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

1、在我國，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，由于水田土壤信息不能夠得到及時的獲取和處理極大的影響了水稻的生長速度以及病蟲害的發(fā)生。因此，實(shí)現(xiàn)水田信息的及時獲取，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)水田的自動灌溉以及相關(guān)信息數(shù)據(jù)的實(shí)時采集、處理、可視化與上傳，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于自動跟蹤式太陽能供電系統(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)場的水稻生長情況，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、自動跟蹤式太陽能供電系統(tǒng)、灌溉區(qū)閥門控制部分和上位機(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)通過液晶顯示屏進(jìn)行實(shí)時顯示的同時，通過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，通過水位傳感器的采樣值控制閥門開度，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)對閥門動作進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴太陽能供電系統(tǒng)?；陂L期性的供電需求，本次設(shè)計(jì)采用了由太陽能電池板、蓄電池、太陽能控制器以及光照傳感器組成的自動跟蹤式太陽能供電系統(tǒng)，通過太陽能電池板的旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化效率的提高。該太陽能供電系統(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)的硬件平臺基礎(chǔ)，具有采集、處理、顯示、融合信息以及無線傳輸?shù)裙δ?，是水田信息自動監(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)過計(jì)算整理之后，通過GPRS模塊實(shí)時上傳，并利用LCD在我們信息采集位置實(shí)時顯示。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)過濾波環(huán)節(jié)，其主要作用是對采集到的數(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MATLAB的仿真結(jié)果展示了本次