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基于GPS的现代农业信息计算机采集系统的研究

作　者: 李伟民
导　师: 裘正军
学　校: 浙江大学
专　业: 生物系统工程
关键词: 农田信息 数据采集 GPS技术 传感器技术 嵌入式技术
分类号: S126
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 375次
引　用: 6次
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内容摘要


中国是世界上最主要的农业大国,随着21世纪计算机技术和微电子技术的发展,CPU技术和嵌入式技术越来越多的应用于农业领域,推动粗放型农业向知识型、技术型的现代化精细农业的转变。我国的精细农业现处于起步阶段,精细农业实施的最大障碍是在农田信息高密度、高速度、高准确度、低成本获取技术的研究上。 本文结合我国的实际情况,将嵌入式设计技术应用于精细农业,重点研究了基于GPS、传感器技术及嵌入式微处理器的农田信息的采集与处理技术,设计了一种实用的农田环境信息采集管理系统。 本论文主要的研究内容包括: (1) 研究了基于多传感器的农田信息采集技术,通过对传感器数据采集的原理和应用的研究,实现了空气温湿度、土壤含水率、土壤pH值、土壤电导率、光照度、风速等农田信息的传感器快速采集。 (2) 研制了基于嵌入式单片机的农田信息采集仪。该仪表具有数据采集处理、数据存储管理、LCD液晶显示、通讯、打印等强大的功能。 (3) 研究了GPS定位技术在农田信息采集中的应用,满足了精细农业中对精确定位的要求,研究了GPS接收机与数据采集仪的硬件接口及通讯协议格式,完成了GPS定位信息和农田环境信息的结合。 (4) 研究了数据采集仪与上位计算机之间的无线数据通讯方法,设计了基于GSM网络的短消息通讯接口及软件,实现了农田信息的远程实时传输,可用于野外测量和低成本无线测量网络的建设。 (5) 开发了农田信息采集系统的上位机管理软件,实现了数据的接收、数据的处理和管理,并且可以方便地与外部处理系统如WebGIS、DSP和专家系统等结合,为农业决策做好准备。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-9
第一章 绪论  9-16
  1.1 前言  9-10
  1.2 农田信息采集技术  10-11
    1.2.1 农田信息的特性  10-11
    1.2.2 我国农田信息采集的特点  11
  1.3 嵌入式技术及在农田信息采集中的应用  11-14
    1.3.1 嵌入式系统结构  11-12
    1.3.2 嵌入式系统特点  12-13
    1.3.3 嵌入式系统在农业方面的应用  13-14
  1.4 课题的研究内容  14-16
第二章 数据采集仪硬件设计  16-39
  2.1 农田信息采集处理系统总体设计  16-18
  2.2 传感器子系统  18-29
    2.2.1 温度、湿度测量模块  19-20
    2.2.2 土壤水分测量模块  20-22
    2.2.3 溶液pH值测量模块  22-24
    2.2.4 土壤溶液电导率测量模块  24-26
    2.2.5 土壤压实度测量模块  26-27
    2.2.6 风速传感器  27-28
    2.2.7 光照度传感器  28-29
  2.3 A／D转换子系统  29-30
  2.4 键盘、显示及存储子系统  30-34
    2.4.1 键盘子系统  30-31
    2.4.2 显示子系统  31-33
    2.4.3 存储子系统  33-34
  2.5 GPS子系统  34-36
  2.6 微型打印机子系统  36-38
  2.7 本章小结  38-39
第三章 数据采集仪软件设计  39-49
  3.1 采集仪软件功能描述  39-40
  3.2 系统主程序设计  40-41
  3.3 数据采集子程序  41-45
    3.3.1 模拟量的测量  41-43
    3.3.2 频率量的测量  43
    3.3.3 数字量的测量  43-45
  3.4 功能项子程序设计  45-48
    3.4.1 数据存储功能  45-46
    3.4.2 数据查寻功能  46
    3.4.3 数据删除功能  46
    3.4.4 数据传输功能  46-47
    3.4.5 数据打印功能  47-48
  3.5 本章小结  48-49
第四章 数据采集仪与上位机通讯技术研究  49-56
  4.1 单片机通讯技术  49-51
    4.1.1 有线通讯  49-50
    4.1.2 无线通讯  50-51
  4.2 基于GSM网络的数据通讯系统设计  51-55
  4.3 本章小结  55-56
第五章 上位机软件设计  56-64
  5.1 上位机软件总体功能结构  56-57
  5.2 通讯流程与实现  57-60
    5.2.1 MSComm控件  57-58
    5.2.2 软件设计  58-60
  5.3 信息处理软件  60-61
  5.4 WebGIS应用  61-63
  5.5 本章小结  63-64
第六章 试验和结果分析  64-70
  6.1 农田温湿度测量试验  64-66
    6.1.1 材料与方法  64-65
    6.1.2 结果及讨论  65-66
  6.2 农田土壤信息采集试验  66-70
    6.2.1 材料与方法  66-67
    6.2.2 试验结果：  67-70
第七章 全文总结和展望  70-72
  7.1 全文总结  70
  7.2 研究工作展望  70-72
致谢  72-73
参考文献  73-76

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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 农业物理学 > 电子技术、计算机技术在农业上的应用
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