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基于GSM的农田气象信息远程监控系统

郭志伟  
【摘要】:农业信息化是现代农业的发展趋势。近年来,农田信息获取的方法和手段不断提高和丰富。但从总体上看,还存在一些有待解决的问题,如:农田信息采集过程手段还相对落后、效率不高;传输方式受布线难、成本高、传输距离有限、入网许可等限制;以及由于农田分布散、设备多,管理工作还存在信息种类多、数据量大、难管理等不足。 针对目前精细农业中农田信息采集领域存在的问题,本研究提出了将嵌入式技术、无线传输技术和Internet结合应用到农田气象信息采集和管理中,为农田气象信息的获取、管理和分析提供新手段、新方法。其意义在于结合了传统数据采集方法的优点,以广泛覆盖的GSM无线网络为基础,配合成熟的Internet网构建了一个层次型网络模型(无线网络采集节点+监控中心+手机用户和网络用户)来实现系统中各类参数信息(气象信息、控制信息、请求信息和查询信息)的有效传输、识别和管理,既克服了传统远程监控方式中的不足,同时又能提供手机授权用户和Internet授权用户查询。本系统可为人工调节小气候和农作物的栽培管理、作物的合理布局、农业的区划和规划等提供信息支持,另外还可提供农业气象预报和情报服务,极大地方便了用户对农田信息的管理和决策。最后,论文结合实际应用对系统性能进行了分析,并在昆明理工大学白龙校区试验田里进行了野外实验,结果表明:该方案系统结构模型合理,软硬件设计可行,具有灵活的扩充性和伸缩性,技术性能可以满足农田气象信息远程监控的实际需要。 本论文研究的主要内容和成果有: (1)通过大量资料的收集,分析了国内外农田信息采集的现状及存在的问题,讨论了课题研究对象的特点和意义,总结出基于无线网络技术的远程监控系统是农田气象信息获取的发展方向和趋势。 (2)比较了传统农田信息采集过程中通信方式的技术特点,探讨了GSM. GPRS和CDMA等多种无线通信方式的原理和特点,并着重根据本课题研究对象的特点对各种通信方式进行比较和分析,验证了基于GSM网络SMS业务的通信方式可以满足本课题对农田气象信息远程监控的要求。 (3)设计开发了一种无线网络采集节点(包括传感器、核心板、采集箱等)和通信终端(与监控中心PC机连接),并用C语言编写了相应的采集软件,该采集节点提供了按键发送、定时发送和报警发送三种工作方式,具体实现了农田环境信息的定时采集、存储、显示、传输和预警。 (4)通过VB. NET和SQL Server数据库结合编程,开发了基于VB.NET和SQL Server平台的监控中心管理软件,该软件可支持手机授权用户查询。此外,为方便网络用户查询,并利用ASP. NET开发了浏览器端软件,实现了农田气象信息的管理和网络发布。 (5)开发了采集节点与监控中心、监控中心与手机授权用户两个应用层协议,保证了系统中各类参数信息的有效传输和识别,减小了信息阻塞现象。 (6)对系统开发过程中应用的几个关键技术,如:电路版的设计和制作、协议打包和解压、短消息群发、数据库管理等进行了研究,解决了系统开发中的关键问题。


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