基于移动智能设备的农业大棚服务支持系统研究

摘要

农业是我国国民经济的重要组成部分。近年来，农业物联网概念的提出与应用促进了我国现代化农业的发展。同时，农业大棚种植作为现代化农业和精细农业发展的重要技术在我国已经得到了广泛的应用。而基于信息化的智能农业大棚种植服务系统是目前农业大棚种植管理发展的新趋势，拥有极其广阔的应用前景。本文提出了一种基于移动智能设备的农业大棚种植与销售服务系统。系统不仅可以通过ZigBee提供大棚种植参数监测等集中式大棚种植服务，而且还可以通过移动智能设备现场接入实现分布式田间地头种植管理服务。此外，还针对大棚农产品的销售需求，开发了农产品的追踪溯源软件，实现对大棚生产农产品的低成本、操作简单、方便快捷的追溯服务。本文的研究结果在未来可望为移动智能设备对农业大棚的管控提供可靠的技术支持。
　　针对本课题的具体需求，提出了基于低功耗PIC16(L)F1947微控制器的农业大棚多业务无线传感器网络组网节点的设计。该节点之间可以采用ZigBee进行组网通信，利用ZigBee无线通信技术，将所采集的数据传输给上位机。节点还支持移动智能设备通过蓝牙无线通信的方式接入节点，直接从其中获得种植监测数据与其他辅助控制功能，让用户在移动智能设备上对农业大棚内实现实地种植管控成为可能。设计中还对移动智能设备接入与 ZigBee轮询之间可能出现的冲突进行了有针对性的研究，并提出了可对由于移动智能设备接入引起的数据误差进行抑制的方法。实际测试结果表明，系统具有较高的可靠性。
　　移动智能设备的蓬勃发展可望为农业大棚管理领域带来新的变革。本课题针对观光农业大棚的田间管理者或田间观光游客，提出基于Android移动智能设备的农业大棚田间接入监测软件设计。该软件为使用移动智能设备与多业务无线传感器网络节点的快速连接，设计了基于NFC技术的蓝牙速连方式。田间管理者可先利用写NFC标签App将节点蓝牙的MAC地址和PIN匹配码写入并保存至NFC标签中。在所设计的捷连农监 App中，用户只需要利用移动智能设备扫描 NFC标签即可快速实现与指定的蓝牙节点连接。设计中还针对节点数据操作与用户界面等设计了对应的解决方案。本课题还针对供应链管理过程中的用户群体，提出基于Android移动智能设备的大棚农产品追踪溯源软件设计，实现在农产品的采摘、运输、销售等过程中对大棚农产品信息的读取。本设计利用 NFC技术开发，并以大棚葡萄产品为例，开发了可以对葡萄品种及种植信息进行读写的 App软件。在供应链管理过程中，市场营销人员可以利用该软件对葡萄种植品种及种植过程的重要参数进行追踪溯源。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 物联网与智能农业大棚

1.3 国内外研究现状和存在的问题

1.4 研究的主要内容与创新点

1.5 论文的章节安排

第2章 支持移动智能设备的多业务组网节点的设计

2.1 支持移动智能设备的多业务组网节点硬件结构

2.2 节点微控制器

2.3 节点通信与NFC标签

2.4 种植参数监测传感器

2.5 系统供电

2.6 多业务组网节点硬件设计

2.7 节点工作流程

2.8 接入冲突数据误差抑制方法

2.9 系统测试

2.10 本章小结

第3章 基于Android的多业务节点交互软件设计

3.1 Android系统概述

3.2 系统需求和功能模块设计

3.3 Android应用程序开发设计

3.4 界面设计

3.5 写NFC标签设计

3.6 读NFC标签实现蓝牙直连功能设计

3.7 读取环境参数绘制曲线功能设计

3.8 本章小结

第4章 基于Android的农产品追踪溯源软件设计

4.1 系统需求及功能模块设计

4.2 写农产品信息功能设计

4.3 扫描追溯农产品信息功能设计

4.4 追踪溯源软件推广

4.5 本章小节

第5章 总结与展望

5.1 本文小结

5.2 对今后工作的展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间的研究成果

致谢

附录