没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于物联网的温室控制系统设计.doc
0 下载量 18 浏览量
2023-07-06
01:23:17
上传
评论
收藏 1.44MB DOC 举报
温馨提示
试读
22页
基于物联网的温室控制系统设计.doc
资源推荐
资源详情
资源评论
目录
摘要 ......................................................................1
关键词 ....................................................................1
Abstract ..................................................................1
Key words .................................................................1
1 研究背景 ...............................................................1
1.1 研究的意义 ...........................................................1
1.2 国内外研究现状与发展趋势 .............................................2
1.3 研究内容 .............................................................2
2. 温室控制系统设计 ......................................................3
2.1 整体构架 .............................................................3
2.2 主要技术 .............................................................3
3 系统硬件设计方案 .......................................................4
3.1 基于 S3C2440 的控制器 .................................................4
3.2 USB 无线网卡..........................................................5
3.3 无线路由器 ...........................................................5
3.4 USB 摄像头............................................................5
3.5 UDA1341 音频解码芯片..................................................6
3.6 DHT11 温室度传感器模块................................................6
3.7 AD 采样...............................................................7
3.8 PWM 波产生器..........................................................7
3.9 三极管电子开关 .......................................................7
3.10 硬件框图 ............................................................7
3.11 模拟温室图 ..........................................................8
4 系统软件设计方案 .......................................................9
4.1 温室端 ...............................................................9
4.1.1 Uboot 移植..........................................................9
4.1.2 Linux 移植..........................................................9
4.1.3 制作文件系统 .......................................................9
4.1.4 Linux 驱动的编写...................................................10
4.1.5 V4L2 视频采集......................................................11
4.1.6 基于 SOCKET 编写 SERVER 控制主程序 ..................................11
4.1.7 移植 MADPLAY 播放器 ................................................12
4.1.8 软件构架图 ........................................................13
4.2 PC 端................................................................14
4.3 安卓端 ..............................................................15
5 总结 ..................................................................16
致谢 .....................................................................17
参考文献: ................................................................18
1
基于物联网的温室控制系统设计
电子信息科学与技术专业学生
指导教师 邹修国
摘要:随着信息技术和网络技术的飞速发展,通过物联网来实现对温室的远程控制是智能农业的一
个发展趋势,本设计主要研究的是基于物联网的温室控制系统,采用以 ARM9 为核心的 S3C2440 微控
制器作为温室端的主控制器并且移植了 Linux 操作系统,实现了 PC 机,安卓手机通过网络对温室的
实时视频监控、温湿度光强采集及控制。传统的智能温室需要工作人员进行本地操纵和看护,本设
计解决了这个问题,实现了对温室的远程操纵和看护,做到足不出户种好田。
关键词:温室;物联网;linux;控制系统
Design of Greenhouse Control System Based on Internet of Things
Student majoring in Electronic Information Science and Technology Song Shuo
Tutor Zou Xiuguo
Abstract: With the rapid development of information technology and network technology, using
networking to achieve the greenhouse remote control is a development trend of intelligent agriculture. this
study was designed primarily Things greenhouse control system based on the use in the core of the
S3C2440 ARM9 microcontroller as the host controller side of the greenhouse and transplanted linux
operating system, realized the PC and Android phone via a network of real-time video monitoring of
greenhouse temperature and humidity acquisition and control of light intensity. Traditional intelligent
greenhouse require manipulation of local staff and caregivers, this design solves this problem. the
realization of greenhouse remote manipulation and care, so that do not go out to plant the fine fields.
Key words: greenhouse; internet of things; linux; control systems
引言 随着计算机技术、传感器技术和网络技术的迅速发展以及整个社会信息化程
度的快速提高,智能化农业也取得了飞速的发展
[1]
。物联网-一种把物体与电脑、手
持设备通过互联网连起来的通讯网络。换而言之,物联网连接着实物对象与智能化设备
的网络,对象的连接信息的采集,传输,计算过程不需要人的参与和干涉
[2]
。物联网
是嵌入式技术与互联网技术的完美融合,在现代农业中,大量的传感器节点构成了一张
全方位,地毯式,高精度的监控网络,为了帮助作业人员快速地发现问题并且精确地捕
捉发生问题的具体位置,可以通过各种传感器来采集与农作物生长有关的各种信息,数
字智能控制系统在耕作、播种、施肥、灌溉和其他领域的业务的应用可以最大化的提高
资源的农业投入的效率。基于物联网的远程监控已成现代信息化农业发展的一个热点问
题。精准农业做为一种基于信息和知识管理的现代农业生产系统,农业信息化是现代化
农业的发展的趋势,而农业信息数据库是实现农业信息化的基础,从而提高工作效率,
超越了地域的局限
[3]
。嵌入式技术与互联网技术的发展为农业信息系统的研究提供了
一个方向,思路。
1 研究背景
1.1 研究的意义
传统的温室,作业人员获取温室信息的途径比较少,主要是通过人工测量的方式来
获取温室环境和作物信息,需要耗费大量的人力、物力来调控温室环境,要求作业人员
随时看管温室,不但浪费大量人力物力而且也无法达到对温室的精准控制
[4]
。半自动
话的温室也要求作业人员长期看护。而基于物联网的温室,不仅可以精确地控制、捕获
2
温室环境,作业人员可以在全球任意一个有互联网的角落进行温室的远程监控和管理。
物联网也可以实现自动信息获取与调控。通过配备无线传感节点,每个无线传感节点可
监测各类环境参数
[5]
。为了实现所有温室测试地点信息的获取、调控和分析处理,并
以简单明了的图表和曲线方式显示给各个温室的操作人员,可由无线方式将信息传回,
并根据不同植物的需求来提供各种不同的声光和短信报警信号,实现温室统一化、网络
化式远程管理
[6]
。
此外,在产品收获后通过智能软件对收集信息的处理可以得到植物在不同阶段的环
境影响因素,然后反馈到下一轮的生产,不断积累和进步,从而得到质量更好的产品
[7]
。
1.2 国内外研究现状与发展趋势
近年来,随着互联网技术、嵌入式技术和传感器技术的不断发展,智能农业、精准
农业已经得到快速发展
[8]
。物联网技术在采集农作物土壤养分数据、土壤含水量信息
以及温度信息、湿度信息,有关土地的氮浓缩量、湿度信息、和土壤 pH 值等方面正在
发挥出越来越大的作用,通过科学监测,科学种植,科学防灾从而帮助提高农产品产量,
提高农业综合效益,不断转型升级现代农业。在现代温室中,集群式的传感器组成了一
张功能各异的监控网络,通过各种传感器采集的温室内信息,用户能够及时地发现问题,
解决问题并且可以准确地获取问题发生的具体位置。这种新型的种植方式使农业向智能
化现代化方式发展
[9]
。
目前,在我国出现了一大批高性能、低成本的温湿度和植物营养息采集传感器,它
们正在农业生产作业领域发挥着不可替代的作用,解决了快速获取温室中各种植物生长
相关信息的技术难点。比如具有自主知识产权的可以精确地分析营养液和农作物的养分
信息传感器;高精度智能称重传感器测量系统的智能化成功地解决了监控系统的效率和
精度问题。在现代化的物联网温室里,通过各种传感器获取对应的传感器信息,并将信
息传给上位机,由上位机控制执行部件作用于温室环境,从而保证农作物一直都处在一
个适宜的、良好的生长环境中
[10]
。
基于物联网的农业系统在发达国家的发展更是十分地迅速,已经被应用到农业的各
个领域中,如土地资源的合理利用、绿色食品的监管、植物生长环境监测等相关领域,
基于物联网技术的温室控制应用的研究也相继开展,并取得了一定的成绩。
荷兰的蔬菜温室的智能化水平堪称是世界一流,温室内的湿度补给量、光照补给量、
温度补给量等参数都是由上位机自动计算出来的,其所需数据都来自温室内的环境数据
采集车,每 2 小时就能将温室内营养液的含量以及植物的生长信息测定一次,温室的蔬
菜产量与质量都比传统生产方式提高了 8~10 倍,而所耗费的人力却大大减少了。
美国、法国和日本等国家主要综合了嵌入式技术、传感器技术和互联网技术等现代
化技术构建了现代化的农业生态环境监测网络,建立了一个全国范围内的农业智能化管
理系统,做到了对农业环境的全面获取和控制,从而确保农业生态环境的可持续智能化
发展。例如,美国已形成了生态环境信息采集-信息传输处理-信息发布的分层体系结构。
2008 年,法国建立了比较完备的、可以指导施肥、施药、收获等农业生产过程的农业区
域监测系统。
1.3 研究内容
本设计的主要工作如下:
(1)了解 ARM9 体系结构和学习 S3C2440 微控制器。
(2)无线网络以及摄像头的应用。
(3)音频解码芯片、温湿度模块、PWM 输出及 AD 采样的学习。
3
(4)Uboot、Linux 的移植及嵌入式文件系统的制作。
(5)Linux 下驱动程序的编写。
(6)V4L2 视频采集的研究。
(7)Socket 编程的研究。
(8)MFC 编程的研究。
(9)安卓开发平台的搭建及软件的开发。
2. 温室控制系统设计
2.1 整体构架
本设计中,个人 PC 机、安卓手机和温室主控制器通过无线路由器相连,通过个人 PC
机和安卓手机可以通过网络对温室的进行温度,湿度,光强的控制以及实时视频流监控,
如图 2-1 所示。
图 2-1 系统整体构架
2.2 主要技术
嵌入式系统的定义为:以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪,适
应于对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统分
为硬件和软件两部分
[11]
。软件部分分为嵌入式操作系统和应用程序两个部分。嵌入
式操作系统起着进程调度,内存管理,设备管理,文件系统,网络通讯等作用,并且衔
接了应用程序与硬件,保证系统的稳定运行以及各种操作的实现。系统专用功能通过应
用程序实现。
嵌入式系统起源于 60 年代,最早应用于军事领域。70 年代末期诞生的单片机成为
嵌入式系统应用的坚实基础
[12]
。随着微电子技术的发展以及处理器设计水平的提高,
以 ARM、DSP 等 32 位处理器己经在移动通讯、手持设备等领域占据了绝对的优势。一
般来说以 32 位以上的处理器为核心的系统才称为嵌入式系统,由嵌入式硬件设备、嵌
入式操作系统、嵌入式应用软件三部分组成的专用计算机系统
[13]
。
现如今时代,人们工作的各个领域都能看到嵌入式系统的影子,生活中,人们已经
离不开嵌入式系统了,嵌入式处理器已占嵌入式处理器市场份额的 94%。而基于 Linux
剩余21页未读,继续阅读
资源评论
Mmnnnbb123
- 粉丝: 702
- 资源: 8万+
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功