太阳能供电的网络化农作物生长过程局部气象参数监测系统

一、项目组成员情况介绍（包括自身具备的知识条件，有何特长、兴趣，参加哪些科技事件创新活动等）付勇：获国家奖学金，学习能力强。曾参加拔尖创新项目，熟练使用LabView，有51单片机及MSP430开发经验。李晨曦：曾以循迹小车项目参加星火杯，参与基于MSP430F5529的智能小车开发实验，了解C等程序语言，熟练使用AutodeskInventor等工程软件。黄家骐：多次参加星火杯，熟练掌握MSP430F5529的基础技术，熟练掌握C语言，熟练使用AutoCAD等制图工程软件。二、项目研究背景（可以是已有的基础，与本项目有关的研究积累和已取得的成绩，已具备的条件，尚缺少的条件及方法等）在农业生产中，温湿度、光照、浓度、风速风向等气象环境因素影响着农作物的生长和产量。然而由于农业生产基地具有分散性、远距离性和区域性较强的特点，这给相关气象环境数据的采集和监测带来很大的不便。在传统的监测系统中，一般现场测试点到控制器的接线为点到点方式，接线复杂，布线困难，存在抗干扰能力差、工作不稳定和系统测试精度低等问题。针对当前农业区域气象环境监测中存在的上述问题，顺应农业现代化的发展趋势，设计了一套太阳能供电的网络化农作物生长过程局部气象参数监测系统，采用此系统可以监测到局部农业区域内的相关气象环境数据，然后对农作物的生长进行动态分析，以便指导农业生产活动来提高农业产值。三、国内外的研究现状及研究意义我国改革开放30年来，农业气象业务服务取得了长足进步，农业气象观测、试验网络初具规模，基本实现对主要农业气象要素的专业化观测，为农业气象业务服务和科学研究提供基础信息。从全球看，各国农业气象业务发展不平衡。国外发达国家的农业气象服务工作开展较早。目前美、英、荷兰等国以自动化的现代农业气象监测网络和信息处理系统为基础，充分运用作物生长动力模型和高分辨率的卫星遥感技术等现代科学技术，开展农业气象业务服务。国外的农业气象服务除了为政府有关部门提供相应业务服务外，尤其侧重针对农场主等农业生产实体开展专项专

业农业气象业务服务。与世界先进国家比较，我国在农业气象观测试验、监测自动化设施、科技支撑等方面有比较明显的差距。同时，面对我国现代农业发展的新形势和新要求，农业气象业务也存在很多不适应发展需要的问题。要实现根据作物生长的气象环境参数来调节对作物的投入，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入并改善环境，就必须建立一个实用、可靠、可长期监测的农业区域气象环境监测系统。四、项目研究的目标及主要内容研究目标：设计一套太阳能供电的网络化农作物生长过程局部气象参数监测系统，采用此系统可以监测到局部农业区域内的相关气象环境数据，然后对农作物的生长进行动态分析，以便指导农业生产活动来提高农业产值。主要内容：本系统采用太阳能供电，将MSP430F5529低功耗单片机，zigbee无线传感网络和433M相结合，实现系统的网络化。整个网络由若干个传感器采集节点、中继节点、和监测中心组成。对温湿度、光照度、风速风向等气象环境数据的采集均采用独立测量节点进行，优点是通过对传感器的模块化即插即用设计，达到可以根据不同农业区域对相关气象数据种类和精度的要求不同，进行传感器节点的选择布局及其后续更换，在达到测量要求的同时还不会造成资源的浪费；中继节点负责汇总处理由布局在农业区域内的各个测量节点通过Zigbee模块发送过来的数据信息，并利用433M模块传送到到监测中心；监测中心完成对各农业区域气象环境数据的处理、备份和显示等功能。