農場作物環境監測分析系統

　　為了方便農戶查看土壤情況有效幫助農戶防災減災，實現農場作物的在線監測，本文設計了一套基于物聯網技術的土地管理設備——農產作物環境監測分析系統，該系統采用STM32單片機、ESP8266、DHT11、BHT-D型PH復合電極模塊、云服務器、Android、MyBatis、MVP、Retrofits等技術，通過在多種不同環境中檢測到農場土壤的溫度濕度PH值數據，將硬件采集到的數據和分析的結果通過軟件的交互界面展現給農戶，根據具體情況對作物進行施肥、灌溉、加溫等操作，實現對農作物環境的遠程監測和控制。

　　農業生產是我國國民經濟的重要支柱，目前雖然農業現代化取得較大的發展，但是農業生產管理方式還是古老的管理方式，采用田間巡視，手工灌水、施肥等，既不科學也不嚴謹，無法做到較好的管理。另外，農作物也受土地濕度，鹽堿度，光照強度等因素影響顯著，如果缺乏對這些因素實時檢測，會導致植根腐爛，作物缺水，營養不良等多種問題，嚴重影響作物產量。為了解決這一系列的問題，需要設計一種能夠實現現代化土地管理的設備，能夠實現土地信息的采集以及部分工作的智能化。

　　農業論文投稿期刊：《中國農業科學》創刊于1960年，由農業部主管，中國農業科學院主辦的綜合性農牧業科學學術刊物。國內統一刊號：CN11-1328/S，國際刊號：ISSN0578-1752，郵發代號2-138。主要發表我國農牧業科學在基礎理論和應用技術方面的學術論文、重要科研成果和專題報告及各學科研究進展綜述等。

　　基于物聯網的現代化農業是發展趨勢，在農業生產過程中需要持續的采集分析數據從而幫助作物生長提高作物的產量。基于物聯網的農業要做到標準化、數字化以及網絡化。對于數據的采集要穩定、高效、廣泛。諸如對溫度、濕度、天氣情況的采集可以在一定程度上幫助農戶提高效率以及精準的防災。

　　系統技術路線農場作物環境的監測的實現是從硬件到云服務器再到移動端，該系統是一個軟硬結合的種植管理技術;一套基于物聯網技術的土地管理設備，在土地中使用不同的傳感器形成配合，全天候的為檢測土地溫濕度，鹽堿度，光照強度等土地數據并將數據通過無線網絡上傳至服務器端，并將這些數據傳輸到農戶的移動端提供給農戶進行查看，在服務器端加入深度學習算法，通過土地檢測設備采集到的數據分析土壤情況，計算作物生長曲線，并提示用戶對土地進行處理。同時加入遠程控制系統，讓用戶能夠做到遠程控制對土地的澆灌，通風，補光等操作。既保證了硬件能夠在實地進行采集上傳數據又保證了移動端軟件可以廣泛使用不受區域的限制。

　　主要的組成內容有器件、手機、電、云服務器等。土壤環境監測軟件平臺設計軟件系統主要是面向移動端用戶的系統模塊。系統模塊包括遠程操作模塊、用戶登錄注冊模塊、天氣土壤數據模塊、歷史操作模塊、智能推送模塊。軟件方面采用的是Rxjava+Retrofit+MVP框架進行設計的。采用了前后端分離的形式進行開發，采用Okhttp實現了通信請求。

　　軟件后端開發中采用的是SpringFrameWork框架，Restful接口實現了異步功能，通過異步的方式可以實現數據處理和數據交換，并將處理結果返回到安卓。數據庫主要采用MySQL用于據持久化，在后端利用Maybatis的異步接口進行數據交換，即異步IO，緩存采用的是Redis。土壤環境監測硬件平臺設計硬件系統平臺主要是對土壤環境監測的系統模塊。硬件系統主要提供的是溫度濕度數據采集、PH數據采集、時鐘模塊、Wifi模塊、延遲模塊等等。

　　各個模塊是搭建在STM32單片機上用戶通過硬件設備可以采集到土壤中的溫度濕度PH值信息，PH值是根據采集到的電壓的值進行對應的轉換，電壓范圍是在1000～5000之間對應的PH值是在1～14之間，PH讀取到的數值采用DAM通道進行存儲數據，采用信道順序周期性的采樣。再通過ESP8266wifi模塊的串口對數據傳輸，其中溫度濕度采用的硬件設備是DHT11、采集PH的設備是AASPH復合電極模塊，溫濕度采集中單片機通過獲取5位的數據然后轉換為十進制數據，PH值的采集是通過設備檢測到的電壓值進行相應的轉換為PH值，并且做好時鐘延遲功能。硬件設備主要包括了溫度模塊濕度模塊Wifi模塊PH模塊，各個模塊是搭載在STM32單片機上。硬件模塊實現了實時采集數據周期性采集數據穩定傳輸數據。

　　總結

　　農場環境監測分析系統從硬件，軟件，算法均涉及涵蓋，系統集成化高，根據采集消息自動測算土壤信息，規劃種植需求以及參數，實現提醒用戶進行合理的土地維護，從而提高土壤適合生長程度，為作物提供良好生長環境。利用計算機軟件來實現科技與現實技術相結合的手段帶動農產業的發展，從而使我國的農業發展的更好，人們更能輕松的管理農作物。

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