水田信息監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在我國(guó)，水稻是主要的農(nóng)作物之一，作為需水量最大的糧食作物，近年來(lái)，由于水田土壤信息不能夠得到及時(shí)的獲取和處理極大的影響了水稻的生長(zhǎng)速度以及病蟲(chóng)害的發(fā)生。因此，實(shí)現(xiàn)水田信息的及時(shí)獲取，并根據(jù)獲取到的信息進(jìn)行精確的調(diào)節(jié)以及控制是保障水稻適宜生長(zhǎng)條件的關(guān)鍵，也是現(xiàn)代精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的重要研究方向。為了實(shí)現(xiàn)水田的自動(dòng)灌溉以及相關(guān)信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、處理、可視化與上傳，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于自動(dòng)跟蹤式太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的水田信息監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有低功耗、可移動(dòng)性強(qiáng)

2、、精確度高等特點(diǎn)，本系統(tǒng)基于黑龍江省紅旗嶺農(nóng)場(chǎng)的水稻生長(zhǎng)情況，由信息采集傳感器、基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32單片機(jī)、液晶顯示屏、GPRS模塊、自動(dòng)跟蹤式太陽(yáng)能供電系統(tǒng)、灌溉區(qū)閥門(mén)控制部分和上位機(jī)監(jiān)控界面等部分組成。信息采集節(jié)點(diǎn)獲得的數(shù)據(jù)通過(guò)液晶顯示屏進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示的同時(shí)，通過(guò)GPRS模塊將其發(fā)送至上位機(jī)顯示界面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過(guò)水位傳感器的采樣值控制閥門(mén)開(kāi)度，進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉控制，并且將上傳至上位機(jī)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，以備后

3、期查看。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示并將傳感器數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸至上位機(jī)，其供電系統(tǒng)能夠在持續(xù)陰雨天氣滿(mǎn)足用電需求，執(zhí)行部分的控制器可以依據(jù)傳感器數(shù)據(jù)以及設(shè)置的數(shù)據(jù)對(duì)閥門(mén)動(dòng)作進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴太陽(yáng)能供電系統(tǒng)。基于長(zhǎng)期性的供電需求，本次設(shè)計(jì)采用了由太陽(yáng)能電池板、蓄電池、太陽(yáng)能控制器以及光照傳感器組成的自動(dòng)跟蹤式太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，通過(guò)太陽(yáng)能電池板的旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化效率的提高。該太陽(yáng)能供電系統(tǒng)保證信息采集節(jié)點(diǎn)正常運(yùn)行，

4、和LCD的正常工作。⑵信息采集節(jié)點(diǎn)。其作為本次設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)基礎(chǔ)，具有采集、處理、顯示、融合信息以及無(wú)線傳輸?shù)裙δ?，是水田信息自?dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成單元。信息采集節(jié)點(diǎn)將各傳感器采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算整理之后，通過(guò)GPRS模塊實(shí)時(shí)上傳，并利用LCD在我們信息采集位置實(shí)時(shí)顯示。⑶卡爾曼濾波。采集到的數(shù)據(jù)在上傳以及顯示之前需經(jīng)過(guò)濾波環(huán)節(jié)，其主要作用是對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使其更具有準(zhǔn)確性和可信性。在本文中，經(jīng)過(guò)MATLAB的仿真結(jié)果展示了本次