融入作物生理参数的温室WebAccess监控系统研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:feylodiw
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准确获取作物生理参数可以及时了解作物的生长需求,从而为温室环境实施最优控制提供参考,具有重要的研究意义。本文结合网络技术、组态软件技术和嵌入式技术,设计了一套融合作物生理参数的温室远程智能监控系统。系统采用基于STC12单片机设计的无线数据采集节点采集温度、湿度、光照强度、二氧化碳等环境参数;采用DT80可编程采集器采集作物茎流速率和叶温。所有采集的数据经STM32单片机进行格式重封装后转发至上位机软件,由上位机软件实现人机交互、温室调控设备的自动管理以及数据存储。同时,系统具有远程视频监控功能,并具有远程录像功能。经实际安装测试,系统在十个月的试验期间工作良好,并且试验期间的环境参数信息、作物生理信息、环境调控设备的状态的数据全部保存完好,证明系统具有较高的可靠性,可以为温室监控系统的最终研制提供参考和借鉴。本文的主要研究内容如下:1.温室环境参数采集及无线数据节点的设计。温室环境参数主要包括温度、湿度、光照强度、总辐射强度、二氧化碳浓度、土壤水分等,采用基于STC12C5A60S2单片机设计的无线数据采集节点实现数据采集。该采集节点共有一组数字量温湿度接口,六个0-5V电压信号量接口。节点通过串口拓展无线射频模块实现无线数据传输,方便在温室内部安装。2.作物生理参数采集系统的设计。作物生理参数采集系统采用SGB9-WS包裹式传感器采集茎流速率和81M/LT-1M传感器采集叶温,通过DT80可编程控制器实现对上述传感器输出信号的处理并通过串口把数据发送至现场控制器STM32。3.温室现场控制系统的设计。温室现场控制系统基于STM32单片机开发,通过串口接收环境数据采集节点和生理参数采集器发送的数据,对数据格式重新封装后转发至上位机以及在现场LED显示屏上显示;通过I/O口扩展按键模块及继电器输出模块实现对温室环境调控设备的控制;通过I/O口扩展人体红外热释电模块实现LED显示屏的自动管理,降低功耗及延长使用寿命。4.基于web的视频监控系统的设计。视频监控系统采用模拟摄像头采集视频信号,通过视频采集卡把模拟视频信号转换为数字信号,使用视频监控软件实现本地视频监控,把视频监控插件嵌入网页,实现基于web的远程视频监控。5.上位机软件的开发。上位机软件基于组态软件WebAccess开发,包括人机交互界面设计、串口通信配置、数据管理与存储模块的设计。通过搭建ⅡS服务器,实现通过web浏览器实时查看温室环境信息和在线管理温室环境调控设备。对于移动设备,专门开发瘦客户端接口,通过JPEG抓图和地址自动重映射技术,实现移动客户端的远程监控功能。
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