基于设备云平台的智能农业温室大棚远程监控系统的实现

摘要

随着物联网产业的迅速崛起，其应用已经延伸到了人们生活中的各个方面，在现代的农业生产中同样出现了物联网的身影，特别是智能温室蔬菜大棚远程监控系统，极大地提高了农业的生产力。
　　目前智能温室大棚远程监控系统采用的设计方案往往结构比较复杂，如zigbee自组网+ARM（嵌入linux系统）+通信模块+商业云平台，实现成本较高。针对以上问题，本设计采用了市场上常用的ESP8266模块和中国移动近期刚刚推出的OneNet设备云平台—中国移动物联网开放平台。
　　本设计采用的ESP8266即可作为通信模块实现正常的联网与数据转发功能，同时也可作为主控芯片使用，实现终端数据采集、测量、控制功能，集二者于一身，与传统的物联网解决方案相比，具有明显的优势。为了实现远程监控功能，本设计采用了OneNet设备云平台作为数据的接收、存储于转发。与传统的商业服务器相比，它是一款免费的物联网设备云平台，ESP8266将采集的终端数据通过HTTP协议打包上传到该平台，然后在OneNet建立相关的应用即可看到上传的终端数据。为了实现远程移动端的监控，还可借助OneNet推出的手机APP客户端登录，一旦网络连接成功，即可随时随地实现远程监控。
　　在设计智能农业远程监控系统时，通常即对温室大棚的各项环境指标作全天候的监测，又对大棚室内的各种执行器作实时控制。因此，本文设计了两个终端模块，一个作为终端测量模块，分别实现对室内温湿度远程监测、土壤温湿度远程监测、温室光照强度远程监测等;另一个作为终端控制模块，实现对对不同亮度的光进行远程监控、对光的不同光谱（蓝色、绿色等）进行远程监控、对温室的排风机远程控制、对温室加热装置的远程控制、对温室滴灌装置的远程控制、对温室卷帘装置的远程控制。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要研究内容

第2章 总体设计方案

2．1 系统方案论证

2．1．1 传统农业物联网解决方案1

2．1．2 传统农业物联网解决方案2

2．1．3 新型农业物联网解决方案

2．2 移动物联网设备云平台的选取

2．3 系基于云平台的终端数据传输

2．4 系统总体设计方案

2．5 系统功能设计要求

2．6 本章小结

第3章 采集控制终端硬件电路设计

3．1 硬件系统概述

3．2 传感器数据采集测量电路

3．3 灯光电路设计

3．3．1 白灯灯光驱动电路设计

3．3．2 白灯(LED)电路设计

3．3．3 RGB彩灯电路设计

3．4 终端执行器设计

3．5 终端系统电源模块电路设计

3．5．1 LM2576电源电路

3．5．2 AMS1117电源电路

3．6 采集控制终端电路设计

3．7 本章小结

第4章 基于云平台的系统软件设计

4．1 OneNet设备云平台架构

4．1．1 OneNet设备云平台事件触发机制

4．1．2 OneNet设备云平台多层网络协同技术

4．1．3 OneNet设备云平台的网络通信方式

4．1．4 OneNet设备云平台的网络通信协议

4．2 基于云平台的终端设备的接入

4．3 基于云端网络的可靠度算法

4．3．1 完全状态枚举法

4．3．2 不交合算法

4．3．3 互斥原理算法

4．3．4 因子分解算法

4．4 采集控制终端(ESP8266)通信主程序设计

4．4．1 终端设备与云平台TCP通信子程序

4．4．2 终端数据打包上传

4．5 远程监控系统UI界面的设计

4．6 本章小结

第5章 系统实验验证及数据测试分析

5．1 远程监控系统实验验证

5．2 测试数据分析

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢