(1)设计温室环境数据采集与远程监控系统的总体结构方案,并依据功能、位置分布将系统划分为数据采集系统、远程监控系统。(2)设计数据采集系统的架构,并划分出用于环境数据采集的采集器和用于数据传输的集中器,并对两者进行了软硬件的设计。(3)搭建承载远程监控系统的服务器,并进行管理软件、用户软件的设计。(4)依据国际通用的温室环境评价标准,利用BP神经网络以及大量温室环境历史数据、评价结果,训练出用于评价温室环境质量的数学模型,并加以验证。通过具体设计以及测试,最后实现了温室环境数据采集与远程监控系统的各项功能,为农业生产提供了一种实用的参考工具。
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