軟件工程 SOFTWARE ENGINEERING 第 25卷第12期 2022年 12月 Vol 25 No 12 Dec 2022 文章編號(hào) 2096 1472 2022 12 54 05 DOI 10 19644 ki issn2096 1472 2022 012 011 智慧農(nóng)業(yè)預(yù)警及其自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 王俊博 1 杜洪波 2 梁振華 1 戴煜仁 1 1 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 遼寧 沈陽(yáng) 110870 2 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 遼寧 沈陽(yáng) 110870 745305676 18334353 2066097452 854848114 摘 要 智能溫室是結(jié)合自動(dòng)化和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)研發(fā)的 其作用是實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物培育階段的全自動(dòng)化和防治病蟲(chóng) 害 通過(guò)制作小型智能溫室模擬真實(shí)環(huán)境 同時(shí)使用控制變量的方法對(duì)比有無(wú)害蟲(chóng)防治模塊下農(nóng)作物的生長(zhǎng)問(wèn)題 結(jié)果 顯示 經(jīng)過(guò)害蟲(chóng)防治的農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量均優(yōu)于無(wú)害蟲(chóng)防治的農(nóng)作物 通過(guò)多次研究與模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 在智能溫室培育 的農(nóng)作物相較于傳統(tǒng)溫室 農(nóng)作物的敗壞率降低 相同面積內(nèi)的農(nóng)作物更多 農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量也得到提高 關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng) 智慧農(nóng)業(yè) 智能溫室大棚 控制系統(tǒng) 中圖分類號(hào) TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A Design and Implementation of Intelligent Agriculture Early Warning and Automatic Regulation System WANG Junbo 1 DU Hongbo 2 LIANG Zhenhua 1 DAI Yuren 1 1 Software College Shenyang University of Technology Shenyang 110870 China 2 College of Science Shenyang University of Technology Shenyang 110870 China 745305676 18334353 2066097452 854848114 Abstract Intelligent greenhouse is developed by combining automation Internet of Things and other technologies Its role is to achieve full automation in the crop cultivation stage and to prevent and control diseases and pests This paper proposes to make a small intelligent greenhouse to simulate the real environment and use the method of controlling variables to compare the growth of agricultural products with and without pest control modules Results show that the yield and quality of crops after pest control are better than those without pest control Through many studies and simulation experiments it is found that compared with traditional greenhouses the crops cultivated in intelligent greenhouses have lower deterioration rate more crops in the same farming area and the yield and quality of crops have also been improved Keywords Internet of Things intelligent agriculture intelligent greenhouse control system 1 引言 Introduction 三農(nóng) 工作是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的重中 之重 目前 我國(guó)的糧食產(chǎn)量問(wèn)題已經(jīng)得到基本解決 但是 隨著人們對(duì)食物的要求越來(lái)越高 提高農(nóng)作物質(zhì)量的任務(wù)變 得愈加艱巨 現(xiàn)階段 導(dǎo)致農(nóng)作物質(zhì)量下降的原因主要有兩 個(gè) 一是人工培育無(wú)法精準(zhǔn)地調(diào)動(dòng)外部環(huán)境因素 如水 光和 環(huán)境溫度等 二是害蟲(chóng)對(duì)于農(nóng)作物的侵害 所以 需要將物 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在溫室大棚中 使農(nóng)作物在適宜的環(huán)境中茁壯 生長(zhǎng) 從而提升產(chǎn)量和品質(zhì) 實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益 1 為了保證接收數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性 采用ZigBee技術(shù)進(jìn)行大容 量組網(wǎng) 遠(yuǎn)程控制大棚內(nèi)部農(nóng)業(yè)設(shè)施 最終完成設(shè)施對(duì)于農(nóng) 作物生產(chǎn)條件的感知 判斷與即時(shí)處理 2 長(zhǎng)期噴灑農(nóng)藥會(huì)導(dǎo) 致土壤板結(jié) 使農(nóng)作物生長(zhǎng)受到影響 所以需要結(jié)合應(yīng)用智 能監(jiān)測(cè)與大數(shù)據(jù)技術(shù) 實(shí)現(xiàn)對(duì)病蟲(chóng)害類型的自動(dòng)識(shí)別 并給 基金項(xiàng)目 遼寧省教育廳高等學(xué)?；究蒲许?xiàng)目 LJKZ0157 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)2022年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃省級(jí)立項(xiàng) S202210142007 第 25卷第12期 55王俊博等 智慧農(nóng)業(yè)預(yù)警及其自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 出相應(yīng)的防治措施 3 該研究從環(huán)境調(diào)節(jié)和外在保護(hù)兩方面鎖 定了農(nóng)作物的生長(zhǎng)趨勢(shì) 讓本產(chǎn)品使用更為合理 2 智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概念 Internet of Things concept of the intelligent agriculture 智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高級(jí)階段 是集新興的互聯(lián)網(wǎng) 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng) 云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體 依托部署在農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種傳感節(jié)點(diǎn) 環(huán)境溫濕度 土壤水分 二氧化 碳 圖像等 和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知 智能預(yù)警 智能決策 智能分析 專家在線指導(dǎo) 為農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)提供精準(zhǔn)化種植 可視化管理 智能化決策 其中 物聯(lián) 網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用較為廣泛 具體體現(xiàn)在智慧農(nóng)業(yè)通 過(guò)應(yīng)用基于物聯(lián)網(wǎng)的先進(jìn)技術(shù)和解決方案 實(shí)時(shí)收集并分析 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)供生產(chǎn)決策的方式 達(dá)到提升運(yùn)營(yíng)效率 擴(kuò)大收 益 降低損耗的目的 近年來(lái) 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 智能灌溉 智能 溫室等多種基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用都已獲得初步成效 在智能溫 室應(yīng)用場(chǎng)景 目前可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)度較高的設(shè)備自動(dòng)化管理 例如對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)水 補(bǔ)光及提供相關(guān)環(huán)境狀況預(yù)警 及自動(dòng)調(diào)節(jié)大棚內(nèi)環(huán)境等功能 3 智慧農(nóng)業(yè)預(yù)警及其自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)需求分析 Demand analysis of intelligent agricultural early warning and its automatic adjustment system 智能溫室預(yù)警及其自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化農(nóng)業(yè)管理 的重要平臺(tái) 其能夠保證資源的合理分配 在農(nóng)作物種植培 育的過(guò)程中受外部環(huán)境變量 例如光照度 水分狀態(tài)及溫室內(nèi) 透氣情況 帶來(lái)的影響較大 而人工和部分自動(dòng)化培育方式不 能應(yīng)時(shí)地關(guān)注農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況 那么 智能溫室具有的提 前預(yù)警及相應(yīng)的自動(dòng)處理功能保證農(nóng)作物一直處在理想的生 長(zhǎng)環(huán)境中 目前 一套較為完善的智能溫室系統(tǒng)通常包括數(shù) 據(jù)采集 數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理及智能控制等功能 本 研究的具體功能如圖1所示 4 圖1 智能溫室功能實(shí)現(xiàn)流程 Fig 1 Function realization process of intelligent greenhouse 數(shù)據(jù)采集功能主要包含對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境變量信息的采 集 例如土壤溫度和濕度 光照度 害蟲(chóng)出現(xiàn)頻率等 利用 無(wú)線傳輸功能將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_(tái) 便于人工的監(jiān) 測(cè) 同時(shí)工作人員也可以操控云平臺(tái)對(duì)溫室內(nèi)部具體模塊發(fā) 出指令 即人為可干預(yù)農(nóng)作物培育 使農(nóng)作物處于適宜的生 長(zhǎng)環(huán)境中 5 數(shù)據(jù)處理是將平臺(tái)數(shù)據(jù)按時(shí)間順序進(jìn)行整理及歸 納等 例如工作人員可以在平臺(tái)實(shí)時(shí)觀測(cè)病蟲(chóng)害發(fā)生頻率 智能控制指的是系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初 設(shè)計(jì)人員在各個(gè)傳感器模 塊中設(shè)定適宜的農(nóng)作物生長(zhǎng)閾值 傳感器接收數(shù)據(jù)并判斷目 前的生長(zhǎng)環(huán)境是否符合閾值參數(shù) 然后進(jìn)行下一步的自動(dòng)化 處理 即智能灌溉 智能補(bǔ)光 害蟲(chóng)及溫控預(yù)警等 上述操 作人工亦可加以干預(yù) 6 4 智慧農(nóng)業(yè)預(yù)警及其自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要功能介紹 Introduction to the main functions of intelligent agricultural early warning and its automatic adjustment system 1 自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能 自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能可以實(shí)現(xiàn)全天不間斷監(jiān) 測(cè) 依托傳感器自動(dòng)獲取農(nóng)業(yè)種植的土壤溫度 濕度 二氧 化碳濃度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 通過(guò)通信模塊遠(yuǎn)程傳輸?shù)皆破脚_(tái) 云 平臺(tái)將數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)中 用戶可通過(guò)云平臺(tái) 微信小程 序客戶端實(shí)時(shí)查看數(shù)據(jù) 以及對(duì)歷史數(shù)據(jù)做對(duì)比和分析 2 視頻監(jiān)控功能 系統(tǒng)通過(guò)攝像頭可以對(duì)大棚進(jìn)行全景 實(shí)時(shí)監(jiān)控 用戶可以在云平臺(tái)實(shí)時(shí)觀看或回放遠(yuǎn)程視頻 用 戶通過(guò)攝像頭可以觀看農(nóng)作物生長(zhǎng)及設(shè)備運(yùn)行情況 同時(shí)基 于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)目標(biāo)葉片遭受病蟲(chóng)害的面積 通 過(guò)分析后判斷是否需要進(jìn)行農(nóng)藥噴灑防治病蟲(chóng)害 還能通過(guò) 小程序報(bào)警 第一時(shí)間通知用戶種植情況 進(jìn)而幫助用戶更 好的管理農(nóng)作物 減少損失 提高產(chǎn)量 3 智能控制功能 系統(tǒng)會(huì)根據(jù)當(dāng)前實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的環(huán)境數(shù)據(jù) 和系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析 當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不在設(shè)置數(shù)據(jù) 范圍內(nèi)時(shí) 系統(tǒng)會(huì)控制大棚補(bǔ)光 補(bǔ)水 通風(fēng)等設(shè)備自動(dòng)化 運(yùn)行 讓農(nóng)作物處于最適宜的生長(zhǎng)環(huán)境 同時(shí)系統(tǒng)會(huì)將設(shè)備 的自啟動(dòng)日志提交到云平臺(tái)上 方便用戶查看 4 預(yù)警報(bào)警功能 當(dāng)監(jiān)測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)超過(guò)用戶設(shè)置環(huán)境參 數(shù)范圍時(shí) 系統(tǒng)會(huì)通過(guò)蜂鳴器 云平臺(tái) 微信小程序等方式 報(bào)警通知用戶 讓用戶第一時(shí)間了解環(huán)境情況 用戶通過(guò)報(bào) 警信息可采取相應(yīng)措施 減少不必要的損失 當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處 于系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置數(shù)據(jù)區(qū)間時(shí) 會(huì)停止報(bào)警信息的發(fā)送 5 智慧農(nóng)業(yè)預(yù)警及其自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) Design of intelligent agricultural early warning and its automatic adjustment system 5 1 系統(tǒng)總體架構(gòu) 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)框架圖如圖2所示 主要 構(gòu)成部分有無(wú)線傳感器采集數(shù)據(jù)模塊 網(wǎng)關(guān)與上位機(jī)智能監(jiān) 測(cè)中心 圖2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)框架圖 Fig 2 Framework of intelligent agricultural greenhouse system based on Internet of Things 傳感器通過(guò)對(duì)農(nóng)田環(huán)境的感知 將收集到的數(shù)據(jù)匯總 給主機(jī) 并將數(shù)據(jù)通過(guò)Arduino連接的發(fā)射端轉(zhuǎn)發(fā)至云平臺(tái) 和小程序端 如果溫室大棚規(guī)模較大 傳感器的數(shù)量會(huì)相對(duì) 較多 可以在傳感器中間安裝緩沖數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn) 將各部分?jǐn)?shù)據(jù) 先進(jìn)行分析處理 傳感器通過(guò)ZigBee無(wú)線網(wǎng)上協(xié)議與終端進(jìn) 行互通作業(yè) 服務(wù)管理平臺(tái)對(duì)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)的分 析后 再根據(jù)大棚系統(tǒng)之前設(shè)定的最優(yōu)閾值數(shù)進(jìn)行分析與對(duì) 比 最后得出結(jié)果 系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)行智能識(shí)別和操作 7 5 2 軟件設(shè)計(jì) 5 2 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 平臺(tái)采用B S的模式結(jié)構(gòu) 考慮到設(shè)備網(wǎng)絡(luò)環(huán)境問(wèn)題 平臺(tái)采用報(bào)文較短的MQTT協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互 MQTT消 息隊(duì)列作為中間件與設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信交互 增加心跳等機(jī) 制 對(duì)設(shè)備的意外下線能夠及時(shí)處理 云平臺(tái)服務(wù)端如圖3所示 使用JAVA語(yǔ)言完成 相較于 其他語(yǔ)言 其開(kāi)發(fā)速度快 系統(tǒng)性能好 云平臺(tái)客戶端分為 兩個(gè)終端 用戶可以在瀏覽器上使用云平臺(tái)監(jiān)控和查看系統(tǒng) 的每個(gè)模塊 頁(yè)面操作簡(jiǎn)潔易懂 方便用戶使用 圖3 智慧農(nóng)業(yè)云平臺(tái)端 Fig 3 Cloud platform of intelligent agriculture 手機(jī)客戶端如圖4所示 采用微信小程序云開(kāi)發(fā) 使用 VUE漸進(jìn)式框架實(shí)現(xiàn)小程序開(kāi)發(fā) 通過(guò)MQTT接口實(shí)現(xiàn)擬實(shí) 體與服務(wù)的雙向通信 實(shí)時(shí)監(jiān)控大棚內(nèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù) 完成指令 傳遞 數(shù)據(jù)收發(fā) 消息同步等功能 通過(guò)控制過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè) 備的操作 小程序云開(kāi)發(fā)操作簡(jiǎn)單 維護(hù)量小 圖4 智慧農(nóng)業(yè)微信小程序端 Fig 4 WeChat applet of intelligent agriculture 5 2 2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)通過(guò)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)智慧大棚內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)境 操 作等信息 然后在數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建多個(gè)表 用于存儲(chǔ)大棚內(nèi)數(shù) 據(jù)和關(guān)鍵設(shè)備啟動(dòng)日志 使用NGINX轉(zhuǎn)發(fā)攝像頭ONVIF協(xié)議 數(shù)據(jù)流 可以實(shí)現(xiàn)大棚內(nèi)視頻的實(shí)時(shí)觀看 5 3 硬件設(shè)計(jì) 采用Arduino單片機(jī)為內(nèi)核 搭配各種傳感器和操作模塊 實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能 傳感器模塊 由于需要對(duì)大棚內(nèi)的環(huán)境變化數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān) 測(cè) 所以研究人員設(shè)計(jì)了自動(dòng)化補(bǔ)光和控溫及補(bǔ)水模塊 采 用光學(xué)傳感器和溫 濕度傳感器 獲取光照溫度和環(huán)境濕度 信息 通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊將這些信息上傳到云端數(shù)據(jù)庫(kù) 并 根據(jù)后臺(tái)記錄的農(nóng)作物生長(zhǎng)數(shù)據(jù)指定對(duì)應(yīng)的操作模塊進(jìn)行對(duì) 應(yīng)操作 降低了管理成本 數(shù)據(jù)傳輸模塊 傳輸模塊采用NB lot模組BC20物聯(lián)網(wǎng)通 信模塊 通過(guò)手機(jī)端小程序及時(shí)為管理人員提供實(shí)時(shí)農(nóng)作物 的生長(zhǎng)數(shù)據(jù) 并根據(jù)農(nóng)業(yè)管理者的要求對(duì)大棚內(nèi)的響應(yīng)模塊 進(jìn)行調(diào)控 自動(dòng)化模塊 自動(dòng)化模塊采用自行設(shè)計(jì)的機(jī)械裝置 根 據(jù)傳感器指令執(zhí)行相關(guān)操作 二氧化碳及氧氣補(bǔ)充裝置外接 二氧化碳和氧氣補(bǔ)充瓶 通過(guò)單片機(jī)下達(dá)指令控制開(kāi)合閥門(mén) 進(jìn)行調(diào)控 補(bǔ)光裝置外接光源設(shè)備 由單片機(jī)內(nèi)核控制光源 的開(kāi)關(guān)及調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度 自動(dòng)補(bǔ)水裝置同理 圖像識(shí)別模塊 通過(guò)安裝攝像頭對(duì)農(nóng)田中的生物進(jìn)行外 56 軟件工程 2022年 12月 觀捕獲并對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)中的生物樣本 定點(diǎn)識(shí)別對(duì)農(nóng)作物不利 的生物 通過(guò)單片機(jī)下達(dá)指令進(jìn)行消滅并上傳數(shù)據(jù)至云端數(shù) 據(jù)庫(kù) 云端數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析并儲(chǔ)存數(shù)據(jù)以便于管理者能清晰 地了解農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境變化 通過(guò)攝像頭也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn) 非法進(jìn)入者 實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)時(shí)報(bào)警 避免遭受不必要的損失 5 4 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)服務(wù)器操作系統(tǒng)采用Linux Ubuntu 18 04 數(shù)據(jù)庫(kù) 采用云數(shù)據(jù)庫(kù)MySQL 8 0 使用Vue框架搭配使用Element UI 對(duì)云平臺(tái)客戶端進(jìn)行開(kāi)發(fā) 使用Vue框架開(kāi)發(fā)微信小程序 5 4 1 數(shù)據(jù)交互實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)采用NB IoT的BC20模塊用于雙向通信 將模塊設(shè) 置為PSM模式 當(dāng)串口中斷觸發(fā)時(shí) 即可接收監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)采集 的溫度 濕度 PH值等信息 模塊與服務(wù)器建立鏈接后 模 塊即可發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器 移動(dòng)端使用MQTT協(xié)議發(fā)布信息 與監(jiān)聽(tīng)topic接收消息 移動(dòng)端連接服務(wù)器主要代碼如下 onShow var that this that client connect mqttUrl that client on connect function console log 成功鏈接mqtt that client subscribe mysmarthome pub function err if err console log 成功訂閱上行數(shù)據(jù)Topic that client on message function topic message console log topic let dataFromDev dataFromDev JSON parse message console log dataFromDev that Temp dataFromDev Temp that Hum dataFromDev Hum that Light dataFromDev Light that Led dataFromDev Led that Beep dataFromDev Beep that PH dataFromDev PH that Co2 dataFromDev Co2 5 4 2 系統(tǒng)報(bào)警功能實(shí)現(xiàn) 當(dāng)移動(dòng)端接收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)用戶設(shè)置環(huán)境參數(shù)范圍時(shí) 系統(tǒng)開(kāi)啟蜂鳴器并且向小程序端進(jìn)行報(bào)警通知 能夠讓用戶 及時(shí)采取措施 減少損失 報(bào)警主要代碼如下 onBeepChange event var that this console log event mp detail let sw event mp detail value if sw that client publish mysmarthome sub BEEP SW 1 else that client publish mysmarthome sub BEEP SW 0 touser OPENID template id TEMPLATE ID page index form id FORMID data keyword1 value keyword2 value emphasis keyword keyword1 DATA 5 4 3 害蟲(chóng)圖像檢測(cè) 采用GrabCut算法去除前景與背景相似時(shí)的背景 圖片 加載后 害蟲(chóng)會(huì)被包圍在一個(gè)矩形框內(nèi) 框外的圖像則被去 除 最終對(duì)于害蟲(chóng)進(jìn)行標(biāo)記 再利用下式高斯混合模型對(duì)前 景和背景進(jìn)行模擬并進(jìn)行新的像素分布生成 8 第 25卷第12期 57王俊博等 智慧農(nóng)業(yè)預(yù)警及其自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 58 軟件工程 2022年 12月 5 5 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn) 本系統(tǒng)采用的是多種傳感器 溫度傳感器 濕度傳感器 光照度傳感器等 監(jiān)測(cè)并自動(dòng)化調(diào)節(jié)的方式管理溫室大棚 主 要連結(jié)點(diǎn)是將Arduino平臺(tái)搭載多種傳感器進(jìn)行預(yù)警及自動(dòng)補(bǔ) 水 補(bǔ)光等操作 并最終上傳數(shù)據(jù)到云平臺(tái) 完成云平臺(tái)與 移動(dòng)端之間的交互 形成可視化界面 本系統(tǒng)使用了溫度 濕度 光照度等傳感器 因此相關(guān) 代碼的設(shè)計(jì)需要整合 傳感器主要應(yīng)用代碼如下 溫濕度傳感器主要代碼如下 void loop int val int dat unsigned char i j val analogRead 0 vall analogRead potpin Serial println vall Serial print DHT humidity 1 Serial print t Serial println DHT temperature 1 lcd setCursor 0 0 lcd print DHT temperature lcd print DHT humidity if vall 4 analogWrite ledpin 200 網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)器主要代碼如下 void updateTemp String temph String te String str at cipst tcp str IP str 80 sendDebug str delay 2000 if Serial find Error monitor print Error return str GET Serial print t cipsnd Serial println str length if Serial find monitor print monitor print str Serial print str boolean connect4G delay 2000 String str at cwjap str SSID str str PASS str sendDebug str delay 5000 6 結(jié)論 Conclusion 為了順應(yīng)農(nóng)業(yè)信息化 產(chǎn)業(yè)化發(fā)展 開(kāi)發(fā)了基于物聯(lián) 網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)大棚管理裝置 實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程對(duì)農(nóng)作物的自動(dòng)化 管理 以及諸如土壤溫度 濕度和當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)等信息的采 集 此外對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化和升級(jí) 能實(shí)時(shí)對(duì)農(nóng)作物 當(dāng)前的生長(zhǎng)狀況進(jìn)行判斷并進(jìn)行自動(dòng)化精確處理 此外 增 加的蟲(chóng)害管制系統(tǒng)也能對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)期間易滋生的害蟲(chóng)進(jìn)行 及時(shí)的上報(bào)和處理 保證農(nóng)作物的安全生產(chǎn) 參考文獻(xiàn) References 1 王宣智 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧溫室大棚蔬菜種植技術(shù)應(yīng)用 探析 J 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 2021 41 36 55 56 2 劉元?jiǎng)?熊剛 面向設(shè)施農(nóng)業(yè)的ZigBee技術(shù)在大棚自動(dòng)化監(jiān)控 系統(tǒng)中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn) J 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 12 97 102 3 崔發(fā)開(kāi) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)病害蟲(chóng)監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用 J 農(nóng)業(yè)工 程技術(shù) 2022 42 18 28 29 4 熊剛 胡啟迪 馬安良 等 基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境信息 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) J 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022 03 100 104 5 宋俊慷 黃秀梅 楊秀增 物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺(tái)在智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)中的應(yīng)用 J 農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技 2020 18 89 91 6 付少華 蘭壬庚 李偉 等 智慧農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) J 節(jié)水灌溉 2022 02 71 74 下轉(zhuǎn)第49頁(yè) 參考文獻(xiàn) References 1 田宇 基于機(jī)器人操作系統(tǒng)的智能移動(dòng)小車目標(biāo)識(shí)別研究 J 軟件工程 2021 24 08 11 15 2 沈念偉 于大泳 基于多信息融合的輪式機(jī)器人定位算法研 究 J 軟件工程 2022 25 09 13 17 3 游有鵬 張宇 李成剛 面向直接示教的機(jī)器人零力控制 J 機(jī) 械工程學(xué)報(bào) 2014 50 3 10 17 4 杜亮 六自由度工業(yè)機(jī)器人定位誤差參數(shù)辨識(shí)及補(bǔ)償方法的 研究 D 廣州 華南理工大學(xué) 2016 5 殷鳳健 梁慶華 程旭 等 基于時(shí)間最優(yōu)的機(jī)械臂關(guān)節(jié)空間軌 跡規(guī)劃算法 J 機(jī)械設(shè)計(jì)與研究 2017 33 05 12 15 6 李小為 胡立坤 王琥 速度約束下PSO的六自由度機(jī)械臂時(shí) 間最優(yōu)軌跡規(guī)劃 J 智能系統(tǒng)學(xué)報(bào) 2015 10 3 393 398 7 王學(xué)琨 李剛 周東凱 等 基于DE的時(shí)間最優(yōu)6 DOF機(jī)械臂 軌跡規(guī)劃算法 J 計(jì)算機(jī)仿真 2015 32 8 332 337 8 王川 金曉怡 陳志鵬 等 6 DOF拋光工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)空間軌 跡規(guī)劃研究 J 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2020 11 271 274 9 錢(qián)文學(xué) 宋帥 李昊 等 基于混合樣條曲線的換刀機(jī)器人換 刀軌跡規(guī)劃研究 J 東北大學(xué)學(xué)報(bào) 自然科學(xué)版 2021 42 10 1427 1434 10 肖建新 張輝 李炳燃 等 基于改進(jìn)圓弧轉(zhuǎn)接的直線段連續(xù)過(guò) 渡算法 J 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) 2019 25 09 2248 2255 11 EVGEBIEVICH I S TATIANA Z TATIANA V et al Mathematical modeling of the dynamics of 3 DOF robot manipulator with software control J Procedia Computer Science 2020 178 7 311 319 12 王濤 陳立 郭振武 等 基于圓弧轉(zhuǎn)接和跨段前瞻的拾放操作 軌跡規(guī)劃 J 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) 2019 25 10 2648 2654 13 李鵬浩 七自由度冗余空間機(jī)械臂多目標(biāo)軌跡規(guī)劃研究 D 哈爾濱 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018 作者簡(jiǎn)介 陳登錢(qián) 1995 男 碩士生 研究領(lǐng)域 智能路徑規(guī)劃 孔維賓 1982 男 博士 副教授 研究領(lǐng)域 電子信息 智 能算法 王德智 1987 男 本科 工程師 研究領(lǐng)域 控制系統(tǒng) 機(jī) 器人 孔祥曄 1998 男 碩士生 研究領(lǐng)域 智能控制系統(tǒng) 信號(hào) 檢測(cè) 平 欣 1996 男 碩士生 研究領(lǐng)域 系統(tǒng)與自動(dòng)控制 7 馬佳力 謝婭婭 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)的研究與實(shí) 現(xiàn) J 信息通信 2019 01 134 135 8 LI Y WANG H DANG L M et al Crop pest recognition in natural scenes using convolutional neural networks J Computers and Electronics in Agriculture 2020 169 105174 作者簡(jiǎn)介 王俊博 2001 男 本科生 研究領(lǐng)域 智能物聯(lián) 杜洪波 1977 男 碩士 副教授 研究領(lǐng)域 數(shù)據(jù)挖掘與機(jī) 器學(xué)習(xí) 梁振華 2002 男 本科生 研究領(lǐng)域 智能物聯(lián) 戴煜仁 2002 男 本科生 研究領(lǐng)域 智能物聯(lián) 上接第58頁(yè) 上接第62頁(yè) 2 黨向盈 鞏敦衛(wèi) 姚香娟 基于統(tǒng)計(jì)分析的弱變異測(cè)試可執(zhí)行 路徑生成 J 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào) 2016 39 11 2355 2370 3 NGUYEN Q V MADEYSKI L Addressing mutation testing problems by applying multi objective optimization algorithms and higher order mutation J Intelligent and Fuzzy Systems 2017 32 2 1173 1182 4 SAXENA A PRASAD M GUPTA A A review of clustering techniques and developments J Neurocomputing 2017 267 6 664 681 5 PAPADAKIS M MALEVRIS N Automatically performing weak mutation with the aid of symbolic execution concolic testing and search based testing J Software Quality 2011 19 4 691 723 6 DANG X Y GONG D W YAO X J Enhancement of mutation testing via fuzzy clustering and multi population genetic algorithm J IEEE Transactions on Software Engineering 2022 23 4 2426 2463 7 NISHTHA J BHARTI S SHWETA R Systematic literature review on search based mutation testing J E Informatica Software Engineering 2017 11 1 61 78 8 AICHERNIG B K TAPPLER M Efficient active automata learning via mutation testing J Automated Reasoning 2019 63 4 1103 1134 作者簡(jiǎn)介 黨向盈 1978 女 博士 副教授 研究領(lǐng)域 軟件測(cè)試 進(jìn) 化算法應(yīng)用 李金鳳 1980 女 碩士 實(shí)驗(yàn)師 研究領(lǐng)域 計(jì)算機(jī)應(yīng)用 軟件開(kāi)發(fā) 第 25卷第12期 49陳登錢(qián)等 面向三自由度平面關(guān)節(jié)機(jī)器人的 S 形軌跡規(guī)劃算法研究