基于LoRa技术的温室监测系统研究的开题报告.docx

基于LoRa技术的温室监测系统研究的开题报告
一、研究背景
温室是现代农业生产中常见的一种设施，能够提高农产品的产量和品质，满足人们对食品的日益增长的需求。温室的生产过程需要对温度、湿度、光照等多个环境参数进行监测和控制，以保证温室内的环境稳定和适宜。
传统的温室监测系统大多采用有线传输方式，需要铺设大量传输线路，不仅造成成本和维护难度的增加，而且系统复杂度也较高。近年来，随着物联网技术的发展，基于LoRa技术的无线传输系统逐渐兴起，并被广泛应用于农业领域中。LoRa技术具有传输距离远、功耗低、抗干扰等优点，适合于农业环境监测与控制等场景。
二、研究目的
本研究旨在设计并实现一种基于LoRa技术的温室监测系统，通过无线传输技术实时监测温室内的温度、湿度、光照等环境参数，并对温室内环境进行自动控制，保证温室内环境的稳定和适宜，提高温室作物的生产效益。
三、研究内容和方法
1.系统设计
根据温室内的环境参数，设计基于STM32微控制器的传感器节点，实现对温度、湿度、CO2、光照等环境参数的实时采样，并将数据进行处理和存储。设计基于LoRa模块的无线通信模块，对传感器节点采集到的数据进行传输。设计基于单片机的控制节点，对温室内环境进行自动控制。
2.环境监测
利用传感器实时采集和传输温室内的环境参数数据，在控制节点进行处理和存储，并通过无线方式向监控终端发送数据。
3.环境控制
据温室内的环境参数数据控制终端对温室的气流、温湿度、CO2等因素进行调节。
4.系统实现
选取STM32F103微控制器进行节点和控制节点的硬件搭建与测试。实现传感器节点采集、数据传输以及控制节点对温室环境的自动控制。
四、研究意义和预期成果
通过DHT11，LDR等多种传感器采集数据，结合STM32F103微控制器设计完成基于Lora技术的温室监测系统和环境控制系统。
1.研究意义：
（1）实现温室内环境的实时监测和控制，保证温室内环境的稳定和适宜，提高温室作物的生产效益。
（2）采用Lora无线传输技术，减少系统成本和维护难度，提高系统的稳定性和可靠性。
（3）为农业生产监测系统的发展提供了新思路和新方法。
2.预期成果
（1）成功实现基于LoRa技术的温室环境监测与控制系统的设计和实现。
（2）完成系统性能测试，对系统的可靠性和稳定性进行评估。
（3）提出进一步优化温室监测系统的思路和方法。
五、研究计划
第一年：熟悉单片机及Lora模块的基础知识和使用方法，完成温室环境参数传感器的选型和环境控制措施的设计。
第二年：完成硬件设计和组装，完成传感器节点的实现，针对传感器采集到的数据设计更为精细的算法。
第三年：测试各个部件的联通性与性能，进一步优化系统，完成实验室环境下的模拟实验。
第四年：设计与扩展有关的远程数据采集系统，对采集到的数据进行网络处理。
六、参考文献：
[1]王健.基于zigbee和stm32的智能温室监测与控制系统研究[D].沈阳航空航天大学,2013.
[2]高春江,罗梦怡,李全,等.基于LoRa无线通信技术的环境监测系统设计[J].计算机仿真,2019,36(9):106-111.
[3]赵航星.基于lorawan技术的农业数据采集运输技术研究[D].长春理工大学,2018.