寒地水稻育秧管理系统的研究

来源 :黑龙江八一农垦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:m634606037
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黑龙江地区是我国主要的水稻生产基地,担负着全国粮仓的重任,但黑龙江地处寒地区域,昼夜温差较大,为保证水稻生产的质量,在水稻的生长过程中,需要在温室大棚内对水稻进行秧苗培育,保证水稻在育秧阶段的环境因素保持在利于秧苗成长的范围内。随着科学技术的发展,温室大棚的管理逐渐与物联网、计算机等技术相结合,发展出了一批现代化的温室大棚智能管理技术,但在针对地域性的寒地水稻育秧方面的大棚管理系统应用还比较缺乏。因此,本文分析了国内外智能温室大棚的发展现状和趋势,总结国内外温室大棚的相关技术经验,设计了一套基于ZigBee无线传输技术,依托ARM开发板,以嵌入式Linux为系统架构的寒地水稻育秧管理系统。本文在前人智能温室系统的研究成果上,针对严寒地区的水稻育秧管理系统进行了以下研究工作:(1)针对育秧大棚管理过程中的相关环境因素监测和控制调节操作,设计了一套针对寒地水稻育秧管理系统的下位机监测和设备控制器。采集终端节点的设计采用传感器与CC2530芯片相结合的方式。核心板采用ARM8内核的嵌入式S5PV210处理器进行网关的开发,外接液晶触摸显示器、协调器、执行器和USB摄像头,并配备多类型的终端接口,将控制设备接到执行器的各个端口,各个控制器能够在手动控制模式和自动控制模式之间进行切换,通过触摸屏完成对控制设备开关的激活,也可以进行相关阈值参数的预设置。网关通过协调器与各传感器采集终端对接,控制传感器对水稻育秧期间的环境参数进行采集和上传,并在屏幕相关界面上进行实时监控数据和历史数据的显示。(2)采用ZigBee网络技术,对协调器、执行器、传感器进行ZigBee的组网操作,通过代码的烧录将传感器设计为基于ZigBee协议的无线数据采集终端,构建了以协调器为核心的星型ZigBee网络,实现了对于空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、二氧化碳、光照度等数据的采集工作。(3)上位机软件设计方面通过对比选择,在ARM8开发板上搭建嵌入式Linux系统,主要完成对于U-Boot引导载入程序、Linux内核以及根文件系统的配置、裁剪和移植,采用QT实现触摸屏上人机交互界面的显示,设计有控制、实时数据、历史数据、设置、监控等五大模块。通过在农场的育秧大棚监测和控制试验表明,本管理系统能对育秧大棚内部的环境因素进行长期准确的监测,数据传输稳定性良好,上位机显示界面清晰准确、操作方便,执行控制器能及时对育秧大棚环境进行自动调节,保证水稻秧苗的正常生长。本系统自动化程度高、能减少人工成本、利于秧苗提高生长质量,为物联网和智能控制技术在寒地水稻育秧管理领域的应用提供部分思路和参考意见。
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