基于物联网的智慧农业监控系统

小蜘蛛

基于物联网的智慧农业监控系统丁苏生浙江理工大学
农业是一个国家发展的基础,对我国的经济社会发展起着至关重要的作用,采用基于物联网技术的智慧农业监控系统对农作物进行精细化种植能够有效提高农作物的品质和产量,而现有的农业监控系统存在着组网复杂、成本高、布置困难等问题。本文针对农业监控应用的需求设计了一种易于部署、通信范围广、能够远程查看农作物生长细节,并能对农作物种植环境进行调节的智慧农业监控系统。本文主要完成的工作可概括为如下四点1)针对农业监控组网应用特点,设计了一种基于Lo Ra的无线传感网络,可以根据节点通信特点设置0-7的通信等级,通信等级能够逐级划分Lo Ra扩频调制中的通信带宽与扩频因子,以满足不同类型节点的通信需求。在实际城市环境测试中通信距离最大可达948m,最大通信速率为4kbps。网络提供ALOHA、时隙ALOHA和CSMA/CAD三种通信协议,用户可以根据节点类型和数量选用不同的通信协议,最大化的提高组网通信效率。(2)完成了农业监控系统中集中器、空气温湿度光照传感器节点、土壤传感器节点、控制节点和动态感知节点的设计。集中器在硬件上采用8个Lo Ra模块用于通信,软件上采用Free RTOS实时操作系统,大大提高了网络容纳节点数与组网性能。传感器节点采用低功耗设计,实际测试中在3.7V 2600m Ah电池供电下能够连续工作60天。在动态感知节点的实现上提供了两种适用于农业巡检的导航方式,可用于近距离拍摄农作物生长图像,实现精细化管理。(3)基于阿里云物联网平台实现了采集数据的远程上传和对控制节点的远程操作。动态感知节点使用阿里ECS云服务器和Jetson Nano硬件平台实现了采集图像的远程转发。用户使用客户端设备即可随时随地的对农作物进行监测与管理。(4)为验证了系统的实用性和稳定性,将本文所设计的智慧农业监控系统部署到一处桑树种植园进行了实地测试,并在文章中总结了系统的部署安装方法以及测试效果。