目录

1 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 3

1.2.3 研究现状综述 5

1.3 研究内容和研究思路 5

1.4 本章小结 6

2 系统关键技术 7

2.1 感知层关键技术 7

2.1.1 树莓派 7

2.1.2 湿度传感器 7

2.1.3 机器视觉 7

2.2 网络层关键技术 8

2.2.1 WIFI/5G通信 8

2.2.2 MQTT通信 8

2.2.3 边缘计算 8

2.3 应用层关键技术 8

2.3.1 Android技术 8

2.3.2 数据库技术 8

2.3.3 云技术 9

2.4 本章小结 9

3 系统分析与设计 10

3.1 需求分析 10

3.1.1 系统功能需求分析 10

3.1.2 系统非功能需求分析 10

3.2 系统总体结构 11

3.2.1 系统总体模块架构设计 11

3.2.2 系统业务流程设计 12

3.2.3 系统用户操作设计 13

3.3 系统详细设计 13

3.3.1 感知与执行子系统设计 13

3.3.2 通信子系统设计 15

3.3.3 应用子系统设计 16

3.4 本章小结 17

4 系统实现 18

4.1 感知与执行子系统的实现 18

4.1.1 硬件实现 18

4.1.2 软件实现 18

4.2 通信子系统的实现 24

4.2.1 树莓派与阿里云之间的连接 24

4.2.2 树莓派与百度智能云之间的连接 26

4.3 应用子系统实现 26

4.3.1 数据库模块实现 26

4.3.2 用户交互模块实现 27

4.4 本章小结 28

5 系统测试 29

5.1 测试环境与测试方法 29

5.2 系统测试用例分析 29

5.3 系统功能测试 29

5.3.1 图像采集功能测试 29

5.3.2 植物识别和调整阈值功能测试 30

5.3.3 自动灌溉预警功能测试 30

5.3.4 安卓端可视化功能测试 30

5.4 本章小结 31

6 结论 32

参考文献 33

致谢 34

1.3研究内容和研究思路

本课题研究的目标为设计并实现基于人工智能与区块链的果蔬分拣与仓储监控系统，完成对用户信息的上传与保护

本文设计的系统将分为三个子系统。分别是感知子系统进行模块使用；通信子系统实现数据转换与数据通信功能；后台应用子系统进行业务管理，进行数据的存储与展示。

系统后端使用SpringBoot框架集成Mybatis数据持久化工具，利用themleaf模板页面简单实现前端管理页面，获取传感器数据并显示。

系统启动时开机自检，判断图像识别模块是否同时启动，若未完全启动则持续自检，自检通过开机。开机之后手动输入果蔬产地，然后开始检测果蔬分级，去除不满足条件的果蔬，将满足条件的果蔬放入对应的容器，并开始记录放入容器的水果数量。将已经记录的数量和新鲜度信息上传到后台服务器。存储果蔬的容器在到达相应的物流站点，更新站点情况。

数据实时上传至后台业务服务器，业务服务器将数据处理之后存储于链下数据库中，链下数据库选择性的上传数据至区块链服务器。用户可以在app中查看全链路的信息，包括原材料信息、生产地、流转历史、销售记录等信息，实现生产运输销售的全链路的可溯源。

1.4本章小结

随着全球化和物流行业的快速发展，果蔬作为人们日常饮食的重要组成部分，其供应链的有效性和食品安全问题越来越受到广泛关注。传统的果蔬分拣与仓储管理方式往往依赖于人工操作和经验判断，不仅效率低下，而且容易受人为因素影响，导致分拣准确性不高和食品安全难以保障。因此，探索一种高效、智能且可靠的果蔬分拣与仓储管理方法成为当前研究的热点。

近年来，人工智能技术的迅猛发展为解决上述问题提供了新的契机。通过深度学习、计算机视觉等人工智能技术的应用，可以实现对果蔬的自动识别和精准分拣，大大提高分拣效率和准确性。同时，智能传感器和自动化设备的引入，使得仓储环境可以实时监控和智能调控，确保果蔬在最佳状态下保存。

另一方面，区块链技术的兴起为构建透明、可信的果蔬供应链提供了新的解决方案。区块链的不可篡改性和去中心化特性，可以确保果蔬从生产到消费的全过程信息真实、完整且可追溯，有效防止食品安全问题的发生。

因此，本研究旨在结合人工智能与区块链技术，开发一种新型的果蔬分拣与仓储监控系统。通过实现果蔬的自动分拣、智能仓储和食品安全追溯，不仅可以提高果蔬供应链的效率和质量，还可以增强消费者的信心和满意度，对于促进农业现代化和提升农产品国际竞争力具有重要的现实意义和广阔的应用前景。