劉波平++饒?zhí)m香++孟莎莎++湯輝++付康

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，花卉產(chǎn)業(yè)迎來(lái)更為廣闊的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，這促使大棚花卉的種植必須要朝著更加科技化、智能化的方向發(fā)展。而要使得智能控制的技術(shù)能夠獲得同步提升，加強(qiáng)技術(shù)方法的設(shè)計(jì)研究則顯得尤為重要。由此，本文從大棚花卉種植中有關(guān)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)內(nèi)涵入手，并重點(diǎn)闡述了關(guān)于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的智能控制技術(shù)的設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)；大棚花卉種植；智能控制技術(shù)；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN919 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）02-0021-02

將無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)中的智能控制技術(shù)運(yùn)用于大棚花卉的種植，具有多方面的作用。并且，伴隨著技術(shù)的愈發(fā)進(jìn)步，日益拓展的市場(chǎng)化需求也對(duì)大棚花卉的種植與管理方式提出了新的技術(shù)要求。[1]據(jù)此，本文對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)中關(guān)于大棚花卉種植中的智能控制技術(shù)所作出的分析，也便具有著十分深刻的現(xiàn)實(shí)意義。

1 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)智能控制技術(shù)的運(yùn)用概述

1.1 實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用的內(nèi)容

第一，首先利用無(wú)線(xiàn)傳感的網(wǎng)絡(luò)對(duì)種植花卉進(jìn)行作業(yè)，需要對(duì)大棚內(nèi)的溫度與濕度進(jìn)行控制。在花卉的生長(zhǎng)過(guò)程中，合適的溫度與濕度對(duì)其非常重要，要滿(mǎn)足這些要求，過(guò)去常用到的方法通常是利用電暖機(jī)、風(fēng)機(jī)等來(lái)完成調(diào)節(jié)工作，而現(xiàn)在種植人員可以利用JC100S和JC600B送變器來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)溫度與濕度的功能，便可完成對(duì)于大棚內(nèi)溫度和濕度的管控。[2]其互感式的電流變動(dòng)器的運(yùn)行原理如下圖1所示。而在其中安裝的無(wú)線(xiàn)傳感器也能夠?yàn)闋I(yíng)造舒適的種植環(huán)境提供更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。[3]

第二，無(wú)線(xiàn)傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大棚內(nèi)氧氣、二氧化碳等濃度的測(cè)量與控制，同時(shí)運(yùn)用一體式的傳感器也能夠通過(guò)這種將計(jì)算機(jī)與傳感機(jī)相互連接起來(lái)的方式完成相關(guān)的監(jiān)測(cè)工作，當(dāng)輸出的信號(hào)在4-20mA時(shí)，這些控制器便能夠?qū)諝鉂舛日归_(kāi)智能化調(diào)節(jié)。[4]其具體無(wú)線(xiàn)傳輸方式主要如下圖2所示。

第三，根據(jù)大棚內(nèi)種植的花卉通常都具有喜光性的特點(diǎn)，因而從不同花卉品種的需求出發(fā)，進(jìn)行光照補(bǔ)償，也成為智能控制設(shè)計(jì)中需要考慮的內(nèi)容。對(duì)喜陽(yáng)的花卉的加強(qiáng)光照，以及對(duì)一些不喜陽(yáng)光的花卉品種進(jìn)行遮陽(yáng)處理，從科學(xué)化的角度對(duì)室內(nèi)的關(guān)照強(qiáng)度展開(kāi)調(diào)節(jié)，這也為大棚種植創(chuàng)造最為有利的條件。[4]例如，種植人員可以安裝JCJ100P照度的變送器，并通過(guò)智能化的設(shè)備連接，便可以實(shí)時(shí)地對(duì)各種花卉展開(kāi)分區(qū)監(jiān)控與調(diào)節(jié)。

1.2 利用無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)智能控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)意義

將無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)中的智能控制技術(shù)運(yùn)用到大棚花卉的種植上，具有多方面的意義。一方面，科學(xué)、合理的技術(shù)引進(jìn)能夠?qū)Υ笈锏幕ɑ軐?shí)時(shí)生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行及時(shí)、高效的監(jiān)測(cè)與管控，并且這種技術(shù)方式也能夠?yàn)楣?jié)省人力、物力、時(shí)間成本等創(chuàng)造有利條件。另一方面，這種先進(jìn)技術(shù)的使用與花卉種植的實(shí)踐作業(yè)結(jié)合起來(lái)，也能夠促進(jìn)花卉種植質(zhì)量與產(chǎn)量的提高，進(jìn)而也為我國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了有益基礎(chǔ)。[5]

2 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)中的智能控制技術(shù)的具體應(yīng)用方法

2.1 關(guān)于大棚花卉種植中的控制技術(shù)研究的相關(guān)理論

第一，對(duì)花卉生長(zhǎng)情況所進(jìn)行的無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)是保證種植戶(hù)能夠隨時(shí)對(duì)作物生長(zhǎng)情況及時(shí)觀察、監(jiān)測(cè)的必然要求。關(guān)于整個(gè)無(wú)線(xiàn)監(jiān)控的系統(tǒng)主要包括了自動(dòng)氣象站、大棚內(nèi)部的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)以及數(shù)據(jù)庫(kù)等組成。這其中包含的檢測(cè)內(nèi)容主要可以分為以下內(nèi)容：其一是對(duì)于土壤環(huán)境的參數(shù)內(nèi)容監(jiān)測(cè)，這里便需要設(shè)置土壤溫度與適度的傳感器。其二，可供遠(yuǎn)程控制的執(zhí)行器，而這些執(zhí)行器中主要包括了排風(fēng)扇、卷簾機(jī)、噴滴灌等構(gòu)成內(nèi)容。其三，有關(guān)空氣環(huán)境的參數(shù)值監(jiān)測(cè)，所要監(jiān)測(cè)的對(duì)象主要為空氣的濕度、溫度以及氧氣、二氧化碳的濃度等。其四，通過(guò)自動(dòng)氣象站對(duì)大棚外的環(huán)境展開(kāi)監(jiān)測(cè)工作也具有十分重要的作用，所包含的參數(shù)監(jiān)測(cè)應(yīng)當(dāng)有光照量、降水量以及大氣壓力等。

第二，關(guān)于不同節(jié)點(diǎn)的控制，雖然在其功能上會(huì)存在較大區(qū)分，但是總的來(lái)說(shuō)也存在許多相似之處。舉例來(lái)說(shuō)，關(guān)于大棚環(huán)境的節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)都是采用嵌入式的方式，而其系統(tǒng)內(nèi)部也主要包括了電源管理、STM32的最小系統(tǒng)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、LED狀態(tài)顯示、片外EEPROM以及撥碼開(kāi)關(guān)的地址選擇等。在設(shè)計(jì)上需要對(duì)不同之處加以區(qū)別注意，其中最為顯著的區(qū)別在于傳感器的輸入部分，在自動(dòng)氣象站的節(jié)點(diǎn)偏向于RS232的部分時(shí)，那么執(zhí)行器的側(cè)重點(diǎn)便在MOSFET與其繼電器的接口功能上。

2.2 在大棚花卉的種植中運(yùn)用的具體職能控制辦法

要將無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)中的智能控制技術(shù)高效地運(yùn)用到大棚花卉的種植過(guò)程中，簡(jiǎn)要概況起來(lái)應(yīng)當(dāng)從以下方面進(jìn)行把握：

第一，在無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)用到最為主要的技術(shù)是關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的通信技術(shù)，而要保障這種通過(guò)計(jì)算機(jī)發(fā)出控制指令便能夠通過(guò)通訊傳播得以實(shí)現(xiàn)操作目的，并且相應(yīng)的控制節(jié)點(diǎn)還可以依照命令的實(shí)際執(zhí)行情況對(duì)相關(guān)的動(dòng)作以及效果予以及時(shí)返回。因而在智能控制的設(shè)計(jì)中要將界面的參數(shù)顯示以及執(zhí)行控制器的使用作為重點(diǎn)方向來(lái)抓。

第二，實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳感的具體方法應(yīng)當(dāng)落在對(duì)無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)的模塊設(shè)計(jì)上，這類(lèi)模塊也可以通過(guò)串口配置以及網(wǎng)絡(luò)ID與節(jié)點(diǎn)的參數(shù)設(shè)置方式來(lái)開(kāi)始。接著再將串口收到的數(shù)據(jù)內(nèi)容傳送給無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)中的其他節(jié)點(diǎn)位置，傳感器再通過(guò)輸送通道對(duì)指定的讀寫(xiě)指令展開(kāi)訪問(wèn)。而監(jiān)控計(jì)算機(jī)與無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)又主要通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)傳感通信，即計(jì)算機(jī)通過(guò)所簽署的主機(jī)運(yùn)行協(xié)議，并向串口傳送出相關(guān)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求內(nèi)容，然后再與其相連的模塊利用廣播的途徑轉(zhuǎn)發(fā)出該請(qǐng)求指令，此時(shí)在無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)也都會(huì)收到無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包內(nèi)容，之后在控制器中的從機(jī)協(xié)議內(nèi)相關(guān)的程序便能夠找出這些指令數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行解析與處理，這樣便實(shí)現(xiàn)了整個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感的任務(wù)。

第三，關(guān)于大棚內(nèi)部的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)主要可以分為以下三方面的內(nèi)容。其一是對(duì)大棚內(nèi)花卉的種植環(huán)境的節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)，這里為了使得大棚內(nèi)的硬件設(shè)計(jì)的難度能夠有所降低，并且保障整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定性，因而在傳感器內(nèi)部也應(yīng)當(dāng)配備智能型的傳感器，這樣便可以將土壤濕度在2-100%的數(shù)值直接轉(zhuǎn)換為4-20mA的電流信號(hào)。其二，關(guān)于執(zhí)行器的節(jié)點(diǎn)控制。在設(shè)計(jì)這類(lèi)的節(jié)點(diǎn)時(shí)，需要對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的控制展開(kāi)細(xì)致的分析，并且通過(guò)MOSFET或者是繼電機(jī)器的接口來(lái)完成執(zhí)行。其三，對(duì)于自動(dòng)氣象站的節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)，這類(lèi)設(shè)計(jì)的最終目的在于能夠控制大氣環(huán)境的控制，比如對(duì)大氣風(fēng)向、降雨、風(fēng)速等內(nèi)容的監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)這些氣象信息的監(jiān)測(cè)以及通信手段的利用，傳感器也能夠獲取到準(zhǔn)確的信息內(nèi)容。

3 結(jié)語(yǔ)

有關(guān)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的智能控制技術(shù)在大棚花卉種植中的應(yīng)用，不僅能夠直接使得種植監(jiān)測(cè)工作更加簡(jiǎn)便，同時(shí)對(duì)于提升種植效果也有著突出貢獻(xiàn)。因而，只有做好相關(guān)技術(shù)研究并積極投入實(shí)踐，才能以此促進(jìn)整個(gè)花卉市場(chǎng)發(fā)展的更為繁榮。

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