论文总字数：18036字

摘 要

随着我国经济建设的推进实施以及科技水平的逐步提高，带动了我国农业的快速发展。在这之下农业物联网也在不断发展。农业物联网技术是推动现代农业智能化发展的新兴技术，已广泛应用于农业生产的各个环节。随着新型感知技术、信息传输技术、人工智能、区块链等信息技术的快速发展，我国农业物联网应用面临新的机遇。本设计通过传感器进行数据采集，适配NB-IOT终端，并通过人机交互界面云平台端和网页端两部分组成，可以实现对环境数据的采集。通过HCI即人机交换界面设计来进行数据的实时监测让管理者更加快捷清楚的了解情况。

关键词： NB-IoT； 农业物联网； HCI

Based on NB-IoT design HCI agricultural Internet of things

Abstract

With the implementation of China's economic construction and the gradual improvement of scientific and technological level, the rapid development of agriculture in China has been promoted. Under this, the agricultural Internet of things is also developing. Agricultural Internet of things technology is a new technology to promote the intelligent development of modern agriculture, and has been widely used in all aspects of agricultural production. With the rapid development of new perception technology, information transmission technology, artificial intelligence, block chain and other information technologies, the application of agricultural Internet of things in China is facing new opportunities. By means of sensor data acquisition, adaptation NB-IOT terminal, and human-computer interaction interface cloud platform and web page end, the collection of environmental data can be realized. By HCI the design of man-machine exchange interface to monitor the data in real time, managers can understand the situation more quickly and clearly.

Keywords: NB-IoT; Agricultural Internet of things; HCI

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1选题背景 1

1.2选题意义 1

1.3国内外研究状况 2

1.3.1国内研究状况 2

1.3.2国外研究状况 3

1.4主要研究内容 3

第二章 设计理论基础 4

2.1 NB-IoT技术概述 4

2.2人机交互系统HCI概述 5

2.3 NB-IoT与HCI结合 6

2.4硬件配置 7

2.4.1 NB-IoT模组介绍 7

2.4.2温湿度传感器DHTII 8

2.4.3二氧化碳传感器MG811 8

2.4.4氨气传感器MQ-137 8

2.4.5 TFT触屏模块 8

第三章 HCI设计 10

3.1建立云侦听运行场景 10

3.1.1云侦听模板工程功能简介 10

3.1.2 FRP内网穿透基本原理 10

3.2终端UE 13

3.2.1导入模板工程并编译下载 13

3.2.2运行CS-Monitor模板工程 14

3.2.3设计终端用户程序 14

3.2.4 CS-Monitor程序的设计 15

3.3Web数据访问 16

3.3.1修改Web.config的配置 16

3.3.2观察NB-IoT终端实时数据 16

3.3.3数据回发 16

第四章 系统测试 17

第五章 总结与展望 20

致 谢 21

参考文献 22

第一章 绪论

1.1选题背景

窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)是国际通信标准化机构于2016年5月完成其核心标准制定的面向多种领域的新一代物联网通信体系,是5G 时代的一种低速率高效的传输方式,从2016年开始布网工作,将逐步完善其网络覆盖。在此背景下,研究基于通信网络进行具体物联网项目的开发方法,属于窄带物联网技术基础与应用的知识体系范畴。它包括物联网终端的软硬件设计、终端与云服务器之间的通信软件设计、人机交互系统软件的设计等。NB-IoT蜂巢技术网络是基于iot应用领域基于整个蜂巢的高频窄带无线物联网的一种全新型网络技术,它主要支持了低频高功耗的蜂窝设备与蜂巢广域网上的其他蜂巢设备进行高频数据传输链路的无缝连接,也被广泛称为低频高功耗蜂巢广域网(lpwa)。NB-IoT只仅仅需要一个消耗约180khz的无线频段,即时就可以直接将无线信号链路部署到其他网路,它们分别支持了一个待机时间短、高效的无线网络连接使其性能满足要求。它的主要技术优势之处就是网络覆盖面积广、链路多、运行速度慢、造价低、功耗小、架构好等。

而所谓农业自动物联网,即通过各类科学仪器和农业测量电子设备直接进行农业实时数据显示或者检测是直接作为农业自动控制的各种参数或者变量而无人直接参与其中的农业物联网。可以有效地为对各种温室气体进行精准的温度调控和有效管理研究提供了重要科学理论基础,达到了植物增产、改进植物品质、调整植物生长生命周期、增强社会经济效益等重要目的。

人机交互、人机交互(以下英文缩写HCI),这技术是一门专门旨在致力于科学研究人机网络信息系统和人机用户之间交互的技术关系。这个操作系统既然有可能指的是各种小型机器,也甚至有可能指的是一个完全计算机化的操作系统和各种软件。人机交互的用户界面一般都指的是专门用来直接指示一个使用者站在可见的某个地方。用户通常可以通过这个人机交互的用户界面设计来轻松实现与系统的信息交流,并且系统能够自动做出一些相应的控制操作。小如家用收音机和小播放器的按键,大至美国航空公司飞机上的电子仪表板,或小至火力发电厂无人控制的机房。人机交互系统应用用户界面的系统设计主要目的是因为包含了系统用户对于整个系统的心智认知(这也即基于人类的系统心智认知模型),那就是为了能够提高系统的交互使用性和可靠性或者也就是对系统用户的友好性。

将NB-IoT与HCI结合起来对开拓农业物联网的研究和应用起了关键作用,为智慧农业的推广和普及提供了有效参考^[1]。

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