基于农业物联网的土壤墒情监测系统研究与实现

摘要

自古以来中国都是一个农业大国。为了促进农业增产增收，提高田间管理的能力，准确掌握大田农作物生育动态，需要对大田作物苗情、墒情、病虫情、灾情进行动态监测和趋势分析。本文从农业四情监测系统中出发，着重研究实现了土壤墒情监测系统，系统不仅要实现对土壤墒情的监测，还要利用更少的资源，降低系统成本。本文采用Zigbee无线通信技术与4G技术相结合，应用RT5350和CC2530芯片，设计智能网关模块和Zigbee无线传感节点，构架起多层无线感知网络通信系统。研究内容主要包括如下几个方面:
　　以宁夏中宁枸杞园区为模型，设计土壤墒情监测系统的总体框架结构。确定采用Zigbee无线传感网络为底层通信系统构架，结合4G技术与上位机通信，实现对土壤墒情的远程监控。通过对几种常用智能网关芯片的分析比对，选取RT5350芯片作为智能网关的核心芯片，实现多层通信网络之间的通信，同时智能网关也可用于系统控制，作为系统的主控制器。
　　设计RT5350智能网关和自组网Zigbee无线通信模块的硬件结构。智能网关电路包括其硬件芯片的各个接口电路，串口电路，电源电路等;Zigbee无线通信模块包括其通信模块的电源电路、指示灯&蜂鸣器电路、USB转TTL电路、485通信电路和模块的接口电路，核心板上设计了天线电路、主芯片基本电路，功能模块电路等。
　　设计上位机监测软件，主要包括对传感器数据的读取，与上位机之间的通信等，可以通过4G模块远程通信，实现对系统的远程监测。
　　最后，对所有设计的所有电路进行了大规模PCB的封装和焊接制作，对各个模块接口做调试，分析其具体通信情况，使得整个系统安全稳定运行。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题来源和研究目的及其意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究内容

1．4 本章小结

第二章 土壤墒情监测方法和系统总体方案设计

2．1 土壤墒情监测方法

2．2 物联网传输技术

2．3 土壤墒情监测系统概述

2．4 土壤墒情监测系统需求分析

2．5 土壤墒情监测系统总体方案设计

2．6 通信方式的选择

2．7 通信协议的选择

2．8 本章小结

第三章 土壤墒情监测系统硬件设计

3．1 系统硬件结构和组成

3．2 智能网关电路设计

3．3 硬件电路设计与实现

3．4 本章小结

第四章 系统软件设计

4．1 系统开发平台搭建方法与步骤

4．2 系统软件功能详细设计

4．3 上位机软件设计

4．4 数据库设计

4．5 系统调试

4．6 本章小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

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