张征[1]2003年在《基于GPS和GIS的田间车辆监控及信息管理系统的开发》文中研究表明精细农业是21世纪农业发展的主要方向，开展精细农业的研究与实践，对改变我国传统的农业生产方式，提高我国农业生产的技术水平和可持续发展有重要意义。 本论文依据我国的现实国情，并结合旱作农业的实际，将GPS、GIS技术相结合，采用MapInfo公司生产的MapX4.5控件内嵌可视化编程语言Visual Basic 6.0进行开发，建立了基于GPS和GIS的田间车辆(包括动力机械和智能化农业装备)的实时监控系统，实现了在电子地图中实时显示田间车辆的位置，并能够对田间车辆信息进行监控和管理，指导农业耕作和生产。主要研究内容如下： 1.将成熟的ITS(智能交通系统)技术应用到智能化农业中，自主研制开发了将精细农业和田间实时导航监控相结合的基于GPS和GIS的田间地理信息管理系统； 2.利用数字化仪器和软件，并通过高精度的GPS接收机对配准点的测量，进行了地图的数字化； 3.完成了地图常用功能的设计，包括地图的调入、处理、保存、输出、打印，数据的调入、专题图的制作，各种GIS工具操作、视图的调整等模块的设计； 4.采用MapX4.5+Visual Basic 6.0进行了对GIS二次开发，利用控件技术进行串口和网络的数据传输，编制通信接口程序，并将传输数据进行保存； 5.实现了田间车辆在电子地图上的实时显示，建立了基于GPS和GIS的田间车辆实时监控系统，达到了对田间车辆实时监测的目的； 6.建立了农业机械装备数据库和查询系统，并以旱作农业机械为例，将农业机械装备数据库和动态车辆监控信息相结合，可进行数据库的查询、添加、删除、保存等操作； 7.本系统将地图编辑和动态监控相结合，不仅可针对某一农田区域进行GIS分析和管理，还具有很强的通用性和扩展性，达到动态监控和静态分析相结合。 经试验和联机测试，本系统具有很强的通用性和良好的扩展性，具有较高的实用价值。测试结果表明，本系统的运行稳定、可靠，实现了实时监测所需要的位置显示、信息处理、数据库管理等基本功能。为研制和开发适合我国国情，具有自主知识产权的田间车辆监控系统提供了依据。
葛晓锋[2]2003年在《基于GPS和GIS的农田信息快速采集与管理系统的研究》文中研究指明从20世纪80年代以来，以计算机技术、光纤和卫星通信技术为特征的信息化浪潮席卷全球，信息化成为衡量一个国家现代化水平和综合国力的重要指标。我们知道，农业现代化是我国社会主义现代化建设的重要战略目标，其本质是农业的科学技术化，即以现代科技及其应用技术装备农业，从而推动我国农业由传统农业向现代农业转变。目前，一方面，要依靠现代科学知识，建设牢固的现代农业基础，争取早日实现农业现代化；另一方面，要迎接世界知识经济时代的挑战，开展新的农业科技革命，发展信息农业，推进农业信息化进程。 本文就针对时代的特征，把GPS技术、GIS技术、DSS技术以及传感器技术等结合成一个有机的整体，并应用到农田信息决策系统的各个方面，取得了较理想的结果。 本论文的主要研究内容包括： (1)研制仪器设备 在本课题的研究过程中，为了给农户提供获取农田信息的仪器，我们开发研制了农田信息快速定位测试仪。这套仪器与传统仪器相比，具有测试速度快、测试精度高、能实时测量以及具有定位信息等特点，解决了目前在获取农田信息时难以定位的问题。 (2)SWR型土壤水分传感器的试验分析 由于农田信息繁多，不能一一研究，故笔者只对菜地、田间、砾石地分别进行了土壤含水量试验，获取了试验数据，并绘出了不同土质的试验曲线图。试验结果表明：1)SWR型土壤水分传感器具有较高的精度和较大的实用价值；2)对于不同土质、不同的土层深度，土壤含水量都是呈规律变化的。同时，还用该仪器从平面与截面这两个方向测量了土壤含水率，并用Arc view软件进浙江大学硕士论文 中文摘要行了距离反比法插值分析，取得了较好的结果。 ＊）GPS定位试验分析 在本课题中，把GPS与GIS技术应用到农田信息是比较重要的内容，因此笔者利用Magellan公司的G PS3 10与GPS315做了一系列试验。主要的试验包括GPS3 10定点精度试验、GPS315相对定位试验、GPS310区域面积计算试验。同时，为了有效地计算区域面积，本文还提出了一种实时面积计算方法，具有较好的实用价值。 O）农田信息决策系统的开发 本论文的核心部分是农田信息决策系统的设计和开发。整个系统以第1章～第6章介绍的理论和方法为基础，继承了传统信息系统的“农田信息系统一各模块一具体各模块功能”的基础结构，添加了GPS、GIS、DDS等特殊功能。因此整个系统相对子传统农田信息系统功能更齐全、更完善，这为今后有效地进行农田管理指明了方向。
杨青, 张征, 庞树杰, 曹洪龙[3]2004年在《一种基于GPS和GIS农业装备田间位置的监控系统》文中研究表明对田间车辆的实时监控和导航,是实施精细农业变量作业技术的基础。该文结合中国国情和旱作农业的实际,将GPS、GIS技术相结合,采用MapInfo公司生产的MapX4.5控件内嵌可视化编程语言VisualBasic6.0,研制开发了一种基于GPS和GIS的田间农业装备实时监控和信息管理系统。系统完成了地图常用功能和各种GIS工具模块的设计,包括串口通讯、地图编辑、网络通讯3个子系统,共17个模块,本系统采用控件技术设计了串口和网络的数据传输和传输数据的保存;以旱作农业机械为例,建立了动态田间农业机械装备数据库和查询系统;将地图编辑和动态监控相结合,实现了田间车辆在电子地图上的实时显示、监控、信息处理和管理。联机测试结果表明,系统具有较强的通用性、良好的扩展性和较高的实用性,达到了动态监控与静态分析相结合。为进一步实施智能农业装备的变量作业,提供了研究平台。
张伟[4]2012年在《基于GPS和移动互联网的城市公交监管系统设计与研发》文中研究说明随着电子信息技术的快速发展,城市智能公交系统成为当前研究的热点和前沿课题。智能化的公交系统不但极大缓解了交通压力,而且推动了城市公交监管的数字信息化进程。本论文结合前期与湖南省新亚胜公司合作研发的多功能电子站台,以湖南省高校产业化项目为支撑,提出了一种基于GPS、GPRS和GIS技术的城市公交监管系统。该系统利用GPS定位技术,及时、准确地获取车辆的位置、速度和行驶方向等信息,并采用GPRS移动通信平台结合GIS技术将车辆行驶信息准确地在电子地图进行显示,从而实现对公交车辆的实时远程监控和智能管理。本文开展的主要工作如下：(1)对比和分析了系统研发过程中的定位系统、无线通信、地理信息系统等技术,在VC环境下构建了MapX和Winsock网络通信的开发环境,实现了GPS定位、无线GPRS传输、GIS系统、数据库和网络通信与数据处理等技术在城市智能公交监管系统中的集成运用,在整体技术上具有集成创新的特色。(2)根据系统的总体需求分析和设计原则进行了公交监管系统的总体方案设计。从我国城市公交现状出发,在分析、归纳前期研究成果的基础上将整个系统划分为智能车载终端子系统、多功能电子站台子系统和监管中心子系统,并对各子系统的结构和功能进行了阐述。(3)详细探讨了监管中心软件平台的设计与实现。在分析软件平台功能需求的基础上,研究了监管中心软件平台的逻辑框架,构建了基于GIS的实时公交监控平台的研发,实现了车辆实时显示、自动报站、车辆跟踪、轨迹回放、远程配置、车辆远程控制和报警处理等功能。(4)利用模块化的设计思想将监管中心的功能结构划分为四大功能模块：远程数据通信模块、数据库信息管理模块、GIS功能模块和车辆实时监控模块,并完成了各功能模块的软件研发工作,主要包括：在VC平台上运用Winsock网络编程技术完成了系统通信协议的设计和远程数据通信功能的实现；采用SQLServer2005进行了数据库设计,并利用VC平台上的ADO数据库访问技术获取了对数据库的访问；使用基于VC平台上实现的MapX开发环境实现了地图匹配算法、自动报站算法以及GIS模块基本功能的研发。(5)采用了GPS定位和地图匹配相结合的方法分析和修正了车载终端采集的GPS信息,提高了车辆的定位精度。提出了一种监管中心和车载终端相结合的自动报站算法,利用监管中心软件平台完成复杂的自动报站算法运算并控制车载终端进行报站,既减轻了车载终端的负载,又能充分利用监管中心的资源。(6)在VC平台上利用文档/视图结构完成了监管中心软件平台的人机交互界面设计,有助于用户对公交车辆的实时监控和公交运营信息的管理。(7)对监管中心软件平台研发过程中出现的问题进行了分析、调试并解决,确保了软件平台正常、稳定运行。并以某省会城市“旅游1线”为例,对监管中心软件平台实现的功能进行了测试,确保达到项目验收标准。
王林凤[5]2017年在《基于Android手机的智能农机管理系统设计与实现》文中认为随着农业机械化水平和农业信息化水平的快速发展,农机设备的管理显得越来越重要,然而,传统农机管理不到位,效率低、成本高;农机具配套不合理、原始资料容易丢失、资料查询困难;农机作业状态不明确、安全隐患多、维修困难、农机性能参数不确定、机手培训困难等诸多问题无法快速解决,农机管理越来越有必要。因为Android平台具有显着地开放性和宽泛自由地开发环境而被广泛应用,开发了大量功能丰富、实用便捷的手机APP软件。国内一些学者对农机管理APP的关键技术进行了研究,一些企业也开发了各自的手机农机管理APP系统,虽然解决了农机管理中的一些突出问题,但都存在系统功能简单、界面单一,各个农机管理APP之间独立存在数据共享差等问题,只是为“管”而“管”,智能性差、不易于推广。针对上述问题,本研究是在农机设备端安装数据采集装置采集农机技术参数与作业状态信息,并通过蓝牙上传至机手的手机,融合手机中的GPS/GIS数据信息、天气信息,再通过3G或4G网络上传至Internet网,向后台中心计算机实时上传监测数据,实时远程监控农机技术状态和作业状态,实现农机作业管理、机手在线培训、农机政策与信息共享的功能,为设备评价、投资决策提供依据,将农机使用者、管理机构、设计与生产企业、售后维修、配件供应、作业对象等实现联动,为大数据提供基础数据,同时还可以共享大数据,其主要研究内容包括:(1)对系统整体结构进行了设计。包括移动车载端数据采集硬件设计和农机管理APP软件设计,设计了系统的框架结构与功能,叙述系统开发手段与流程,确定农机技术状态判定和移动车载端数据采集系统的功能、接口和数据上传方式,拟定基于Android手机农机智能管理APP应用软件的功能模块。(2)设计并搭建了移动车载端数据采集系统。采用模块化设计原理,将移动车载端数据采集系统分为传感器收集与处理模块、控制模块、存储模块和基于蓝牙的无线传输模块;设计了基于CAN总线的电压型传感器、电流型传感器、数字型传感器和频率型传感器五种类型传感器接口电路,以满足农机设备多种技术状态参数的收集,同时各型传感器接口与控制模块也采用CAN总线通信;农机设备工作状态参数不仅可以通过蓝牙模块上传至机手手机,同时还可以存储于存储模块,便于历史数据查询。(3)利用手机GPS/A-GPS的定位数据,并融合农业GIS系统,对农机设备的精确定位进行了研究。通过基于智能手机A-GPS的位置业务数据,作为农机设备的定位参数,大大提高其定位精度,融合农业GIS系统,并对采集的农机坐标值进行剔除和算术平均处理以获得精确高地作业农机位置经、纬度坐标信息,为农机设备作业面积计算提供依据。(4)提出了基于包络线的作业面积算法,并进行了详细研究。基于包络线的作业面积算法是指实时采集农机地理位置信息,选择出农机作业运动边界点的坐标值,利用曲线拟合的方法求解边界包络线的函数解析式,进一步利用积分法求解包络线的面积,所求区域的面积即为农田区域的作业面积。(5)开发了基于Android手机的“智慧农机管理系统”软件。通过对应用需求的分析,设置了包括农机作业、农机服务、机手培训和农机与机手信息四大模块,每一级模块下又设置了多个二级模块;全面阐述了系统的开发过程和设计要求,详细叙述了软件开发环境的搭建;设计了软件开发的功能和各个部分的调用关系。(6)搭建了试验平台,对系统的各项功能、定位、监控和作业面积等进行了相应试验。试验结果表明:系统运行稳定、功能齐备有效;定位精度与传统GPS器定位相比明显提高;在400m2、1000m2、1600m2、2000m2的空地作业面积进行测试,农机作业面积的相对误差在1.4%~2.085%左右。对包络线面积法在满幅作业模式和重迭作业模式下两种作业模式下实验,结果显示误差变化不大,包络线法可以有效的防止重迭作业。
汤仁锋[6]2007年在《移动GIS在平衡施肥信息采集中的应用研究》文中指出地理信息系统(Geographical Information System，GIS)的发展和应用与计算机、数据库、网络、通信及多媒体等技术的发展和应用是密切相关的。经过40多年的发展，GIS无论是在理论研究上还是在具体的工程实践方面都取得了巨大的进步，相继出现了基于组件技术的组件GIS(Component GIS，ComGIS)，基于网络技术的WebGIS领域和基于嵌入式技术的移动GIS(Mobile GIS)。这使得GIS的应用更加广泛和深入。移动GIS是以移动智能终端为载体，集空间信息技术、嵌入式技术、移动数据库技术、无线通信技术及多媒体技术等为一体化的综合系统。它是GIS又一新的发展和应用模式。论文研究的目的是通过嵌入式GIS、空间定位技术、无线通信技术的结合，研究开发基于移动GIS的平衡施肥农田信息采集系统。该系统不仅具有GIS的电子地图显示、地图基本操作、图层管理等功能，还利用全球定位系统(GPS)来获取采样点的定位坐标，并能在地图上实时显示和导航。更重要的是，该系统把采集到的数据存储到移动数据库中PocketAccess中，也可以把数据打包通过无线网络(GPRS／CDMA)传输到中心数据服务器上。论文从课题研究的背景意义出发，阐述了当前移动GIS的国内外研究现状。论文内容涉及到嵌入式GIS、空间信息技术、嵌入式技术、移动计算技术和无线通信技术，主要有：(1)首先，在理论上对移动GIS和其关键技术进行探讨。阐述了移动GIS、空间信息技术、嵌入式技术、移动计算技术和无线通信技术。对平衡施肥信息采集系统的研发提供了理论基础和技术支持。(2)其次，针对平衡施肥信息采集业务，从我国平衡施肥现状、平衡施肥研究内容、农田信息数据模型、特点、数据采集工作流程和系统需求进行了系统分析。(3)再次，针对平衡施肥信息采集系统分析，提出系统设计的原则，从系统用例、框架体系、功能模块、移动数据库和类关系模型进行系统设计。(4)最后，介绍了系统开发环境和移动GIS平台-eSuperMap；在该开发平台上，利用eMbedded Visual C++4工具开发实现系统的主要功能。平衡施肥信息采集系统已在部分区域试运行，系统运行良好。实践证明，该系统已经基本满足目前农田信息采集的要求，体现出系统方案的先进性和实用性。
庄卫东[7]2011年在《东北黑土漫岗区大豆变量施肥播种技术研究》文中研究表明随着农业现代化的发展,为了生产环境和经济的可持续性,产生了精准农业。基于农田空间差异的变量施肥播种技术是精准农业技术的重要组成部分。本研究根据东北黑土漫岗区坡耕地因多年耕种形成的自身特点,结合大豆农艺研究成果,针对大规模生产大豆精准生产的需求,开展了黑土漫岗区坡耕地空间变异研究,农田叁维地形测绘技术研究,变量控制硬件系统研制,开发变量控制软件,对传统精密大豆播种机进行改装,田间大豆变量施肥播种试验。对适合我国东北黑土漫岗区大豆变量施肥播种生产的技术进行了探索。本研究的主要内容和成果有以下几个方面:1.进行了黑土漫岗区坡耕地空间变异研究。使用了SPSS Statistics 17.0、MATLAB R2009a、AFS 5.02等工具软件。对红星农场试验地块的高程、碱解氮、速效磷进行了基本统计分析、正态分布检验、相关性分析,发现该试验地块的高程和土壤碱解氮呈现显着的正相关。在嫩江县试验地块进行了土壤GPS定位取样,对试验地块的碱解氮、速效磷、速效钾、pH值、有机质进行了基本统计分析、正态分布检验,作出了Q-Q概率图和频率分布直方图。通过相关性分析表明,土壤有机质与碱解氮呈极强的正相关(r=0.498,P<0.01),地块的高程和土壤碱解氮呈正相关(r=0.253,P<0.05)。制作了试验田高程图,碱解氮、速效磷、速效钾、pH值、有机质的分布图。得出黑土漫岗区坡耕地的高程变化与土壤碱解氮的分布有相关性,坡耕地农田地形与土壤水肥分布有相关性的结论。2.进行了农田叁维地形测绘技术的研究。通过需求分析认为对于坡耕地叁维地形的地块高程数据的精度在亚米级即可满足需求,选用了AgGPS 332接收机,免费接收MSAS2的卫星差分信号后,定位精度达到亚米级。坐标变换采用了UTM投影。开发设计了车载叁维地形测量系统,进行了直线行走导航算法研究,制作了导航光耙,开发了导航软件,满足了田间测绘导航的需求。使用小波变换的方式进行了叁维地形测量数据处理,研究表明在农田叁维地形测绘中,对DGPS连续测得的高程值使用db6小波进行5层分解消噪后,进行坡耕地的叁维地形曲面的构建,适用于黑土漫岗区坡耕地具有的较缓的波状起伏,可以很好地反应农田的地形地貌特征。3.进行了变量施肥播种机变量控制系统的硬件结构设计。选择了车载计算机,并对其配备的GPS模块进行了动态定位测试。选择了U34-0.75型脉动式机械无级变速器作为变量系统的主工作部件,并对其进行了电控改装。对变量控制器进行了设计,采用了闭环控制方案和双路H桥直流电机驱动模块,使用AT89C52单片机为主控芯片。进行了试验台测试,得出了电控无级变速器传动比与指令之间的回归曲线方程,电控无级变速器输出轴回传值与转速之间的一元线性回归方程。为精准农业变量施肥播种提出了新的硬件解决方法。4.进行了变量控制软件设计。研究了控制指令的算法并给出了算例。提出了使用地块平均施肥量、设定变量范围、根据施肥处方图的控制值大小来进行精准变量施肥控制的简易方法。分析了实时施肥量的算法。根据系统转速信号的特点,设计了的复合多级数字滤波器,对快速变化的信号及有脉冲干扰的信号都能获得较好的滤波效果。开发了精准农业变量施肥播种系统软件。软件开发使用VB6.0编程语言及MSComm串口通信控件和MO2.2地理信息控件和Access2000数据库。处方图的形式采用了广泛使用的shape文件格式。软件能自动生成作业记录,机组正常行走作业时,每2秒记录1次数据,同时可实时显示开始作业以来的作业长度和作业面积。设计了记录图显示和作业回放功能,利于用户对变量施肥作业记录信息的使用和生产追溯。5.进行了田间变量施肥播种试验。进行了变量施肥播种机改装与调试,对播种系统传动比进行了计算,用于实际播种量的检查与调整。对排肥系统的传动进行了设计,在播种机的排肥传动系统中加入电控无级变速器,使排肥系统的总传动比可在1.89～3.77的范围内变化,从而能做到变量施肥和在定量施肥时对施肥量能进行快捷调整。对改装的播种机的施肥量进行了调试,使播种地块的农艺决策平均施肥值在播种机最大施肥量和最小施肥量的中值附近,保证可靠控制变量施肥。根据大豆栽培农艺需求和土壤养分的相关性,对高程数据进行正线性相关无量纲化处理,对有机质数据进行负线性相关无量纲化处理,用两者无量纲的平均值作为处方图的决策值,生成了混合肥的施肥处方图,实现了根据地块空间差异变量配方平衡施肥。试验地块施肥量变量范围确定为±5%,地块施肥量变化范围为213.75～236.25 kg/hm~2。通过田间播种试验表明,研制的变量施肥控制系统使用方便、工作稳定、变量控制可靠、效果良好。
黄远军[8]2004年在《基于移动目标数据库技术的GPS/GSM/GIS物流监控系统》文中进行了进一步梳理物流监控是物流信息化建设的重要方面。如何利用定位技术、通信技术、地图技术、计算机信息处理技术来实现物流监控,具有重要的意义。本文综合GPS/GSM/GIS、移动目标数据库技术和Internet B/S服务模式,研究开发了“基于移动目标数据库技术的GPS/GSM/GIS物流监控系统”。本文通过分析GPS定位系统、GSM通信系统(主要是SMS短信息技术)、GIS地理信息系统的原理和技术,利用GPS全方位高精度的定位特性、GSM覆盖广低成本的特点、GIS的电子地图功能,引入移动目标数据库技术,运用面向对象等设计方法,设计了以GPS为系统定位技术、GSM为系统通信、GIS为地图支撑的基于移动目标数据库技术和Internet平台的GPS/GSM/GIS物流监控系统。移动目标数据库是专门应用于对移动目标进行管理的数据库技术。本文研究了移动目标数据库技术,包括移动目标数据库的模型、轨道管理技术、不确定性管理、索引、移动目标查询操作符等原理,并且在ArcView GIS和SQL Server2000的平台基础上,设计了移动目标数据库的扩展。包括移动目标数据库地图、移动目标的数据库表示、轨道管理、移动目标的查询操作符,如查询某时刻移动目标的位置的操作符WHEN_ATS,查询在某时间段移动目标距某点最近位置的CLOSET操作符等。在移动目标数据库的扩展的基础上,设计开发了物流监控的物流显示、物流非时空特性的查询、物流基于时空条件的查询、以及物流回放等物流监控功能。本文采用MapCafe/ESRIMap/HTTP Server架构,实现了B/S模式的矢量地图访问方式,将物流的监控扩展到互联网,可以在任何地方通过Internet接入进行物流的监控管理。本文实现了一个基于GPS/GSM/GIS平台、移动目标数据库技术、Internet网络访问的物流监控系统。本系统已在新都进行实地测试试用,系统能准确高效地对物流进行监控、查询。
史国滨[9]2011年在《基于GPRS的农机作业监控技术研究》文中研究说明精准农业是由传统农业发展而来的,其集成了现代信息技术、工程技术、生物技术等一系列高新技术,是现代农业生产的趋势,其核心内容包括GPS全球定位系统、RS遥感系统、GIS地理信息系统和计算机自动化控制技术,是一个涉及多学科、多领域的综合性系统。其为农业的低消耗、高效率、高品质和安全提供了重要保证。精准农业需要多个环节共同来进行实施,如在农业种植中的变量施肥作业、农机信息的采集、农作物种植、收获中的信息采集等多个方面,现代化的农业生产过程管理离不开信息化的手段。农业生产环节中大量信息的及时获取、存储和分析是实施精准农业的重要手段。农机进行田间作业,其移动的特点使得采用固网的方案不再可行,根据这一特点,提出了一种以GPRS移动无线网络为数据传输链路的解决方案,并以此为基础,根据田间作业的实际需要,合理选择硬件,实现其农机作业数据的获取和实时传输,农机作业数据主要是各种挂载在农机上的传感器数据、图像数据和GPS数据,通过GPRS无线网络进行数据传输,构建服务器端控制中心对远程车载终端上传的数据进行正确的接收并存储,并以B/S的形式提供给相应农业生产的相关人员进行管理。如实现农机的实时跟踪和历史轨迹回放、车载传感器传感数据的远程存储并按需显示、远程拍照图片的远程存储和列表显示用于作业监控等。本系统利用DELPHI7.0和VISUAL STUDIO开发工具结合GOOGLE MAPS API自行研究开发了一套基于GPRS的农机作业监控系统软件,实现了农机车载数据的数据采集、远程传输、远程存储、网络监控、GPS定位、作业图像监控等功能。研究开发了以单片计算机为硬件,以相关支持软件为平台的一套解决方案,构建了一种可应用的模型。利用嵌入式系统进行数据采集处理,结合GPRS网络进行数据传输的技术日益成为现今数据采集的趋势,本文对在农机上作业数据的数据采集和无线网络远程传输在农业生产全程监控中的实现进行了研究。硬件采用C8051F单片机将远程车载作业图像数据和传感器监测数据进行格式化封装,通过GPRS无线网络以SOCKET方式进行网络通信实现数据远程无线传输并存储处理。本系统的实现,在现代农业远程监控领域有广泛的应用前景。
庞树杰[10]2004年在《基于GPS、GIS变量施水机具控制系统的研究》文中提出精细农业是21世纪农业发展的主要方向，开展精细农业的研究与实践，对改变我国传统的农业生产方式，提高我国农业生产的技术水平和可持续发展有重要意义。本文从实际出发，结合我国现实国情和精细农业发展的现状，利用当前先进的电子技术和计算机技术，致力于研制基于GPS和GIS的经济实用且具有先进性的变量灌溉控制系统。实现适时适量的施水，提高水的利用率，达到增产节能的目的。系统采用ATMEL公司的AT89C51单片机作为系统的微处理器，GPS OEM二次开发作为GPS接收机，IC卡作为GIS数据传递的媒体，完成了软硬件设计，分别针对小型和中型施水机具设计了脱机工作和联机工作两种工作方式，并根据矢量法提出了一种数据查询的算法。当灌溉机在田间工作时，系统可从GPS OEM得到位置信息，根据点线距离进行地块识别和位置判断，然后根据位置信息从IC卡或上位机的处方图中查询出处方数据，结合机械行走速度、施水幅宽等进行运算，得出某一时刻施水量，向控制器发出指令，实现变量灌溉。主要研究内容如下：1．硬件部分1). 采用HY系列HY1602型的LCM、SK5278键盘控制器和矩阵式4×4的薄膜编码未键盘作为人机接口。2)．利用Jupiter GPS OEM设计开发GPS接收机。3)．通过可编程通用异步通信接口芯片INS8250扩展串行通信接口。4)．使用AT24xx系列IC卡实现脱机数据传输。5)．用数／模转换器芯片DAC0832并配以驱动电路作为模拟输出，ZDY型电子式精小型电动单座调节阀作为执行机构完成控制输出。6)．使用浮子开关检测水箱水位，实现水量不足报警提示。7)．采用MAX706的实现可靠复位、电源监控和“看门狗”功能。2．软件部分1)．采用Mscomm控件和MapX4.5控件实现数据和命令的发送、接收以及电子地图的显示，编制上位机导航监控软件。2)．根据NMEA-0183协议，编制GPS消息解码的51汇编程序。3)．根据地块识别和位置判断算法以及处方图查询算法，编制计算输出程序。4)．编制自定义通信协议，并遵循此协议编制和PC通信程序。经试验和测试，本系统可实现脱机工作和联机工作两种工作模式及按照处方图进行自动控制和手动控制两种工作功能。本系统设计对变量施肥、变量喷药的控制系统的设计能起到一定的参考价值，且系统的联机工作与脱机工作设计，分别为现有大中型以及<WP=6>小型农机具实施变量作业的智能化改造提供了一种可行的方案。
参考文献：
[1]. 基于GPS和GIS的田间车辆监控及信息管理系统的开发[D]. 张征. 西北农林科技大学. 2003
[2]. 基于GPS和GIS的农田信息快速采集与管理系统的研究[D]. 葛晓锋. 浙江大学. 2003
[3]. 一种基于GPS和GIS农业装备田间位置的监控系统[J]. 杨青, 张征, 庞树杰, 曹洪龙. 农业工程学报. 2004
[4]. 基于GPS和移动互联网的城市公交监管系统设计与研发[D]. 张伟. 湖南师范大学. 2012
[5]. 基于Android手机的智能农机管理系统设计与实现[D]. 王林凤. 西南大学. 2017
[6]. 移动GIS在平衡施肥信息采集中的应用研究[D]. 汤仁锋. 太原理工大学. 2007
[7]. 东北黑土漫岗区大豆变量施肥播种技术研究[D]. 庄卫东. 黑龙江八一农垦大学. 2011
[8]. 基于移动目标数据库技术的GPS/GSM/GIS物流监控系统[D]. 黄远军. 电子科技大学. 2004
[9]. 基于GPRS的农机作业监控技术研究[D]. 史国滨. 黑龙江八一农垦大学. 2011
[10]. 基于GPS、GIS变量施水机具控制系统的研究[D]. 庞树杰. 西北农林科技大学. 2004
标签：自然地理学和测绘学论文; gps论文; 物流信息论文; 物流信息管理系统论文; 农业发展论文; 互联网农业论文; 农机论文; gps技术论文; gps导航论文; 车载gps定位系统论文;