智慧农业设计文档Word下载.docx
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相对运行本钱来的核算,对于有一定规模的种植企业来说,极大的降低了劳动力本钱,设备的投入与运行,可以完全由节约下来的劳动力本钱中核算出来,使用时间越长,光节约的劳动力本钱就是一笔巨大的利润。
1.2项目可行性分析与应用前景
设计思路
为促进农业的开展,减轻农民的负担,提高农业净产值,本项目将智能的自动控制和人工控制相结合,实现农业的自动化生产。
项目的主要研究方向分为蓝牙联网、云端数据存储和安卓推送数据。
技术与平台
大棚部安装多种传感设备获取温度、湿度和光照强度等根本的信息并通过蓝牙无线通信和以太网技术传输到远程数据库中存储。
系统实时的根据用户设定的阈值,进展设备〔水泵、灯、排风扇和卷帘机等设备〕的开关控制进而调控温度、湿度和光照强度等保持在一个稳定的围之,给予植物适宜的生长环境。
用户可以通过手机客户端查看大棚当前时刻和最近一周的温度、湿度和光照强度等信息,并根据数据信息判断当前需要设定的阈值进展相应的设置。
用户可以通过手机客户端通过控制大棚客户端拍摄大棚部的环境信息进展拍照回传查看大棚的植物的生长情况,从而能够更加和合理的管理大棚植物生长。
每个大棚部安装带有传感器的主控制芯片,主控制芯片通过传感器获取大棚部的环境信息〔温湿度、二氧化碳浓度和光照强度等〕,并通过蓝牙装置将数据信息传输到系统控制中心〔安卓系统〕。
系统控制中心〔安卓系统〕连入以太网,实时的将每个大棚中的环境信息传递到远程服务器并保存。
系统控制中心〔安卓系统〕向用户的安卓端发送大棚部的环境信息超过用于设定的阈值的警告和某个节点出现故障的警告。
用户的安卓端向系统控制中心〔安卓系统〕发送设置大棚部环境信息的命令和发送请求获取大棚部实时的状态〔拍照后将照片回传给用户〕
与效益分析
总投资额〔元〕
150000
投资收益率〔第一年〕
13%
预期净利润〔税后利润〕
第一年
第二年
第三年
年增长率
17%
8%
预测
市场机会中投顾问在《2016-2020年中国智慧农业深度调研与投资前景预测报告》中提到,智慧农业市场有望从2016年的90.2亿美元达到2022年的184.5亿美元的规模,年均复合增长率13.8%。
智慧农业的开展仍然前景广阔。
在广泛的农村仍然有很多农户并没有了解和使用智慧农业〔大棚〕的生产模式,而土地的联合承包正在进展,规模化生产是必然的趋势,针对农村的这种变化,智慧农业仍然很有前景。
保障措施
初期在本地区预实施产品的使用,在这过程中检验产品的缺陷和不足并弥补,产品步入稳定期后逐渐推广使用。
1.3与同类产品比拟
同物联网智能管理大棚环境无线监控系统相比拟
1.3.1利用云端进展信息的存储,使信息的传输,上传,下载变得更为快捷和方便
1.3.2利用蓝牙传输技术,大棚硬件设施和控制基站之间的连接更为稳固
1.3.3手机端使用app轻松实现对大棚实况进展监控
1.3.4系统可扩大多种记录数据分析处理软件,能进展绘制棒图、饼图,进展曲线拟合等处理,可按EXCEL电子表格式输出进展数据处理
1.3.5系统设计时预留有接口,可随时增加减硬软件设备,系统只要做少量的改动即可,可以在很短的时间完成。
可根据现场的需要和客户的需求改变随时增加新的容。
二、功能介绍
2.1总体功能结构图
2.2模块功能介绍
大棚控制模块
本模块主要由控制中心、传感中心、工作中心构成。
控制中心由STC90C51芯片作为中枢负责控制传感器与工作器的工作。
传感中心由温度传感器、湿度传感器、光强传感器、二氧化碳浓度传感器构成,与控制中心相连,主要负责向控制中心传输数据。
工作中心主要由滴灌设备、智能灯和排气扇组成,负责调节大棚的湿度、光照、温度与二氧化碳浓度。
工作过程:
传感中心获取大棚的模拟信息传递给控制中心,控制中心根据用户设定的数据的阈值控制工作中心进而调控大棚部的环境趋近于用户设定的值。
服务器模块
本模块是搭载在Android上的,作为数据与控制的中转站,同时起到实时监测大棚环境的作用。
主要由摄像头和服务器程序组成。
数据信息中转站:
每五分钟通过蓝牙无线设备获取大棚控制模块的数据信息并向云端服务器传递并存储。
接收客户端模块传递来的控制信息,并通过无线蓝牙模块将设置信息传递给大棚控制模块。
实时监控大棚环境:
接收到客户端模块发来的查看大棚实时情况的信息,自动进入拍照模式,聚焦成功后拍照存储到本地并将最新的照片传递给客户端模块显示。
2.2.3客户端模块
2.2.3.1农业信息网:
提供最新的农业信息,给农户提供目前最畅销的农产品,为种植植物的品种提供信息和提供相关的技术支持。
2.2.3.2控制与显示:
显示当前大棚环境中的部数据信息〔空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度和光照强度。
设置大棚部理想的环境数据信息,设置成功会有弹窗提示信息。
2.2.3.3查看历史数据:
将空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度和光照强度每日和每周的数据信息以折线的形式显示给用户,增加用户对大棚环境的宏观了解和调控。
2.2.3.4观看实时动态:
客户端向服务器模块发送请求信息,服务器端拍照回传到客户端,客户端接收照片信息后显示并保存到本地。
三、总体设计
3.1数据设计
3.1.1数据存储设计
系统控制中心〔安卓系统〕连入以太网,实时的将每个大棚中的环境信息传递到远程服务器并保存,远程服务器端根据不同的数据来源将数据存储到数据库中。
3.1.2数据访问设计
客户端将设置大棚部环境参数信息存储到远端的服务器数据库中,大棚控制系统读取服务器中的设置参数并通过蓝牙技术反应到单片机控制系统中。
客户端读取服务器数据库棚部环境近期〔每日,每周〕的参数信息并通过折线图显示。
3.2界面设计
登录界面
信息网界面
控制和显示
历史数据显示
实时动态监控界面
3.3架构设计
3.3.1项目目录文件结构
.example.agri包含所有的MainActivity
.example.agri.ConstValue包含所有的静态全局变量
.Data包含所有的数据库处理程序
.My(MyView)包含所有的自定义控件
.Utils包含所有的实体工具类
3.3.2项目层次结构
M层.Utils包中的实体类
C层.Data包中的控制类
V层.包中的显示类
四、技术难点
本项目开发过程中,主要遇到2个技术难点,具体技术难点与解决方法如下:
不稳定容易断开技术难点
蓝牙技术规定每一对设备之间进展蓝牙通讯时,必须一个为主角色,另一为从角色,才能进展通信,通信时,必须由主端进展查找,发起配对,建链成功后,双方即可收发数据。
理论上,一个蓝牙主端设备,可同时与7个蓝牙从端设备进展通讯。
一个具备蓝牙通讯功能的设备,可以在两个角色间切换,平时工作在从模式,等待其它主设备来连接,需要时,转换为主模式,向其它设备发起呼叫。
一个蓝牙设备以主模式发起呼叫时,需要知道对方的蓝牙地址,配对密码等信息,配对完成后,可直接发起呼叫。
检测断线机制,在系统控制中心〔安卓端〕开启一个service定时检测每个大棚的蓝牙连接情况,发现蓝牙某个蓝牙断线后,执行重新连接蓝牙程序,连续测试十次失败之后将此设备视为损坏,并向用户发送某个设备损坏的警告。
客户端之间实时通信技术难点
安卓客户端和服务器之间建立TCP的长连接。
安卓客户端首先向服务器发送连接请求,建立连接之后,将安卓客户端的标志存储到服务器中用于标志安卓客户端程序。
在服务器中设定两个互相通信的安卓客户端〔安卓客户端和系统控制中心〕,服务器接收到一个客户端发来的数据信息后根据服务器设定的两个互相通信的客户端和系统控制中心进展信息的转发。
五、项目总结
此次参加大赛是我们从大学生走向工作岗位重要的一步。
从最初的选题硬件选择、软件编程直到完成设计。
期间,查找资料,教师指导,队员之间的交流,反复完善,每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。
最后,在经过两个多月的不断学习和努力下,我们终于完成了我们的大赛作品——基于单片机的智能大棚控制系统。
本文介绍了在高科技的当下智能大棚的实现方法。
该系统的实现基于现代电子高速开展的现况,使大棚更加方便快捷。
该系统采用的工作方式主要是,用户手机控制,将控制指令传输给服务器模块,之后服务器模块将数据命令传递到STC60C51单片机,单片机部进展运算,控制工作器,进而调节大棚环境。
在整个设计期间,我接触到了很多不同的问题,也遇到了很多难题。
通过这次实践,我了解了传感器的用途与工作原理,熟悉了其设计步骤,锻炼了工程设计实践能力,培养了自己独立设计能力。
此次大赛设计是对我专业知识和专业根底知识一次实际检验和巩固,同时也是走向工作岗位前的一次热身。
参加齐鲁软件大赛收获很多,比如学会了检索相关资料、相关标准,分析数据,提高了自己的编程能力,懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。
同时,仍有很多课题需要后辈努力去完善。
但是,大赛作品也暴露出自己的很多不足之处。
比如:
缺乏综合应用专业知识的能力,缺乏审美与界面的绘制能力,等等。
这次实践是对自己所学的一次大检阅,使我明白自己知识还很浅薄,以后更应该努力学习,努力使自己成为一个对社会有所贡献的人,为中国的开展添上自己的微薄之力。
2017年2月25日
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- 智慧 农业 设计 文档