基于物联网的智能种植系统设计

分类：论文范文 发表时间：2020-02-05 09:17

　　摘要:由于历史原因和发展水平限制，我国目前的经济结构还是以农业为主，农业是关乎国计民生的基础产业。为了实现农业的现代化信息化生产，我们要优化农产业结构，提升农产品的质量和品质，增加农产品的生产效率，提高农业资源的利用率，解放农民的双手。为了提高智能种植系统的智能水平，加强智能种植系统的可靠性和经济性，基于物联网技术结合云计算技术设计出一种新型的智能种植系统。该系统通过CC2530搭建的无线传感网络采集环境数据，通过Zigbee传输到本地服务器进而通过互联网上传到云端进行云计算，系统会智能的管理种植情况，用户也可以用手机或电脑随时监控和控制种植情况。

　　关键词:物联网;智能种植;传感器;CC2530;云计算

　　0引言

　　由于历史原因和发展水平限制，我国目前的经济结构还是以农业为主，农业是关乎国计民生的基础产业。为了实现农业的现代化信息化生产，我们要优化农产业结构，提升农产品的质量和品质，增加农产品的生产效率，提高农业资源的利用率，解放农民的双手。因此，智能种植是农业发展的必由之路［1］。

　　1智能种植系统的整体设计

　　智能种植系统由数据采集部分、数据通信部分、数据处理部分、用户端四个部分组成，形成一个有机的整体。系统框图如图1所示。数据采集部分:通过前端的智能控制器对传感器(温湿度、光照、二氧化碳浓度、酸碱度等传感器)和控制设备(图像采集设备、GPS定位系统、灌溉设备、温控设备等设备)进行控制，负责种植环境参数的采集和远程种植命令的执行。这些环境参数和图像视频是用户监测控制和专家决策系统的数据基础。

　　2智能种植系统的硬件设计

　　智能种植系统的硬件结构如图2所示。智能种植系统的硬件结构主要分为无线传感网络、控制系统、电源系统、本地服务器、网络服务器、手机、电脑。整个硬件系统的工作原理为通过传感器、图像采集设备和GPS定位对环境信息进行采集，并将环境参数通过CC2530组成的Zigbee网络发送到本地服务器，本地服务器将环境参数和植物信息打包发送到网络服务器，网络服务器首先将发送过来的信息进行云存储，然后利用云计算技术对获得的信息进行处理，下达相应命令。用户可以通过手机或个人电脑实时地对植物的生长情况进行监控和控制。

　　2．1传感器的选型

　　智能种植装置的传感器系统包含多种传感器，包含温湿度传感器、光照传感器、CO2传感器、酸碱度传感器等。各传感器分别采集不同的环境信息，通过无线传感网络传递给后端，方便系统的决策和用户的监测，从而保证植物的健康生长。

　　2．2Zigbee无线通信模块

　　智能种植系统的Zigbee无线通信模块采用CC2530芯片，CC2530芯片集成了一个8051单片机和一个射频收发器，功能很强大，抗干扰能力强，开发语言为C++，易于编程，CC2530支持IEEE802．15．4标准、Zigbee、ZigbeeＲF4CE和能源的应用。相比于其他通讯方式，突出的优点是功耗低，传输距离适中，适合本系统的应用。

　　3智能种植系统的软件设计

　　智能种植系统的软件流程图如图3所示，软件流程是首先传感器采集当前的光照值、水分值、CO2浓度值和空气的温湿度值，经过CC2530的传输，将数据传送到本地服务器，本地服务器将环境参数和植物信息通过互联网传送到网络服务器，网络服务器通过农业只是数据库对植物信息和环境参数处理后，查出最适环境参数，对节点发送控制指令，进而控制设备的运行来调节环境参数。

　　4结语

　　智能种植系统的研究有助于推进农业种植智能水平的提升，使农业种植效率得到显著提升，有利于实现农业现代化，从而达到农产品竞争力强、有效利用农村能源、环境保护农业和可持续发展的目标。本文利用物联网技术和云计算技术相结合设计的智能种植系统与传统的种植系统相比更具智能、高效，具有良好的性能价格比，具有一定的推广意义。

　　参考文献:

　　［1］宋艳．基于物联网技术的智能农业种植的系统设计［J］．现代电子技术，2013，36(24):38－42．

　　［2］刘锦，张岩，张荣辉．基于物联网架构的温室环境监测系统［J］．河北农业大学报，2013，36(3):115－119．

　　［3］Chung－Feng，JeffreyKuo，Chieh－HungLin．EvaluationofintelligentgreenbuildingpoliciesinTaiWan－Usingfuzzyanalytichierarchicalprocessandfuzzytransformationmatrix［J］．EnergyandBuilding，2017，13(9):146－159．

　　［4］张文霞，王园，张凯，等．基于ZigBee无线网络的智能农业温室大棚管理系统的设计与实现［J］．中国农机化学报，2016，37(6):247－250．

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