分布式農(nóng)田信息采集及預(yù)測系統(tǒng)研究.pdf

1、精細(xì)農(nóng)業(yè)是科學(xué)技術(shù)與農(nóng)業(yè)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，是將科學(xué)技術(shù)與科學(xué)管理方式應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分。通過精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)，獲取影響農(nóng)田產(chǎn)量和作物生長的環(huán)境因素在空間和時(shí)間上的差異性信息，采取技術(shù)上可行的，經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施區(qū)別對待，按需實(shí)施定位調(diào)控。本文以精細(xì)農(nóng)業(yè)為背景研究農(nóng)田信息采集與預(yù)測系統(tǒng)。
　　 本文根據(jù)農(nóng)田生產(chǎn)的實(shí)際需要，對農(nóng)業(yè)信息采集與預(yù)測系統(tǒng)進(jìn)行需求分析，歸納出農(nóng)田信息采集與預(yù)測系統(tǒng)的功能需求文檔。在此基

2、礎(chǔ)上，對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，農(nóng)田信息采集與預(yù)測系統(tǒng)的開發(fā)劃分為下位機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)和上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)，下位機(jī)軟硬件和上位機(jī)軟件按照功能進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。
　　 農(nóng)田信息采集系統(tǒng)的硬件部分主要由主控模塊和測量模塊組成。其中，主控模塊搭載液晶顯示、按鍵控制、U盤、GPRS、電源，完成人機(jī)交互，數(shù)據(jù)傳輸，供電，控制測量模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的功能。測量模塊搭載各傳感器模塊，實(shí)現(xiàn)GPS定位和土壤溫度、土壤濕度、空氣溫度、空氣濕度、大氣壓力、光照強(qiáng)度

3、、風(fēng)速、風(fēng)向、CO2濃度的數(shù)據(jù)采集，協(xié)調(diào)各傳感器的工作，并通過串口與主控模塊通信。
　　 農(nóng)田信息采集系統(tǒng)的軟件部分包括下位機(jī)軟件和上位機(jī)軟件兩部分。下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)包括主控模塊和測量模塊程序兩部分。主控模塊實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、數(shù)據(jù)傳輸、供電，控制測量模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的功能。測量模塊用于按照主控模塊命令控制各傳感器采集農(nóng)田信息數(shù)據(jù)，并上傳數(shù)據(jù)到主控模塊。上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)包括服務(wù)器端軟件和客戶端軟件兩部分。服務(wù)器端軟件接收下位機(jī)通過GPRS

4、傳輸過來的農(nóng)田信息數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中，客戶端軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)共享，歷史曲線的繪制，最新數(shù)據(jù)顯示等功能。
　　 本文在分析了當(dāng)前農(nóng)田信息采集與預(yù)測的實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，給出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，并據(jù)此完整設(shè)計(jì)了農(nóng)田信息采集系統(tǒng)的硬件和軟件，達(dá)到了農(nóng)田信息采集與預(yù)測的目的。設(shè)計(jì)的農(nóng)田數(shù)據(jù)采集箱使用多種傳感器測量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用到的主要環(huán)境數(shù)據(jù)，采用主從嵌入式模塊結(jié)構(gòu)，完成環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，主從模塊分工明確，提高了數(shù)據(jù)采集效