基于云平台的水稻浸种测控系统设计研究

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水稻作为重要的粮食作物,也是我国大部分人的主食。水稻浸种是水稻种植过程中的重要环节。目前我国大部分农户仍依据经验并采用传统的水稻浸种方法完成水稻浸种,但是由于人工的各种不确定性,对浸种温度、氧气等环境因素难以掌握以及处理不及时而产生的烧芽、烂芽等情况时有发生,从而降低水稻种子的萌发率,使水稻产量降低。随着物联网、云技术的日益发展,水稻种植技术不能只靠过去的经验,而应该将水稻种植经验与现代科学技术相结合,完成水稻浸种设备的自动化、智能化,使水稻种子在适宜环境下进行浸种催芽,从而来保证水稻种子的发芽率。针对上述问题,本文以水稻浸种为研究对象,其主要工作内容如下所示:1.对系统设计的关键技术进行介绍,确定了下位机采集控制、系统通信、传感器位置布局以及云服务器界面显示等系统技术逻辑方案。2.通过对水稻浸种环境因子的深入分析,完成水稻浸种设备系统的结构设计方案,其主要确定了水稻调温箱与水稻浸种箱均采用乙烯-醋酸乙烯三层共聚无滴保温防老化双层塑料薄膜为温室的覆盖材料和系统的水循环系统设计。3.主要完成水稻浸种设备的硬件设计和One NET云平台的部署与实现。其硬件设计通过对水稻浸种箱和水稻调温箱功能需求进行分析,确定了浸种设备核心控制器,同时完成采集传感器、电源模块以及继电器的硬件电路设计。其云平台的设计通过对云平台概述,确定了应用层通信协议并完成水稻浸种的设备接入、开发以及部署,实现水稻浸种箱的数据存储、远程控制以及报警等功能。4.主要完成系统软件设计以及算法研究,其中软件设计主要完成下位机数据采集、视频采集监控以及树莓派、STM32节点、One NET云平台三者之间的数据交互,实现水稻浸种系统数据传输、上传以及远程控制功能。其算法研究首先通过基于信任度的多传感器数据融合算法,将下位机温度采集数据进行融合,之后采用水稻浸种的温度控制算法对融合数据达到精准控制。本论文实现了基于云平台的水稻浸种测控系统,利用此系统能够实时掌握浸种箱内的环境因素并且及时远程做出决策,使水稻浸种箱温湿度等环境因素保持动态平衡,使种子在浸种催芽过程中一直保持适宜环境,从而来降低水稻浸种过程烂芽、霉芽等情况的发生,提高水稻种子的萌发率,对水稻生产做出积极贡献。
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