基于物联网技术的智能农业大棚监控系统

基于物联网技术的智能大棚监控系统开发成员：叶阳、庄斌斌、陈福镇、简辉煌、林雅纯、黄艳芬PPT模板下载：行业PPT模板：节日PPT模板：素材下载：背景图片：图表下载：优秀PPT下载：教程：教程：教程：资料下载：课件下载：范文下载：目录•作品简介•项目开发背景与现状•项目创新要点•系统功能框图与网络拓扑图•项目实现功能•项目所使用的软硬件技术•项目运行截图作品简介我们的作品《基于物联网技术的智能大棚监控系统开发》是基于物联网技术，通过传感器对农棚内农作物生长的关键参数进行有效监控，例如：空气温湿度、土壤湿度、光照强度等，经由网关发送给数据服务中心。在数据服务中心进行智能化数据处理后，管理员通过Web客户端或者Android客户端连接服务器，数据服务中心接收操作指令实现对大棚环境数据的监测以及利用继电器、步进机等模块实现对设备的控制功能。项目开发背景随着国家经济的快速发展，农业生产规模的不断提高，农产品在大棚中培育的品种越来越多，规模也越来越大。传统的农业大棚中的大部分操作都是在人工情况下进行的，对于数量较多或者面积较大的农业大棚就显现出很大的局限性，因此，实现农业大棚生产的自动化和信息化，能够方便有效地对农业大棚环境进行监测和控制，提高资源利用率和农业生产水平，是目前农业发展的趋势。项目开发现状智能化的监控系统成本较高，我国现代温室技术起步较晚，而国外所开发的大棚监控系统价格昂贵，难以适应我国农业生长环境监控的需求。传统的农业温室大棚监控系统中，大都采用有线设备来进行大棚环境数据的采集及数据的传输，较大的监控区域需要大量传感器和执行设备的使用导致监控系统的建设和维护产生很多问题，导致施工难度大，且维修不便。解决方案在我们所开发的智能农业大棚监控系统中，采用了Zigbee技术、Android等技术。Zigbee技术一种新兴的短距离、低复杂度、低速率、低功耗和低成本的无线数据传输技术，可用于大量传感器组网及进行数据采集和传输，代替了传统农业温室大棚采用有线设备来进行大棚环境数据的采集及数据的传输，降低系统成本及施工和维护难度。解决方案Android手机在当今智能手机领域中占有很大的地位，且价格便宜、性能优良、方便操作。我们选用Android智能手机作为智能控制客户端，一方面降低了智能监控系统的价格，另一方面也提高了控制客户端软件的使用性能，同时，也降低了软件的复杂程度。项目创新要点1、农棚设备与农棚内的环境参数相关联，将获得的环境参数经由数据服务中心处理后，自动实现农棚设备的开关控制，如此在无人管理的情况下也能实现对大棚的智能监控，同时，减少人工的误操作。2、采用Zigbee技术来实现树莓派与Arduino开发板的无线通讯功能，Zigbee技术用于大量传感器组网及进行数据采集和传输，代替了传统农业温室大棚采用有线设备来进行大棚环境数据的采集及数据的传输，降低系统成本及施工和维护难度。3、采用了雨滴传感器实时监测降雨量，根据降雨量来控制顶棚，小雨则打开顶棚用雨水给作物浇灌，大雨则关上顶棚防止土壤湿度过大。系统功能框图网络拓扑图InternetWeb服务器Android客户端Web客户端排气扇补光灯电磁水阀遮阳棚顶棚温湿度传感器土壤湿度传感器光敏电阻传感器雨滴传感器继电器步进电机数据采集及控制节点数据库服务器Android服务器数据服务中心客户终端网关网关总体功能描述该系统利用物联网技术，可实时远程获取大棚内农作物生长的关键参数，例如：空气温湿度、土壤湿度、光照强度、雨量，经由数据服务中心进行智能化数据处理后，自动或手动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗、加温补光等设备，保证农业大棚内环境最适宜作物生长，为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。总体功能描述同时，管理员可以通过手机客户端、Web客户端等信息终端获得实时监测信息、预警信息等，用户还可以通过终端控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗、加温补光等设备，实现温室大棚集约化、网络化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。安卓端功能（1）信息查询：查看农棚内实时的空气温湿度、土壤湿度、光照强度、雨量等信息。（2）异常报警：当农棚内环境发生异常时，手机会接收到异常报警信息。（3）智能控制：手机客户端可以控制农棚内湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗、加温补光等设备的开关。Web端功能（1）数据管理：以表格或者折线图、柱形图的形式显示农棚内空气温湿度、土壤湿度、光照强度、雨量等数据的历史情况。（2）异常报警：当农棚内环境发生异常时，Web客户端会接收到异常报警信息。（3）智能控制：界面可以手动控制农棚内湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗、加温补光等设备的开关。相关硬件•单片机：树莓派、Arduino开发板•传感器模块：DHT11数字温湿度传感器、光敏电阻传感器、土壤湿度传感器、雨滴传感器•控制模块：继电器、步进电机、电磁水阀•通讯模块：无线网卡、Zigbee模块开发软件平台及语言•本作品所采用的平台的相关软件有JavaDevelopmentKit(JDK)、MyEclipse、EclipseIDEforJavaDeveloper、AndroidDevelopmentToolkit、AndroidSDK、AndroidSDK插件、ArduinoIDE、MySQL数据库等。•开发语言有C语言、java语言、Arduino语言。相关技术•树莓派开发技术：树莓派作为本系统的网关，一方面通过无线网卡连接网络，与服务器通信，一方面与Arduino模块连接，负责收发数据。•Zigbee技术：一种新兴的短距离、低复杂度、低速率、低功耗和低成本的无线数据传输技术，用于大量传感器组网及进行数据采集和传输。相关技术•Android开发技术：用于开发用户android手机客户端，接收、发送用户指令，与web服务器通信。•Web开发技术：用于接收用户操作指令，调用数据库服务器数据、发送控制信号给树莓派网关。•Arduino开发技术：用于解析、发送传感器数据以及智能开关的控制。安卓端运行截图图1：登陆界面图2：主界面，查看农棚内实时的环境数据，数据定时刷新安卓端运行截图图3：历史记录界面，查看农棚内历史环境数据，下拉刷新图4：历史记录界面，查看农棚内历史环境图表图5：异常报警：当农棚内环境发生异常时，手机会接收到异常报警通知安卓端运行截图图6、图7：控制界面，由主界面向右滑动或者点击设置按钮打开控制界面，手机客户端可以控制农棚内湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗、加温补光等设备的开关Web端运行截图图8：Web端登陆界面Web端运行截图图9：控制界面，Web客户端可以控制农棚内湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗、加温补光等设备的开关Web端运行截图图10：Web端主界面，查看农棚内实时的空气温湿度、土壤湿度、光照强度、雨量等信息硬件模型图图11：我们的智能农业大棚监控系统功能通过一个大棚模型来呈现。硬件模型图图12：模型各个硬件模块介绍谢谢观赏