农场作物环境监测分析系统

　　为了方便农户查看土壤情况有效帮助农户防灾减灾，实现农场作 物的在线监测，本文设计了一套基于物联网技术的土地管理设备——农 产作物环境监测分析系统，该系统采用 STM32 单片机、ESP8266、 DHT11、BHT - D 型 PH 复 合 电 极 模 块、 云 服 务 器、Android、 MyBatis、MVP、Retrofits 等技术，通过在多种不同环境中检测到农 场土壤的温度湿度 PH 值数据，将硬件采集到的数据和分析的结果通过 软件的交互界面展现给农户，根据具体情况对作物进行施肥、灌溉、加 温等操作，实现对农作物环境的远程监测和控制。

　　农业生产是我国国民经济的重要支柱，目前虽然农业现 代化取得较大的发展，但是农业生产管理方式还是古老的管 理方式，采用田间巡视，手工灌水、施肥等，既不科学也不 严谨，无法做到较好的管理。另外，农作物也受土地湿度， 盐碱度，光照强度等因素影响显著，如果缺乏对这些因素实 时检测，会导致植根腐烂，作物缺水，营养不良等多种问题， 严重影响作物产量。

　　为了解决这一系列的问题，需要设计一 种能够实现现代化土地管理的设备，能够实现土地信息的采 集以及部分工作的智能化。 基于物联网的现代化农业是发展趋势，在农业生产过程 中需要持续的采集分析数据从而帮助作物生长提高作物的产 量。基于物联网的农业要做到标准化、数字化以及网络化。 对于数据的采集要稳定、高效、广泛。诸如对温度、湿度、 天气情况的采集可以在一定程度上帮助农户提高效率以及精 准的防灾。

　　系统技术路线 农场作物环境的监测的实现是从硬件到云服务器再到 移动端，该系统是一个软硬结合的种植管理技术;一套基于 物联网技术的土地管理设备，在土地中使用不同的传感器形 成配合，全天候的为检测土地温湿度，盐碱度，光照强度等 土地数据并将数据通过无线网络上传至服务器端，并将这些 数据传输到农户的移动端提供给农户进行查看，在服务器端 加入深度学习算法，通过土地检测设备采集到的数据分析土壤情况，计算作物生长曲线，并提示用户对土地进行处理。 同时加入远程控制系统，让用户能够做到远程控制对土地的 浇灌，通风，补光等操作。既保证了硬件能够在实地进行采 集上传数据又保证了移动端软件可以广泛使用不受区域的限 制。

　　主要的组 成内容有器件、手机、电、云服务器等。土壤环境监测软件平台设计 软件系统主要是面向移动端用户的系统模块。系统模块 包括远程操作模块、用户登录注册模块、天气土壤数据模块、 历史操作模块、智能推送模块。 软 件 方 面 采 用 的 是 Rxjava+Retrofit+MVP 框 架 进 行 设 计 的。

　　采 用 了 前 后 端 分 离 的 形 式 进 行 开 发， 采 用 Okhttp 实现了通信请求。软件后端开发中采用的是 Spring FrameWork 框架，Restful 接口实现了异步功能，通过异 步的方式可以实现数据处理和数据交换，并将处理结果返回 到安卓。数据库主要采用 MySQL 用于据持久化，在后端利 用 Maybatis 的异步接口进行数据交换，即异步 IO，缓存采 用的是 Redis。 土壤环境监测硬件平台设计 硬件系统平台主要是对土壤环境监测的系统模块。硬件 系统主要提供的是温度湿度数据采集、PH 数据采集、时钟 模块、Wifi 模块、延迟模块等等。

　　各 个 模 块 是 搭 建 在 STM32 单 片 机 上 用 户 通 过 硬 件 设备可以采集到土壤中的温度湿度 PH 值信息，PH 值是 根 据 采 集 到 的 电 压 的 值 进 行 对 应 的 转 换， 电 压 范 围 是 在 1000 ～ 5000 之间对应的 PH 值是在 1 ～ 14 之间，PH 读 取到的数值采用 DAM 通道进行存储 数据，采用信道顺序周期性的采样。

　　再通过 ESP8266wifi 模块的串口对数据传输， 其中温度湿度采用的硬件设备是 DHT11、采集 PH 的设备 是 AAS PH 复合电极模块，温湿度采集中单片机通过获取 5 位的数据然后转换为十进制数据， PH 值的采集是通过设 备检测到的电压值进行相应的转换为 PH 值，并且做好时钟 延迟功能。硬件设备主要包括了温度模块湿度模块 Wifi 模 块 PH 模块，各个模块是搭载在 STM32 单片机上。硬件模 块实现了实时采集数据周期性采集数据稳定传输数据。

　　农作物论文范例：辽宁地区典型农作物生育期耗水规律分析

　　总结

　　农场环境监测分析系统从硬件，软件，算法均涉及涵盖， 系统集成化高，根据采集消息自动测算土壤信息，规划种植 需求以及参数，实现提醒用户进行合理的土地维护，从而提 高土壤适合生长程度，为作物提供良好生长环境。利用计算 机软件来实现科技与现实技术相结合的手段带动农产业的发 展，从而使我国的农业发展的更好，人们更能轻松的管理农 作物。