温室草莓病虫害发生预测系统设计

摘要

草莓富含多种营养物质，在我国种植面积和产量逐年增加，然而草莓病虫害影响了草莓的品质和产量，对于草莓的种植造成了巨大困扰，每年都需要投入大量的时间和财力用于草莓病虫害防治。本文针对草莓的主要病虫害白粉病、灰霉病、蚜虫、叶螨等，构建了温室草莓病虫害监测系统，以给种植者对于草莓病虫害的防治工作提供一定的理论依据，减少经济损失，提高草莓品质和产量。 本系统设计了基于WiFi无线通讯的参数采集系统，采集草莓温室内的温度、湿度、风速和光照强度，以STM32系列单片机作为控制单元，通过WiFi完成了与无线传感器的连接，并通过RS-232串口与PC机进行通讯;利用MATLAB分别构建了RBF神经网络模型、模糊控制算法与RBF神经网络相结合的模型，利用河北省保定市满城区的草莓大棚内的数据分别对RBF神经网络和模糊控制与RBF神经网络两种模型进行了训练和仿真;对草莓温室内病虫害发生程度进行了预测，预测结果表明模糊控制与RBF神经网络相结合的方法预测的草莓病虫害发生程度更为接近于实际发生程度;设计了基于Android平台的移动客户端在线监测模块，实现了草莓温室中温度、湿度、风速、光照强度的实时监测。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1课题研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1国外研究现状

1．2．2国内研究现状

1．3课题研究意义和主要工作

1．3．1课题研究意义

1．3．2课题主要工作

1．4本章小结

2系统应用的相关理论技术

2．1人工神经网络概述

2．1．1神经网络的工作过程

2．1．2神经网络的学习

2．2 RBF神经网络

2．2．3 RBF网络的MATLAB函数

2．3模糊控制算法

2．3．1模糊控制概述

2．3．2模糊控制器的构成

2．4本章小结

3硬件设计与数据通信

3．1 基于STM32的最小系统设计

3．1．1 芯片选择

3．1．2最小系统电路设计

3．1．3传感器选择

3．2基于WiFi的数据通讯

3．2．1常用无线网络功能对比

3．2．2 WiFi数据通讯实现

3．3单片机与PC机通讯

3．3．1 常用通讯接口功能对比

3．3．2 RS-232接口通讯实现

3．4基于GPRS的单片机与移动客户端通讯

3．4．1 GPRS功能

3．4．2 GPRS模块通讯功能实现

3．5本章小结

4基于模糊控制与RBF神经网络的草莓病虫害预测

4．1 草莓病虫害发生气候因子间的相关性分析

4．1．1 温度

4．1．2湿度

4．1．3光照

4．1．4风速

4．2草莓病虫害调查方法

4．2．1植株虫害统计

4．2．2植株病害统计

4．3 RBF神经网络的建立

4．4样本数据的处理

4．5模糊控制器的设计

4．5．1 语言变量及其论域和隶属度函数的确定

4．5．2模糊控制规则确定

4．5．3查询表的建立

4．6 基于MATLAB 2014b的RBF神经网络设计

4．7草莓病虫害发生预测的结果与分析

4．8本章小结

5 基于Android系统的手机APP功能实现

5．1 GIS监视图设计

5．1．1 GIS功能

5．1．2基于手机APP的GIS监视模块设计

5．2 APP系统的搭建

5．2．1开发环境的选择

5．2．2 Qt环境的搭建

5．2．3软件结构

5．3 APP系统功能介绍

5．3．1手机APP界面

5．3．2手机APP查询

5．4本章小结

6．1 结论

6．2展望

参考文献

作者简历

致谢