智能农业灾情监控系统的设计与实现.docx

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1、毕业设计（论文）开题报告专业物联网工程学生学号班号指导教师开题日期说明一、开题报告应包括下列主要内容：1 .通过学生对课题题目和课题研究现状、选题的目的和意义论述，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求。2 .进度计划是否切实可行。3 .是否具备毕业设计所要求的基础条件。4 .预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施。5 .主要参考文献。二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。三、开题报告要求学生认真填写，由开题答辩组和指导教师填写意见、签字后，统一交所在分院保存，以备检查。指导教师评语：指导教师：开题答辩组审查意见:组长：组员:一、课题题目和课题研究现状课题题目

2、：智能农业灾情监控系统的设计与实现从20世纪70年代开始，人们利用模拟式组合仪表，采集现场信息，并且进行指示、记录和控制。到了21世纪初，出现了分布式环境监测系统。现在最前沿的温室监测系统为以计算机数据采集控制系统为基础的多因子综合控制系统。现在是一个网络时代，很多技术都在向网络的方向发展，农业监测系统也不例外，在实现自动化的基础上实现温室大棚的网络自动化管理，无线互联网控制，在强大的“云服务”控制下创造出完全自动化、无人化的农业生产基地是智能农业监测系统未来发展的趋势之O我国是世界上自然灾害种类最多、活动最频繁du、危害最严重的国家之一。气象灾害每年给我国农业造成的经济损失占到国民生产总值的

3、1%3%。近年来,极端天气气候事件频发,而且在未来还将呈增加趋势,气象灾害的监测预警已成为全社会的一项主要任务。它们不止给我国农业带来直接危害,还能引发很多次生灾害,给国家和社会造成巨大损失。近年我国在温室环境监测领域上做了很多研究，并且在温室栽培等技术上获得了显著成果。但由于我国在该领域的研究起步时间太晚，缺乏配套的技术与设备，使得我国在环境监测领域能力低，现代化农业生产能力有限。可以具备全年生产能力的大型现代化温室大棚很少。如果依靠国外进口的温室设备，投资又非常巨大，并且温室操作复杂，对工作人员的素质要求也很高，因此我国在温室环境监测领域还有很多地方需要提高。本智能农业监测系统正好迎合了我

4、国现在的广大普通农民用户的需求，它成本低、操作简单、智能化程度高的特点使它具有良好的应用前景和广阔的市场前景。适合在普通农民用户中进行推广，为我国普通农民大众带来良好的经济效益。二、选题的目的和意义在农业生产过程中，农作物的生长与自然界的多种因素息息相关，其中包括大气温度、大气湿度、土壤的温度湿度、光照强度条件、CO2浓度、水分及其他等。传统农业作业过程中，对这些影响农作物生长的参数进行管理，主要依靠人的感知能力，存在着极大的不准确性，农业生产也就成为一种粗放式管理，达不到精细化管理的要求。随着科学技术的发展，在农业生产过程中，越来越多的劳动力被解放出来，劳动力成本不断增加，传统农业无法进一步

5、的发展，也逐渐滞后于社会的发展。因此,对传统农业的要求在不断提高，将先进技术应用于农业将得到广泛推广，智能农业随之产生。所谓的智能农业，指的是将人工智能技术应用于农业领域的一项高新技术。智能农业系统覆盖了从影响农业生产的自然参数的采集，到利用知识推理和计算机技术进行参数分析，最终通过农业专家系统指导农业生产的整个生产管理链。智能农业主要涉及的关键技术包括检测技术、嵌入式技术、通信技术等。农业“四情，（墙情、苗情、虫情、灾情）监测预警系统以先进的无线传感器、物联网、云平台、大数据以及互联网等信息技术为基础，由墙情传感器、苗情灾情摄像机、虫情测报灯、网络数字摄像机、作物生理生态监测仪，以及预警预报

6、系统、专家系统、信息管理平台组成。各级用户通过Web、PC与移动客户端可以访问数据与系统管理功能，对每个监测点的病虫状况、作物生长情况、灾害情况、空气温度、空气湿度、露点、土壤温度、光照强度等各种作物生长过程中重要的参数进行实时监测、管理。系统联合作物管理知识、作物图库、灾害指标等模块，对作物实时远程监测与诊断，提供智能化、自动化管理决策，是农业技术人员管理农业生产的“千里眼和听诊器”，对农业的生产、耕作、收割具有十分重要的意义。三、课题的基本内容本课题所设计的智能农业灾情监控系统采用当前最热门的物联网技术，嵌入式技术和传感网技术相结合的方法，搭载土壤温度传感器，土壤湿度传感器，光敏传感器，视

7、频采集设备等感知元件，最终需实现对农业灾情，农田环境信息的实时监控，进而实现农业种植环境的控制，用户使用PC及可以实时观察到农田相关数据，并且当灾害来临时，系统可以做出应急的响应，例如发生虫害时，农田内部害虫较多，能够通过除虫设备进行喷洒农药，当温度过低时，能够利用采暖设备进行加热，仿制霜冻为农业的生产，收割带来不必要的损失。（1）系统能够实现对农田内部的土壤温度、土壤湿度、光照强度的实时监测。（2）具备高清摄像头，在上位机中能够实时观看农田内部的音视频图像。（3）当某项环境指标达到预设值时系统要发出相应的反馈控制信息四、研究方案及预期达到的目标本智能农业灾情监控系统是以STM32控制器为控制

8、核心，具有优越的嵌入式特性和强大的数据分析能力，与传统51芯片相比ARM芯片在性能上有了巨大的飞跃，配合上DS18B29,HY-69等传感器的使用，本系统做到了对温室内各项重要环境数据的实时监测。该监测系统不但可以监测作物生长环境指标，还可以通过对传感器采集过来的数据进行分析，在恰当的时刻做出合理的反馈控制，进而达到对农业灾情的实时监控，并且可以对恶劣的环境进行适当的调控，例如，可以开启取暖或农药喷洒装置等。同时，系统在配备高清摄像头，可以使用户远程的实时监测到农田各个角落的实际情况，大幅度的提高了农作物在生产、种植的过程中的安全保障，为农业的生产、耕作提供了良好的条件。减少由于自然灾害带来的

9、经济损失。和传统农业监测相比，智能农业灾情监控系统应达到如下目标：（1）灵敏度高，本监测系统采用当代行业内流行的传感器，传感器技术成熟制作精良，环境发生轻微变化，系统都能检测到；（2）能够进行连续实时监测，本监测系统上电后不再需要人工控制，内置主控芯片可以实时连续读取监测数据，并在极短时间间隔内处理数据做出相应；（3）具有自动控制能力，系统可以根据不同时期的不同预设值与温室内采集到的值进行对比，进而做出相应的控制调节：（4）具有图形化控制界面，参数显示直观，控制软件易用性强。五、为完成课题已具备和所需的条件完成课题所需条件：硬件设备需使用电脑一台，电烙铁，焊锡等焊接相关工具。元器件需要STM3

10、2单片机，土壤温度传感器，土壤湿度传感器，光敏传感器，摄像头，水泵，加热器等元件。软件需使用kei14作为单片机程序开发工具，使用C#作为PC端软件的开发工具，使用AD作为原理图开发工具。已具备条件：目前硬件条件已经具备，已经具备电脑，烙铁等基本工具。软件开发环境已经具备。六、预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施1 .元器件组装与焊接问题解决方案：在焊接时仔细观察确定元器件之间对准后再进行焊接，焊接好后在焊接处四周堆锡固定，冷却后再次检查时候连接稳定。2 .传感器的选型问题：解决方案：根据实际工功能需求，结合传感器参数，性价比等因素，选择能够满足系统使用需求的，并且性价比较高的元

11、器件进行开发。3 .系统仿真问题：解决方案：首先要对芯片的各个引脚的位置功能进行详细的了解，然后再软件上进行画图仿真，注重细节一个引脚接错可能会导致整个系统的仿真失败。七、进度安排1可行性分析1周2需求分析2周3系统设计3周4系统实现5周5系统测试1周6撰写论文3周八、参考文献1王艳丽,党国刚现代设施农业移动智慧实时监控系统分析U1机械与电子,2023,38(08):36王金.智慧农业大棚监控系统的设计与实现D中北大学,2023.3王浩臣,秦国庆,吕植越,朱世杰,蔡宇阳.基于单片机的农业大棚智能监控网络系统设计J.无线互联科技,2023,17(05):495.4潘新元,刘志强,张礼麟,段海军,

12、韩勇.基于物联网技术的农业环境监控系统设计J无线互联科,2023,17(04):46-47.5ZinaMitraka,SofiaSiacha1ou,GeorgiaDoxani,PetrosPatias.DecisionSupportonMonitoringandDisasterManagementinAgricu1turewithCopernicusSentine1App1icationsJ.Sustainabi1ity,2023,12(3).6Abdu1Qadir,PinkiMonda1.SynergisticUseofRadarandOptica1Sate11iteDataforImprovedMonsoonCrop1andMappinginIndiaJ.RemoteSensing,2023,12(3).张传国.自动控制技术在农业机械中的应用探讨J.南方农机,2023,51(02):30.8毕海峰,李杰.基于遥感技术的农作物水灾灾情评估方法研究J.地矿测绘,2019,35(02):20-23.9祝秋萍,黄丹梅,庄文晶,黄明绸.一次冬季暴雨过程对龙海农业影响分析及防范建议J.福建热作科技,2018,43(03):56-59.九、备注光敏传感器取暖设备STM32