基于数据融合的设施农业综合管控系统设计与实现

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设施农业是实现精细化农业的重要途径,其基本原理是通过调控相对可控的动植物所处环境参数来实现动植物高效生产的一种智能化农业方式,具有智能化程度高、缓解土壤连作障碍、节能、节水、节肥、准确感知动植物生长环境信息等优势,对降低人力成本、提高动植物生产效益、保障高质量农产品供给具有积极意义。目前,我国设施农业产业发展水平参差不齐,尚未形成完整的产业链,对现有的设施和技术缺乏有效的整合分配,导致我国设施农业产业发展长期停留在较低水平。此外,用于感知与融合动植物生长环境特征信息的核心设备长期依赖进口,也很大程度上制约了我国设施农业产业的良性发展。在此背景下,本文分析采用了一种基于多传感器数据融合的动植物生长环境信息感知与融合算法,并开发了对应的管控系统。针对基于多传感器数据融合的设施农业综合管控系统根据需求划分为上位机子系统和下位机子系统。其中,上位机子系统,采用SSH框架以及SQL Server 2012数据库,选用工作流技术为主要技术,利用多传感器数据融合技术和无线传感器网络技术,实现对动植物生长环境信息的感知与融合,从而实现动植物生长效率的最大化,通过测试表明,系统具有较好的界面友好性,运行稳定,易于操作;下位机子系统,采用STM32F103RBT6作为主控芯片,配备免维护高精度电源模块,无线通信模块、动植物生长环境信息采集传感器集群模块,采用多传感器数据融合算法实现多类型动植物生长环境信息的有序存储与传输。此外,系统设有人机交互按键模块,可以实现系统时间、传输周期等参数的设置,从而可以更广泛的适应各种设施农业应用场合。该系统以华东某地为例进行了实际应用测试,实验结果表明:整个系统工作状态稳定,具有较强的鲁棒性,多类型传感器数据传输有序,可以有效监测并管控设施农业中的动植物生长环境信息,对促进我国设施农业良性发展具有积极意义。
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