水稻环境因子实时监控系统的设计与开发

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1、沈阳农业大学硕士学位论文水稻环境因子实时监控系统的设计与开发姓名：白春艳申请学位级别：硕士专业：农业电气化与自动化指导教师：张秀然2003.6.1沈阳农业大学硕士学位论文摘要，(水稻是我国主要的粮食作物，也是人们日常食用的主要食品。为了解决我闺的粮食问题，农业科研工作者们不断总结种植经验、改良品种、提高产量。尽管如此，我国的农业科技水平仍远远落后于许多发达国家，也远远落后于本国的其他行业。为使我国农业得以快速发展，最重要的就是提高农业中的科技含量、减少科研人员无意义的付出，使农业工作者从繁重的测量、计算、记录中解脱出来，而将大量的精力

2、投入到科学研究中。本文就是针对这一想法以及农业工作者的强烈呼吁，将微型计算机的工业监控技术应用到农业大田种植中，构建一个用于水稻研究的计算机监控系统升奉系统以PentiumIII处理器为主机，以Windows98为操作系统平台，利用数据采集卡及各种环境因子传感器，通过主机与采集卡及各传感器之间的通讯，实现对水稻的温度、湿度、光照、风、肥等多种环境参数的测量、采集、分析、处理、存储以及控制等；并根据水稻的不同生长发育期对环境因素的要求，向使用者提供相应的提示及警示；遇不利于水稻生长情况时操纵执行机构自动动作等。本文简单介绍了系统总电路及

3、其中的数据采集电路、执行电路等硬件部分的设计思想、主要元器件的选择；并着重阐述了软件系统的设计思路、流程图、部分典型程序以及使用说明等。本系统的软件部分采用VisualBasic6．0编程实现，软件系统主要包括一个主控模块、七个子功能模块和一个数据库支持模块；实现对现场数据的采集、图表显示、处理、存储以及对历史数据的调用、打印等功能，有利于用户现场的决策以及后期的统计分析。／本系统建立了友好的人机界面以及完备的帮助系统，使用者不用参加专门酌培训，只要具备简单的计算机知识就能很快的操作本系统，使用起来非常直观、方便。结果表明：本系统是一

4、个科技含量高、智能水平高的环境因子监控系统，具有成本低、运行可靠、使用简单、适用性广等特点。同时也为今后实现和推广现代高科技水稻研究室及同类高科技的农业提供一种经济、实用、可靠的选择及例证。、＼≯关键词：水稻；环境因子：实时监控系统；数据采集卡；自动鬏V驮前言刖暑一、本课题研究的意义1、我国农业现代化的发展现状(1)我国农业现代化的总体发展情况我国虽然是农业大国，但要解决十几亿人口的吃饭问题还是个值得重视的问题。改革开放20多年来，随着科学技术的不断发展，人民生活水平的不断提高，我国农业取得了举世瞩目的成就，已告别了农产品短缺，并且开

5、始由传统农业向高产优质的都市型农业发展。但在我国农业迅速发展的同时，也开始出现一些问题，例如某些产品的相对过剩、农村剩余劳动力的过剩、农业现代化水平低、某些农产品“卖难”现象以及农民增收缓慢等等。而随着WTO的加入，我国农业更是面临国内外市场的双重挑战。为了在挑战中立于不败之地，在挑战中提高农业地位，增加农民收入，繁荣农村经济，必须进行农业结构调整，扩大农业经营规模，这就要求不仅在产中，而且要在产前与产后整个农产品物流全过程提高农业机械化、设施化、现代化水平，提高劳动生产率，增强抗灾能力。而在这一过程中，计算机及农业设施的作用非常显著

6、(陈青云，李成华，2001)。随着我国科学水平的不断提高以及国家对农业重视程度的不断提高，许多类似卫星定位、信息技术、网络技术这样的高新科技开始被广泛应用到农业中来。比如近两年来，精细农业建设在农业现代化发展中越来越有着不容忽视的重要意义，它发展至今只有10多年的历史，已经受到国际农业科学界的重视与关注；我国科技界在推进新的农业科技革命过程中，也对国外“精细农业”技术的发展，引起了广泛的重视与关注。比较典型的应用是：精确农业应用全球定位系统(GPS)，确定田块内的各小区的精确农业位置，形成田块内的网格分稚，以此作为田间测定与农业作业基

7、础。目前精确农业有两种方法。一是应用地理信息系统(GIS)技术绘制田块内要素(如土壤养分、土壤水分、病虫害的数量、严重度等)的分布图．农业机械根据图中要素值的大小而调整操作。二是农业机械在田间操作时，应用传感器直接测定要素值，同时自动的通过农业模型确定施肥量、用药2沈阳农业大学硕士学位论文量等，再由农业机械调整操作，后者的自动化程度更高，但难度也更大些。精确农业由于施肥、灌溉、用药等操作在用量上更为精确，因此可以同时达到高产、优质与高效，并且将对环境的污染减到最低的程度(高亮之，2001)。农业现代化，首先是科学技术的现代化；应用自动

8、控制和电子计算机实现农业生产和管理的自动化，是农业现代化的重要标志之一(杨勤之，陈贤源，1999)。随着计算机技术与网络技术在各行各业的广泛应用，农业过程的全面数字化与信息技术也在农业上的得到全面应用，这二者为农业运行机