溫濕度傳感器可行性研究報告

可行性爭論報告一、概述，行業(yè)背景 2二解決方案 3三工程開發(fā)實施路線圖 6四工程開發(fā)實施技術(shù)解決方案論證 10傳感器方案 10無線網(wǎng)絡(luò)搭建方案 134.2.1運營支撐平臺 194.3.1手機客戶端解決方案 204.4.1web效勞器人機交互平臺〔PC網(wǎng)頁客戶端〕 224.5.1政府監(jiān)測模塊 22五、工程成熟程度 錯誤！未定義書簽。六、市場需求狀況和風(fēng)險分析 錯誤！未定義書簽。可行性爭論報告一、立項的背景和意義一、概述，行業(yè)背景物聯(lián)網(wǎng)被認為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)以感知為前提，實現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。在物體上生產(chǎn)作業(yè)中植入各種微型芯片，用這些傳感器獵取物理世界的各種信息，再通過局部的無線網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等各種通信網(wǎng)路交互傳遞，從而實現(xiàn)對世界的感知。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用將會使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式產(chǎn)生重大變革，會急速促進我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上面臨的種種問題的解決。進展農(nóng)業(yè)是我國的根本國策，在工業(yè)化、城鎮(zhèn)化深入進展中同步推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，是“”時期的一項重大任務(wù)。進展農(nóng)業(yè)信息技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營信息化水平”。信息化是同步推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要手段，也是轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)進展方式的重要途徑。本工程溫室大棚聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過傳感設(shè)備實時采集農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)過程中植物生長最關(guān)鍵的溫度、濕度、種植規(guī)模，品種，種苗時間等信息數(shù)據(jù)，24小時監(jiān)控，將數(shù)據(jù)通過移動網(wǎng)絡(luò)傳送給運營支撐平臺，繪制溫濕度曲線圖，種植植物生長曲線圖，將種植物品種定量的展現(xiàn)出來，到達分析、統(tǒng)計整體生產(chǎn)規(guī)模，集約化治理，削減因種植，銷售環(huán)節(jié)的不確定因素所產(chǎn)生的滯銷、惡性競爭等現(xiàn)象；其次接入專家平臺，專家依據(jù)采集的實時數(shù)據(jù)給出相應(yīng)的農(nóng)事操作建議，將建議通過客戶端發(fā)送到相應(yīng)用戶的手機上，可實現(xiàn)遠程診斷功能；菜農(nóng)登陸客戶端并利用手機攝像頭拍攝蔬菜病蟲害特征后，通過客戶端傳送給治理平臺并提出問題，由后臺專家答疑解惑，并下發(fā)防治建議，解決農(nóng)戶生產(chǎn)種植環(huán)節(jié)缺乏專業(yè)化技術(shù)的弊端；農(nóng)閑時可傳播農(nóng)業(yè)科普學(xué)問。公布供求信息，政府通過本網(wǎng)絡(luò)普及科技農(nóng)業(yè)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，完全抓住物聯(lián)網(wǎng)的大潮，以的思維方法促進我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題的解決。二、國內(nèi)外現(xiàn)狀和進展趨勢〔包括學(xué)問產(chǎn)權(quán)現(xiàn)狀〕國外狀況品種、水、氣、肥實現(xiàn)了計算機調(diào)控，從品種選擇、栽培治理到采收包裝形成了自然條件格外惡劣，氣候干旱；但是，政府格外重視，大力進展設(shè)施栽培。設(shè)施成為沙漠上的蔬菜出口國。我國溫室存在的主要問題設(shè)施水平低，抵擋自然災(zāi)難的力量差。國外多為連棟溫室，根本實現(xiàn)電腦網(wǎng)絡(luò)掌握。而設(shè)施栽培面積的10%，絕大局部構(gòu)造簡潔，農(nóng)民自行建筑的塑料日光溫室，只能起到肯定保溫作用，根本不能對光、溫、氣等環(huán)境因子進展調(diào)控。貴，所以限制了在系統(tǒng)中的應(yīng)用。我國現(xiàn)有的掌握系統(tǒng)仍以掌握一個溫室大棚為主，沒有基于溫室群的掌握系統(tǒng)。這樣降低了治理的效率。缺少基于專家學(xué)問的上位機治理系統(tǒng)。我國目前的溫室掌握系統(tǒng)中，一些上位機只限于存儲歷史數(shù)據(jù)，沒有依據(jù)專家學(xué)問的實時掌握治理系統(tǒng)。種植中的生產(chǎn)，銷售環(huán)節(jié)三、現(xiàn)有爭論根底、特色和優(yōu)勢本工程是基于GPRS網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，高精度傳感器網(wǎng)絡(luò)采集農(nóng)業(yè)生長種植中重要數(shù)據(jù)，后端數(shù)據(jù)效勞器以及網(wǎng)絡(luò)效勞器搭建的智能平臺對數(shù)據(jù)進展存儲轉(zhuǎn)載。用戶以及治理員可通過internet網(wǎng)絡(luò)或移動終端實時把握動態(tài)，處理突發(fā)應(yīng)用等本系統(tǒng)由前端信息采集終端、無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、后臺運營支撐平臺，用戶手機云終端，云平臺治理系統(tǒng)五局部組成：無線遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實現(xiàn)的思想是：在內(nèi)部加裝智能模塊的傳感器表，具有對采集的脈沖信號進展分析推斷，對信號進展處理，對脈沖進展累計存儲等功能，最終以標準的電氣通訊模式，按肯定的通訊規(guī)約將數(shù)據(jù)送入GPRS通信模塊，模塊將數(shù)據(jù)組成GPRS分組，通過GPRS和Internet送到效勞器。效勞器除了接收上傳的數(shù)據(jù)外，也可通過Internet和GPRS網(wǎng)絡(luò)向終端發(fā)出指令，并且具有外部IP。對GPRS模塊進展GPRS附著過程和PDP〔PacketDataProtocol,分組數(shù)據(jù)協(xié)議〕上下文激活過程，即可用GPRS進展系統(tǒng)的通信。前端信息采集終端承受數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的牢靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電容式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能CPU相連接。超快響應(yīng)、抗干擾力量強。每個傳感器都在極為準確的濕度校驗室中進展校準。工業(yè)標準I2C制接口。極低的功耗，可以適應(yīng)各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合。利用GPRS組成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS(GeneralPacketRadioService)組無線業(yè)務(wù)的簡稱。GPRS是GSM向3G過渡的產(chǎn)物，被認為是2.5G產(chǎn)品。對無線信道資源的利用率較高，理論傳輸速率能115Kbit/s〔非最高值，接入Internet協(xié)議和X.25協(xié)議。GPRS的缺點在于，調(diào)制方式和3G相比存在肯定差距。GPRS由于分組較多，傳輸過程中可能有局部數(shù)據(jù)喪失導(dǎo)致轉(zhuǎn)接時延。但是GPRS得網(wǎng)絡(luò)普及廣，基站分布均勻，本錢相對低廉，完全能滿足我們的需求。網(wǎng)絡(luò)運營平臺利用運效勞器，建立大型數(shù)據(jù)庫以及效勞器，為信息中轉(zhuǎn)，貯存起到核心的作用，使用戶的手機終端與專家系統(tǒng)以及政VPS效勞器的虛擬化技術(shù)，VPSVZ或VM在一臺效勞器上虛擬出多個類似獨立效勞器的局部，每個局部都可以做單獨的操作系統(tǒng)，治理方法同效勞器一樣。而云效勞器是在一組集群效勞器上虛擬出多個類似獨立效勞器的局部，集群中每個效勞器上都有云效勞器的一個鏡像，從而大大提高了虛擬效勞器的安全穩(wěn)定性，除非全部的集群內(nèi)效勞器全部出現(xiàn)問題，云效勞器才會無法訪問。云效勞器具備在敏捷性、可控性、擴展性及資源復(fù)用性上都有很大的提高。而在云服務(wù)器上搭建的云平臺治理系統(tǒng)，是本產(chǎn)品的另一大亮點，本B/STCP/IPC#+ASP.NET2023+ACCESS2023在權(quán)限安排上，承受了按角色和自定義權(quán)限相結(jié)合的方式來安排，提高了權(quán)限治理的敏捷性和安全性。用戶手機云終端是另一大特點，手機客戶端是是移動互聯(lián)網(wǎng)最便捷的入口，用戶可通過手機安裝云終端軟件上的種植分布查詢可以了解到當(dāng)下種植蔬菜大體種植量，這樣就提前了解競爭狀況保證收益；其次，還可實現(xiàn)與傳感器交互，無論在哪里，都可以24小時實時了解“家里”狀況；同時云終端上的專家詢問以及效勞提問系統(tǒng)還可以解決生產(chǎn)生活中的常見問題，麻煩問題。我們的優(yōu)勢主要就是表達在以上移動互聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)以及應(yīng)用。通過寬闊的移動互聯(lián)，把光大菜農(nóng)聯(lián)系到一起，形成有競爭實力的整體。四、應(yīng)用或產(chǎn)業(yè)化前景、市場需求。近年來,濟南市蔬菜產(chǎn)業(yè)進展較快，花色品種日益豐富，區(qū)域布局逐步優(yōu)化，品牌效應(yīng)逐步顯現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)化格局逐步形成，已成為特色鮮亮、效益突出的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。2023年全市蔬菜播種面積到達165.8萬畝，總產(chǎn)量672萬噸，總產(chǎn)值12533%；蔬菜產(chǎn)業(yè)成為增加農(nóng)民收入的支柱產(chǎn)業(yè)。但從目前來看，實現(xiàn)蔬菜產(chǎn)業(yè)持續(xù)安康進展，但是還面臨不少困難和問題，主要表現(xiàn)在：蔬菜種植面積不穩(wěn)定，根底設(shè)施建設(shè)薄弱，抵擋自然災(zāi)難力量不強；設(shè)施蔬菜規(guī)模小，建設(shè)標準不高；保供給急儲藏體系尚未建立，區(qū)域、品種和季節(jié)性短缺照舊存在；綠色通道不暢，流通費用過高；科技創(chuàng)和應(yīng)用力量不強，標準化生產(chǎn)水平不高，確保產(chǎn)品質(zhì)量安全的壓力加大；治理體系不健全，政策措施不強，扶持投入較小等。五、爭論內(nèi)容與預(yù)期目標主要爭論內(nèi)容1、信息平臺建立與網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用2、手機客戶端的研發(fā)與實際應(yīng)用預(yù)期目標1、初步建立農(nóng)業(yè)信息化平臺傳感器網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)各蔬菜大棚組網(wǎng)，建立優(yōu)化種植技術(shù)等與農(nóng)民息息相關(guān)的問題。2、利用智能手機搭建政府與農(nóng)民的溝通平臺，搭建專家與農(nóng)民的信息通道。實現(xiàn)高速信息溝通，降低農(nóng)民們的門檻實現(xiàn)和諧社會。本工程的特色和創(chuàng)之處是將乳清蛋白中的特別功能性蛋白乳堿性蛋白分別出來，利用乳堿性蛋白具有的促進鈣吸取的特點，爭論開發(fā)出具有特別補鈣效果的功能性乳制品，并將乳堿性蛋白與酪蛋白磷酸肽結(jié)合使用，拓寬現(xiàn)有功能性乳制品品種，增加國產(chǎn)功能性乳制品市場競爭力。應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑻崛〉娜閴A性蛋白回填到乳或其他食品中，爭論出MBP純?nèi)椤⑺崛?、MBP口服液、MBP乳飲料、MBP涼快飲料換 圖六、爭論方案、技術(shù)路線、組織方式與課題分解工程開發(fā)實施技術(shù)解決方案論證傳感器方案用型的智能集成溫溫度傳感器DHT11主要實現(xiàn)檢測溫度、濕度的檢測，將溫度濕度信號通過傳感器進展信號的采集并STC89C52和處理，并通過內(nèi)部協(xié)議傳輸?shù)较乱粚泳W(wǎng)絡(luò)層。DHT11溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的牢靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓DHT11傳感器都在極為準確的濕度校驗室中進展校準。校準系數(shù)以程序的形式儲存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)。I2C變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可20的最正確選則。單片機STC89C52STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS八位微掌握器，具有8KFlashATMEL失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容Flash允許ROM在單芯片上，擁有靈活的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使其為眾多嵌入式掌握應(yīng)用系統(tǒng)供給敏捷的解決方案。1、主要特性如下：180516/12/機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)80512.工作電壓：5.5V～3.3V〔5V單片機〕/3.8V～2.0V〔3V單片機〕3.工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于一般8051的0～80MHz48MHz48K5.512RAM6.通用I/O口〔32個，復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上拉，P0用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻7.IS〔在系統(tǒng)可編程〕/IA〔在應(yīng)用可編程，無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口〔RxD/P3.0,TxD/P3.1〕直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成8EEPROM9.316/T0、T1、T2外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，PowerDown通用異步串行口〔UART，還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART13.-40～+85℃〔工業(yè)級〕/0～75℃〔商業(yè)級〕無線網(wǎng)絡(luò)搭建方案換圖在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,對于采集數(shù)據(jù)的傳輸大多承受有線方式，由于有線方式的傳輸距離、數(shù)據(jù)傳輸速率以及抗干擾力量都要優(yōu)于無線方式；然而面對分散的用戶節(jié)點,在本錢上以及承受無線方式突出了優(yōu)點。針對這一特點，本工程承受無線傳輸方式，設(shè)計并實現(xiàn)了基于GPRS的的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。目前的無線遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通信信道包括效勞器與集中器〔又稱為數(shù)據(jù)傳輸終端設(shè)備〕的通信信道和集中器與采集器的通信信道。無線遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體都承受分布式體系構(gòu)造，該構(gòu)造分上下兩層：上層〔效勞器與集中器之間〕數(shù)據(jù)采集承受星型構(gòu)造，其信道承受了GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和Internet；下層〔集中器與傳感器之間〕數(shù)據(jù)采集承受總線型構(gòu)造,其信道承受I2C總線，效勞器與集中器構(gòu)成上層通信系統(tǒng),底層通信系統(tǒng)位于數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場,包括戶用傳感器儀表、采集器和集中器。傳感器通過RS-485串行總線把采集到的數(shù)據(jù)傳送給集中器，而集中器的主要是進展數(shù)據(jù)采MCU〔MicroControlUnit〕和通信模塊構(gòu)成,采集器用RS-485總線把比較接近集中器的數(shù)據(jù)匯總過來進展存儲，并利用通信模塊通過GPRS網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳送給效勞器。因此，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總和轉(zhuǎn)發(fā)，集中器具有兩局部通信功能：一是采集器和集中器之間的短距離通信，主要由RS-485總線來完成；二是掌握器和通信模塊之間的RS-232總線串行通信，通過RS-232串行接口微掌握器可發(fā)送AT指令來掌握通信模塊以實現(xiàn)集中器和服務(wù)器之間的遠距離無線通信。采集的數(shù)據(jù)在MCU里進展處理、存儲，處理后的數(shù)字信號傳送給GPRS模塊并由其放射出去，經(jīng)過GPRS網(wǎng)絡(luò)和Internet送到效勞器。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及實現(xiàn)本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)由硬件和軟件兩局部組成。其中，硬件局部主要完成數(shù)據(jù)采集、存儲等功能；軟件局部則完成對硬件掌握、對采集數(shù)據(jù)進展處理等功能。數(shù)據(jù)傳輸終端設(shè)備連接著GPRS網(wǎng)絡(luò)，同時連接著采集模塊，治理和協(xié)調(diào)GPRS網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信,其設(shè)計要求和難度都比較高，一般要完成硬件和軟件的設(shè)計。數(shù)據(jù)傳輸終端設(shè)備的硬件設(shè)計一般選用知名廠商生產(chǎn)的GPRS模塊，實現(xiàn)同基站空中接口的連接，選用高速微處理器連接儀表和GPRS模塊，處理兩者數(shù)據(jù)通信問題。GPRS作為通信通道，在系統(tǒng)中具有重要作用。選擇GRPS模塊的指標有：信號質(zhì)量、斷線狀況、牢靠GPRS本系統(tǒng)設(shè)計中ＧＳＭ／ＧＰＲＳ通信局部承受ＳＩＭＣＯＭ公司的ＳＩＭ９００Ａ模塊來實現(xiàn)，ＳＩＭ９００Ａ是一個特地為中國大陸市場設(shè)計的雙頻ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模塊，工作頻段為：ＥＧＳＭ９００ＭＨｚ和ＤＣＳ１８００ＭＨｚ。ＳＩＭ９００Ａ支持ＧＰＲＳｍｕｌｔｉ－ｓｌｏｔｃｌａｓｓ１０／ｃｌａｓｓ８〔可ＣＳ－４。模塊尺寸只有２４ｍｍ×２４ｍｍ×３ｍｍ，幾乎可以滿足全部用戶應(yīng)用中的對空間尺寸的要求，例如Ｍ２Ｍ，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等。具有６８個貼片引腳，鍵盤和ＳＰＩ接口，音頻輸入和輸出，可編程ＧＰＩＯ等。ＳＩＭ９００Ａ承受省電技術(shù)設(shè)計，在ＳＬＥＥＰ模式下電流只有１．０ｍＡ治理中心軟件遠程治理中心與現(xiàn)場主站的通信需要設(shè)計相應(yīng)的治理軟件，主要功能是實現(xiàn)承受和發(fā)送TCP協(xié)議的IP，以實現(xiàn)與GPRS的IP協(xié)議相互通信，完成工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與治理中心的數(shù)據(jù)交換本系統(tǒng)中的治理軟件系統(tǒng)承受面向?qū)ο竽K化的設(shè)計思想，將各種不同的功能封裝成相互獨立的功能模塊。該系統(tǒng)依據(jù)需求分析劃分為通訊治理治理、數(shù)據(jù)治理、報警治理、系統(tǒng)綜合治理等幾個功能模塊，依據(jù)模塊內(nèi)容完成諸如登錄、添加、刪除、查詢、修改等根本功在遠程治理中心，數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中心效勞器上通過數(shù)據(jù)處理及伺服入庫程序自動進入后臺的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)處理與治理系統(tǒng)對采集到的原始數(shù)據(jù)進展預(yù)處理，存儲、治理監(jiān)測點、原始數(shù)據(jù)等根底信息和各種類型的監(jiān)測數(shù)據(jù)。無線遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)運行在遠端治理中心的效勞器上，長期保持在線采集。6.2.1平臺主要包括治理子系統(tǒng)、業(yè)務(wù)處理子系統(tǒng)，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)呈現(xiàn)、業(yè)務(wù)處理、業(yè)務(wù)過程追蹤治理的閉環(huán)。治理子系統(tǒng)：業(yè)務(wù)治理子系統(tǒng)主要完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的治理，業(yè)務(wù)信息的同步，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的配置等功能，并向用戶供給行業(yè)應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)查詢功能。業(yè)務(wù)處理子系統(tǒng)：業(yè)務(wù)處理子系統(tǒng)主要完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的治理，業(yè)務(wù)信息的同步，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的配置