设施温室论文提纲,物联网云平台论文提纲

基于NB-IoT的设施温室监控系统的研究

摘要：针对我国设施温室环境因子的调控和控制管理技术中存在的一些问题,本文的研究内容是以无线传感网络技术、物联网技术、近距离无线传输技术、云服务等技术来实现感知设施温室的环境因子信息,并完成信息采集后的稳定传输与储存显示。本文设计的设施温室环境监控系统可以基本实现对环境因子的采集、监测与控制,通过web可视化监控界面管理平台实时监测环境参数,让用户更直观便捷的看到环境因子的变化。通过无线通信模块传输至物联网平台,利用云平台大连接、统一管理的优势,实现对设施农业生态各环境参数的实时监测及控制。首先,对设施温室内植物的成长需求进行分析和实现技术的可行性分析,对物联网云平台技术进行分析,对物联网的三层体系架构逐层分析,并提出适合当前物联网终端的四层物联网监控架构;并对物联网云平台的层次模型与逻辑架构进行详细分析,根据系统的功能需求提出了基于云平台的整体架构设计;接着,通过对比多种通信方式,根据优势分析选择NB-IoT作为本系统的通信方式,采用MQTT协议作为NB-IoT与云平台之间的数据通信协议,实现NB-IoT通信任务、数据采集任务、数据存储任务、设备执行任务,以及历史数据查询任务等软件设计;最后,以一个设施温室为应用场景,通过系统的终端硬件和软件程序设计、通信设计、云平台的配置、相关云服务和数据库的搭建与设计,搭建了设施温室环境监控系统的人机交互平台,实现设备管理、数据存储、实时监测、历史数据图表展示、远程控制等功能;并对系统进行全方面测试与分析,验证系统数据传输与各部分功能,结果表明基于NB-IoT和物联网云平台完成系统的整体结构设计,使系统整体结构模块化,明显提高了系统的可靠性、实用性及稳定性。 

关键词：设施温室;物联网云平台;

文章目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

    1.1 研究背景与意义

    1.2 国内外研究现状

        1.2.1 智能温室研究概况

        1.2.2 NB-IoT技术研究概况

    1.3 主要研究内容

    1.4 章节安排

第二章 基于物联网云平台的系统架构

    2.1 物联网云平台技术分析

        2.1.1 物联网体系架构

        2.1.2 物联网云平台的层次模型和逻辑架构

    2.2 基于物联网云平台的监控系统架构设计

        2.2.1 系统可行性分析

        2.2.2 系统功能需求分析

        2.2.3 整体架构设计

    2.3 基于物联网云平台的系统总体设计

        2.3.1 系统设计要求

        2.3.2 整体设计方案

        2.3.3 数据采集单元模块设计

        2.3.4 用户管理监测界面

    2.4 基于物联网云平台的监控系统架构优势分析

    2.5 本章小结

第三章 NB-IoT技术及云服务框架

    3.1 物联网监控系统通信方式研究

        3.1.1 无线通信方式的对比

        3.1.2 MQTT通信协议设计

    3.2 NB-IoT技术分析

        3.2.1 NB-IoT技术特点

        3.2.2 NB-IoT的网络架构

        3.2.3 NB-IoT的部署模式

    3.3 云服务框架设计

    3.4 本章小结

第四章 系统硬件设计与实现

    4.1 系统硬件总体设计

    4.2 主控系统

    4.3 各模块硬件设计

        4.3.1 电源模块

        4.3.2 通信模块

        4.3.3 温湿度监测模块

        4.3.4 光照强度监测模块

        4.3.5 CO_2浓度监测模块

    4.4 本章小结

第五章 终端层软件设计与实现

    5.1 软件总体工作流程

    5.2 环境监控模块程序设计

        5.2.1 温湿度监测程序设计

        5.2.2 光照强度监测程序设计

        5.2.3 CO_2浓度监测程序设计

    5.3 无线通信软件设计

        5.3.1 NB-IoT驱动设计

        5.3.2 AT指令发送与接收

        5.3.3 数据无线传输设计

    5.4 本章小结

第六章 监控管理平台设计与系统测试

    6.1 云端环境配置

        6.1.1 物联网云平台配置

        6.1.2 云服务器搭建

        6.1.3 数据库设计与搭建

    6.2 监控界面的设计

        6.2.1 用户登录模块

        6.2.2 实时监测显示模块

        6.2.3 历史数据查询模块

    6.3 系统测试

        6.3.1 终端设备测试

        6.3.2 AT指令测试

        6.3.3 物联网云平台侧功能测试

        6.3.4 监控界面测试

    6.4 本章小结

第七章 总结与展望

    7.1 工作总结

    7.2 未来展望

致谢

参考文献

[1]基于STM32的环境监测系统设计[J]. 任肖丽,王骥,王昊鹏,袁志杰.  集成电路应用. 2021(08)

[2]低功耗蓝牙技术安全浅析[J]. 孙桓.  中国安防. 2021(05)

[3]基于阿里云平台的智能门锁系统[J]. 程学农,李学明.  单片机与嵌入式系统应用. 2020(09)

[4]农业物联网技术[J]. 郇新,姬红杰.  轻工科技. 2018(02)

[5]基于D-S证据理论的智能温室环境控制决策融合方法[J]. 孙力帆,张雅媛,郑国强,冀保峰,何子述.  农业机械学报. 2018(01)

[6]基于NB-IoT的温室温度智能调控系统设计与实现[J]. 何灿隆,沈明霞,刘龙申,OKINDA Cedric,杨稷,施宏.  华南农业大学学报. 2018(02)

[7]基于NB-IoT的智慧停车系统研究与设计[J]. 董玉荣,聂云峰.  南昌航空大学学报(自然科学版). 2017(03)

[8]基于模糊神经网络的温室温湿度智能控制系统研究[J]. 吴晓强,黄云战,赵永杰.  中国农机化学报. 2016(04)

[9]浅谈温室自动控制技术的发展[J]. 邬晓月.  信息化建设. 2015(08)

[10]C/S到B/S模式转换的技术研究[J]. 查修齐,吴荣泉,高元钧.  计算机工程. 2014(01)