基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室花卉智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)用水量日益增大，水資源緊缺的問(wèn)題日漸突出，尤其是在農(nóng)業(yè)灌溉方面普遍采用人工漫灌的傳統(tǒng)灌溉方式，造成了水資源很大化程度上的浪費(fèi)，同時(shí)也造成農(nóng)作物不能正常生長(zhǎng)的問(wèn)題。鑒于當(dāng)前傳統(tǒng)灌溉的種種劣勢(shì)，本文針對(duì)大面積種植的溫室花卉設(shè)計(jì)了一套基于 ZigBee無(wú)線采集的智能灌溉控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)以CC2530 ZigBee模塊為基礎(chǔ)，以MSP430單片機(jī)為微控制器，實(shí)現(xiàn)花卉土壤濕度、溫度和光照強(qiáng)度生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)的無(wú)線采集和傳

2、輸，并且在上位機(jī)數(shù)據(jù)界面顯示；利用花卉灌溉歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)進(jìn)行花卉灌溉量的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)花卉的智能灌溉。
　　智能灌溉系統(tǒng)主要包括終端采集節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、MSP430微控制器模塊、上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示界面以及 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模塊六個(gè)部分。其中系統(tǒng)硬件部分，終端搭載SM2801BD土壤濕度傳感器、DS18B20溫度傳感器和 TSL2561光照強(qiáng)度傳感器，實(shí)現(xiàn)花卉土壤濕度、溫度、光照強(qiáng)度生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，通過(guò)無(wú)線傳感

3、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，然后與MSP430微控制器通過(guò)UART串口通信，將接收的花卉生長(zhǎng)環(huán)境信息分析處理后通過(guò)RS232串口傳送。
　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分主要包括：終端節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與MSP430微控制器UART串口通信軟件設(shè)計(jì)、花卉生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)顯示界面軟件設(shè)計(jì)。終端節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)確保土壤濕度、溫度以及光照強(qiáng)度三路傳感器能夠?qū)崟r(shí)采集花卉生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)建立和終端節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)的關(guān)鍵

4、。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與MSP430微控制器URAT通信程序確保雙方可以互相收發(fā)數(shù)據(jù)，花卉生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)顯示界面軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和MSP430微控制器轉(zhuǎn)發(fā)的花卉生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。系統(tǒng)根據(jù)采集的三個(gè)花卉生長(zhǎng)環(huán)境參量實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)花卉所需灌溉量，實(shí)現(xiàn)花卉灌溉的人工智能。
　　通過(guò)對(duì)系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行了多次調(diào)測(cè)試，系統(tǒng)的各項(xiàng)軟硬件模塊都基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期功能目標(biāo)，同時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本以及功耗也比較低，并且將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)技術(shù)引入到了花卉智能灌