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一种基于无线智能移动端智慧农业设计

更新时间:2016-07-05

智慧农业是现代农业向往趋势之一,经济发展速度加快,工业化、智能化程度也进一步加深,人们对现今生活水平、生活追求、生活质量、生活中时间利用也提出了更高要求。资源节约和环境保护成为当今时代的主题之一,人们对美好生活向往和资源可持续利用越来越重视。实时监控和智能化管理对蔬菜生长进行监控,及时知道地表温湿度变化、光照强度、二氧化碳浓度、土壤酸碱度,准确掌控温棚里补水量,前提条件是蔬菜和瓜果重要质量之一。现在社会生产实践中都是利用电脑对温棚进行智能化控制,实际生产中,现在社会进步,移动端是现代生活必要之物之一,人们对移动端的了解也进一步加深,因此我们设计了这款APP@PC来满足智慧农业生产的需求,扩大农业经济效益。达到无人化,智能化,实现资源和人员最大经济化。

“志”,单独来讲,在字典中的解释是:人的志向。人在不同的时期会有不同的志,有短志,有长志,“志”随着人的经历及遭遇的变化而变化。陶渊明的“平生之志”,指的肯定是“长志”,就是从小就立下的远大志向。许多伟人在年少时就立下了自己的远大志向。生于史官世家的司马迁,10岁学习古文,就已身负书写历史的责任;周恩来12岁时就立下“为中华之崛起而读书”的壮志;毛泽东18岁立下了“孩儿立志出乡关,学不成名誓不还”的誓言。

1 总体设计

ZigBee是一种新兴短距离、低速率、低功耗网络容量大无线网络技术之一,是介于蓝牙技术和WIFI无线之间技术之一,其基础是IEEE802.15.4协议,IEEE无线个人局域网工作组一项指标。鉴于该技术,系统设计ZigBee技术为核心,总体结构包括传感器节点、协调器节点、继电器控制节点、PC&PC管理组成,各节点随机分布,节点之间自组网,组网方式三种:一是星型;二是网状;三是树状;能够实现自组网,。ZigBee联盟对Zig⁃Bee标准制定:IEEE802.15.4物理层、MAC层及数据链路层,Zig⁃Bee网络层、加密层及应用描述层制定也取得了较大进展。IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议,因此ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备基本节点4K字节或者作为Hub或路由器协调器32K字节。每个协调器理论值可连接多达65535个节点,多个路由终端可形成多种网络,路由传输路径可根据选择传输。ZigBee联盟还开发了安全层,保证这种便携设备不会意外泄漏其标识,而且这种利用网络远距离传输不会被其他节点获得,网络信息经过协调器传至APP&PC数据显示和管理。

温棚环境参数准确上传,准确实时掌控数据,保证棚内植被正常生长,是该设计重要指标之一。如果温棚温度过高、土壤湿度、土壤PH值与栽种作物生长所需不同、光照不足。管理人员就可以使用手机打开APP&PC对参数进行调节,力保温棚的环境管理人员可控范围。其系统总体结构图如图1所示。

图1 系统总体结构图

2 系统硬件设计

2.1 硬件组成

保证系统稳定性,采用ZigBee和WIFI无线通信,集成MCU 8051 CPU和WiFi芯片,智能网关采用ZIGBEE和WiFi芯片集成;采用无线WIFI模块通信,性能优良;协调器与WIFI采用串口通信模式;ZIGBEE伴随RF收发器系统分为三个部分组成:协调器,路由节点,终端设备。

终端设备:传感器节点:硬件由CC2530为核心处理器,RF无线收发模块,温湿度采集模块SHT11和PH计等传感器组成。继电器控制节点硬件由CC2530为核心处理器,RF无线收发模块、继电器模块HK4100F-DC5V-SHG组成,采用独立电源供电。

“近似”与“精确”是相对而言的,由于受学习者认知特点的限制,中小学数学教材中“综合与实践”类课程中的许多课题学习问题仅限于“近似”的解答,目的是让学生感知实际问题解决中估算与精确的数学差别,有助于学生估算意识与问题解决能力的培养.但课题学习问题的“近似”解答并不是说这些问题没有“精确”答案,也不是说教师仅仅将教材中“近似”解答的知识传授给学生就足够了,作为新课改理念下教材的使用者,教师还必须具备透过“近似”获得“精确”答案的知识与能力,只有这样,教师才能在教学过程中对教材中的“近似”解答过程做到合理解释与适度把控.

认真贯彻落实《关于完善改革创新容错免责机制的若干意见》(浙委办发〔2016〕55 号),全面落实“三个区分开来”要求,合理把握容错纠错机制的适用范围和实施程序,以更大担当宽容干部在改革创新中的失误,为敢于“当先锋”的干部“鼓劲”,为敢于“吃螃蟹”的干部“兜底”,为敢于“挑重担”的干部“撑腰”。建立健全信访问题澄清保护机制,区分正常检举揭发和诬告陷害,切实防止好干部被“污名化”,及时为受到不实反映的干部澄清、正名。

路由节点:和终端设备配置相同,烧录代码异同,其工作方式为无线通信,数据中转,传输至APP&PC。

为什么会选择做Pét-Nat?“本来就想要做点不一样的酒。其次在自然酒的世界里Pét-Nat很常见,也喝过很多。再则,上半年去了奥地利,红白混酿不仅不是禁忌,似乎完全都不叫问题。于是就做了这款贵人香和品丽珠的Pét-Nat。实际过程里有很多随性的部分,并没有很有计划性。但这样又未尝不可呢?”戴鸿靖说道。

协调器节点:硬件由CC2530为核心处理器,RF无线收发模块组成。与终端设备代码异同。

2.2 模块地址异同

路由器设备R为1时:

1)网络最大深度L

软件设计采用zigbee自组网机制,采集数据信息经WIFI协议,传输数据层,实现整个设计自动化实现控制。协调器节点与传感器节点、控制节点无线通信协议以IEEE802.15.4协议进行通信,采用MESH网络组网,实现自组网络。

真正的文化是一种潜移默化的自觉、自信和自行的行为模式。由于茶坛文化空间表征的成功,在2010年重修五山茶坛的时候,玉皇剑茶叶公司也同步开始了对玉皇殿、玉皇池、玉皇印等产品的改进。同时堰河村更为自觉的弘扬和丰富茶坛和茶文化内涵,近年来相继建起了茶坛、茶圣厅、奇石馆、农博馆等景点,通过发展茶文化旅游延长茶产业链。

3)第二个子设备中有几个路由器设备R

根据三要素可推出某父亲设备路由间隔C(d)

CC2530拥有16位物理地址,地址分配取决于网络架构,分别三个值决定:

当路由器设备R不等于1时:

上面公式是深度为d父设备,它所分配子路由器之间短地址间隔。

终端地址:

传感器节点流程图如图2所示,首先初始化硬件和标准2007协议栈,节点是否加入协调器网络,其次查看该节点数据,由CC2530 RF收发模块将采集质量信息传送给协调器,再由ZIGBEE转WIFI转入数据端进行显示并实现相应控制指令。实现数据和指令上传和下发功能。

鉴于该设计,每块芯片拥有一个网络分配给子节点短地址,是该设备在zigbee网络中通信地址之一,此地址不唯一,时常组网芯片通信短地址不唯一。通信地址64位长地址是唯一;芯片收到短地址立即回复一个信息反馈协调器,实现一次数据通信成功上传。设计采用WIFI传数据上PC和APP端,WIFI和zigbee协调器相互转化,实现数据交汇,实现数据上传和下发指令。

图2 各传感器节点程序流程图

3 系统软件设计

2)每个父亲设备上孩子数C

3.1 传感器节点程序设计

该公式计算Aparent这个父亲设备分配第n个终端设备地址An。

3.2 协调器接收和转发数据程序设计

图3 协调器节点程序流程图

协调器节点程序流程图如图3所示。首先初始化整个硬件,发出组网命令,网络判断是否有子设备加入;其次检测是否数据上传三次协议,数据经CC2530串口发送WIFI,协议上发到控制终端;最后选择查看所有节点,组网的命令发送结束,设备列表中子设备网络还未组好网络,再一次上发组网命令,实现自组网结束。如果移动端一旦发出命令,所有设备处于带工作状态。指令一经触发,设置好装温湿度和其他参数后。数据开始上传和数据下发指令,与之设定值相比较,温湿度上传作比较,其他参数相同,设定范围内,执行机构不执行,反之动作,既能实现智能化,又能实现自动化过程。

交互式教学法是在支架式教学理论的基础上发展起来的一种教学模式。随着虚拟现实技术的发展,VR技术等已经具备运用到导游讲解课堂上的条件。虚拟现实技术的主要特点是其超文本性和交互性,这就为交互式教学法拓宽了新的领域,使其得到进一步的发展和创新。

4 数据测试与分析

图4 设置WIFI串口

图4中湿度范围值设定和LED调光设置,根据各种植被需要选择不同的范围,使其适合生长;网络连接和退出系统是两个选择;应对移动端连接本地的网络,数据通过本地WIFI传输至APP&PC,实现数据交汇。图中圆盘功能是对大棚光照强度电机控制,光照强度弱,电机正转,反之反转,实现植被光合作用充分吸收。

手动控制和智能控制是该设计最大的难点。

随着经济全球化的深入,我国经济得到快速发展的同时也加剧了我国企业生存的竞争力,改变了企业发展的内外部环境,这就要求我国企业特别是涉农型的中小企业,能够适时地调整治理结构,实现可持续发展。党的十九大指出:我国“三农”问题即农业、农村和农民问题,是关系国计民生的根本性问题,必须始终把解决好“三农”问题作为全党工作重中之重。而涉农企业的健康快速发展有利于“三农”问题的有效解决,所以如何完善我国涉农企业的公司治理,提高治理效率,促进涉农企业的发展显得尤为重要。

图5 设置下相应参数

图5中功能有报警,温湿度显示,风扇等节点;设定相应的范围值,终端数据上传至移动端,实现数据交汇,与设定值相比较,终端上传的数据图中温度,湿度,风扇,报警等实时显示。数据上传至协调器节点,数据再次转发,移动终端收到数据,显示实时数据,与之相比较,执行机构做出相应机构。实现智能化,自动化管理现代农业。

5 结束语

本文提出一种基于无线智能移动端智慧农业设计方案,对现代智慧农业高效智能化管理硬件和软件进行设计。该系统能实时监控各个节点状态和高效可靠自动化传输数据和命令,同时更加实现了设备精准高效无人智能化一体管理,实现智慧农业文人值守,经济效益最大化。

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陈武,高东明,陈胜
《电脑知识与技术》 2018年第12期
《电脑知识与技术》2018年第12期文献

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