基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)論文

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1、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)畢業(yè)論文目錄摘要6第一章緒論11.1課題背景11.2研究的目的與意義21.2.1研究目的21.2.2現(xiàn)實意義31.3主要研究內(nèi)容與論文結(jié)構(gòu)4第二章物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)62.1物聯(lián)網(wǎng)62.1.1物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵62.1.2物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)72.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)82.2.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵82.2.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)92.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)102.4農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的未來發(fā)展11第三章系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合處理133.1數(shù)據(jù)融合的原理及意義133.1.1數(shù)據(jù)融合的原理133.1.2數(shù)據(jù)融合的意義143.2數(shù)據(jù)融合的分類153.3數(shù)據(jù)融合的基本方

2、法173.4系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合處理203.4.1KDF算法的提出203.4.2卡爾曼濾波算法203.4.3KDF算法21第四章傳感器節(jié)點的設(shè)計與實現(xiàn)254.1系統(tǒng)總體設(shè)計254.2傳感器節(jié)點的硬件設(shè)計264.2.1硬件設(shè)計方案264.2.2處理器模塊284.2.3外部傳感器模塊304.2.4無線通信模塊314.3傳感器節(jié)點的軟件設(shè)計344.3.1節(jié)點軟件開發(fā)環(huán)境344.3.2Z-Stack協(xié)議棧研究354.3.3網(wǎng)絡(luò)組建354.3.4數(shù)據(jù)傳輸37第五章智能監(jiān)測處理中心的設(shè)計與實現(xiàn)425.1智能監(jiān)測處理中心開發(fā)平臺概述425.2智能監(jiān)測處理中心總體設(shè)計43

3、5.3智能監(jiān)測處理中心前臺界面設(shè)計455.3.1登錄界面455.3.2主界面465.3.3數(shù)據(jù)管理界面475.4串口通信的實現(xiàn)505.4.1串口通信基礎(chǔ)505.4.2Java串口通信515.4.3串口通信的實現(xiàn)525.5客戶端與數(shù)據(jù)庫的交互545.5.1數(shù)據(jù)庫簡介545.5.2數(shù)據(jù)庫表54第六章系統(tǒng)測試與結(jié)果分析576.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效果測試576.2系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)測功能測試586.3節(jié)點節(jié)能效果測試606.4采集結(jié)果精度測試61第七章總結(jié)與展望637.1總結(jié)637.2展望64參考文獻(xiàn)65致謝67第一章緒論1.1課題背景農(nóng)業(yè)歷來被認(rèn)為是穩(wěn)民心、安天

4、下的產(chǎn)業(yè)，我國人口占世界總?cè)丝诘?2%，耕地面積卻不足世界耕地面積的7%，一直創(chuàng)造著以不足世界7%的耕地養(yǎng)活世界近22%人口的奇跡。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，資源短缺、環(huán)境惡化與人口劇增的矛盾越來越突出，我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)在走過了近30年的以資源換產(chǎn)量、以高投入換糧食增產(chǎn)的道路后不得不面對因基礎(chǔ)薄弱、科技含量不足、生產(chǎn)技術(shù)落后而導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量增長緩慢、生產(chǎn)效益低下、農(nóng)業(yè)不能得到很好的發(fā)展等諸多問題。我國要發(fā)展現(xiàn)代化信息化農(nóng)業(yè)，同樣有諸多問題魚需解決，例如資源緊缺的問題，僅水資源緊缺就會嚴(yán)重影響我國農(nóng)作物產(chǎn)量，還有生態(tài)環(huán)境惡化的問題，生態(tài)環(huán)境退化會帶來非常嚴(yán)重的土

5、壤退化，不利于我國農(nóng)業(yè)長期發(fā)展，還有我國農(nóng)產(chǎn)品安全問題將直接影響國民的正常生活。為了保障我國農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量供給，同時保證我國農(nóng)產(chǎn)品食物安全和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營精細(xì)化管理水平，實現(xiàn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，我們必須根據(jù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的實際需求，掌握農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，加快發(fā)展現(xiàn)代化、信息化、智能化農(nóng)業(yè)，達(dá)到提高我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、合理利用農(nóng)業(yè)資源、改善生態(tài)環(huán)境的目的，從而推動農(nóng)村經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展并推動中國經(jīng)濟(jì)高速增長。作為信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在土壤和水資源的可持續(xù)利用、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程精細(xì)化管理、農(nóng)產(chǎn)品與食品

6、安全可追溯系統(tǒng)和大型農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)服務(wù)調(diào)度、遠(yuǎn)程工況監(jiān)測與故障診斷等多個農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過信息感知技術(shù)可以獲取更多的信息，包括作物信息、農(nóng)業(yè)環(huán)境信息、農(nóng)機(jī)作業(yè)信息等，為智能農(nóng)業(yè)提供更加豐富的實時信息，通過全面互聯(lián)共享可以獲得更多的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，提高智能農(nóng)業(yè)科學(xué)決策水平和作業(yè)實施水平。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將為改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，改變農(nóng)業(yè)增產(chǎn)方式，發(fā)展信息化、智能化、可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)揮重要作用，引領(lǐng)我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的未來發(fā)展。我國《國家中長期科學(xué)2和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，明確將“傳感器網(wǎng)絡(luò)及智能信息處理”作為“重點領(lǐng)域及其優(yōu)先主題”，“農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”己經(jīng)納入“

7、十二五”"863"計劃發(fā)展綱要，作為物聯(lián)網(wǎng)重要分支之一的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將在我國具有廣闊的應(yīng)用前景。1.2研究的目的與意義1.2.1研究目的在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，溫度、濕度、光照強(qiáng)度、COz濃度、水分、以及其他養(yǎng)分等多種自然因素共同影響農(nóng)作物生長。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的管理方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到精細(xì)化管理的標(biāo)準(zhǔn)，只能算是粗放式管理，在這種管理方式下，通過人的感知能力來管理上述環(huán)境參數(shù)，是無法達(dá)到準(zhǔn)確性要求的。而智能農(nóng)業(yè)，是通信、計算機(jī)和農(nóng)學(xué)等若干學(xué)科和領(lǐng)域共同發(fā)展并相互結(jié)合所形成的產(chǎn)物，它將信息采集、傳輸、處理和控制集成在一起，使人們更容易獲得農(nóng)作物生長各個階段的各類信息

8、，也讓人們更容易掌控這些信息，通過人工智能與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)合真正實現(xiàn)人與自然的交互。智能農(nóng)業(yè)的核心問題可以概括