基于Hadoop的智能温室监控系统的设计与研究

来源 :吉林农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:abc0454
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
中国作为世界第一的发展中国家,并且是传统的农业大国,在多数领域都有了长足的发展。随着信息化时代的来临,传统农业已经不能满足现代化农业技术的需求,高昂的人力物力都是对于农耕行业的挑战。因此,提高当前情况下的农作物科学种植技术并准确的获取农作物生长信息,从农作物生长过程中产生的海量数据挖掘出科学的种植建议也成为了当前的热门话题。针对上述问题,可以将传统种植业与当前的信息技术相结合,形成一种智能、科学的种植方式,通过对播种、种植、采集过程中数据的收集与处理,并在种植过程中科学合理的运用自动化设备代替传统手工种植的方式,可以很大程度的减少人力物力的消耗。本文通过无限传感网络对温室内环境进行监控与调节,通过Hadoop分布式存储与处理,完成对种植过程中农业大数据的采集与历史数据分析,对合理的种植生产条件提出建议,并且基于数据挖掘技术进行对历史数据的关联规则挖掘,得出优质的种植条件。本文介绍了基于Hadoop分布式处理模式针对温室环境的监控系统,整体结构主要包括信息采集部分、主控制器部分、控制器件部分,无线传感网络部分,Hadoop架构部分,数据处理部分以及人机交互。该系统能对温室环境参数(如温度、湿度、光照强度、气体浓度等指标)进行实时监测,并能智能化地根据设定的环境指标上下限自动或通过软件系统控制相关设备,最终达到将参数控制在设定的范围,达到提高作物产量,科学生产的目的。在Hadoop分布式处理结构中,设计了基于Mapreduce架构的方式,通过Apriori算法完成对生产数据的数据挖掘,为了解决原始Apriori算法在频繁项集上扫描整个数据库浪费时间和空间的问题,通过采用基于频繁项目集挖掘算法(FIM)来减少项目集,并在其基础上优化并行算法和针对特定集群分区的方法,使用温室蔬菜生长环境数据与产量数据进行试验,改进算法在平均时间复杂度方面优于原始算法,改进算法的平均运行时间仅为原算法62.5%。实验表明新算法适合大规模数据挖掘,特别是候选项与处理事务的数量较大的情况,算法性能有明显的提高。经过多种优化及对于系统软件的设计,该系统具有功耗低,稳定性好,可迁移度高,适应性好且自动化程度高等特点。工作人员可以通过pc端完成对温室内的环境监控,数据采集与分析,并通过调整各类参数构建科学的种植环境,初步实现了农业现代化与农业精准化。
其他文献
电能在人类社会中是一种十分重要的能源形态,而输电线路是整个电能输送与交换的核心枢纽。然而随着输电网的扩大,对输电线路进行定期检查、巡视的任务越加繁重。为了进一步减轻作业负担,智能化无人机巡检技术便成为研究的热点。本文基于无人机图像进行了输电线路提取和连接的研究,并进行了输电线路的自动跟踪仿真,为将来利用无人机进行巡线自动导航和电力走廊三维模型建立奠定了基础。本文的主要研究工作与总结如下:(1)设计
量子点是实现高饱和颜色以及广色域的显示器和电视的理想选择,具有极好的应用前景。目前,制约量子点显示技术商业化的主要因素是器件的稳定性,因此本文将从引起量子点器件老化的原因入手,对其寿命进行研究,进而提升器件的稳定性,文章内容如下:(1)影响量子点光致发光器件寿命的主要因素是氧气和温度,本文使用双层玻璃预封装量子点材料,研究CSP和SMD两种封装方式对器件的影响。通过预封装以及多层隔绝水氧的设计,减
钢带式轮胎试验台是一种新型的汽车道路模拟试验设备,采用双滚筒张紧钢带的传动结构,通过钢带模拟路面进行汽车的道路模拟试验,为了提高钢带承载能力,减少钢带磨损以及降低能
巴贝虫(Babesia)是一类经蜱虫传播的血液寄生型原虫,至今共发现100余种,其中多种可引起人兽共患的巴贝虫病,本研究涉及到的田鼠巴贝虫(Babesia microti)就是人巴贝虫病的病原
地铁作为一种广泛应用于解决城市拥堵问题的交通系统,在目前城市发展中占据重要地位。安全和舒适是对地铁系统运营的基本要求。本着以人为本、高效节能和精细化管理的理念,必须解决地铁内部日益突出的热环境问题。而解决这一问题的有效途径是科学地调控地铁内部热环境状态。因此,需对地铁热环境状态进行连续监测分析,并结合地铁车站的全场热环境模拟来预测和掌握热环境状态的变化规律,以便为地铁内部环境调控及系统运行优化提供
从新中国成立至1965年,甘肃民族贸易经历了起步、发展调整、再发展的过程。即1949-1952年的积极开创时期、1953-1957年的蓬勃发展时期、1958-1961年的挫折困顿时期、1962-1965年的稳步发展四个阶段。在这四个阶段中,甘肃省在党中央的领导下,根据国家的民族贸易方针政策,结合甘肃省的地域特点和民族特点开展民族贸易工作,成立国营民族贸易机构,成立民族贸易公司,普遍建立民族贸易的商
烷基叠氮化合物是一类非常重要的有机合成中间体,在材料化学、医学及化学生物学等领域均有极大地应用。其中叠氮基团可以进一步发生反应,得到胺类、三氮唑类等化合物。基于烷
细胞增殖的过程是高度严谨和复杂的,受到细胞内外多种因素的调控。CCAR1(Cell-Cycle and Apoptosis Regulator 1)基因是新发现的一类转录调控因子,属于细胞核周磷酸蛋白,该基
我国白钨矿资源储量丰富,但普遍品位低、共伴生矿物组成复杂。尤其白钨矿与含钙脉石矿物如方解石、萤石因具有相似的表面物理化学性质和复杂的溶液化学行为导致其分选更为困
冷却塔是火电厂以及核电站的重要组成部分。装机容量的不断增大使得混凝土双曲冷却塔趋于超大型化,进而导致冷却塔结构的抗震性能开始被重视起来。另一方面,由于冷却塔特殊的