(中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院, 山東 東營(yíng) 257061)

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速崛起，智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，相比傳統(tǒng)大棚，為保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和有效性，農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的參數(shù)的采集、傳輸和處理需要各類傳感器設(shè)備和有效的無線傳輸技術(shù)[1]，而很多偏遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)場(chǎng)或者大棚沒有覆蓋蜂窩數(shù)據(jù)，更不要說4G了，針對(duì)ZigBee、WiFi、GPRS傳統(tǒng)無線傳感技術(shù)在大范圍農(nóng)場(chǎng)等溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的中存在傳輸距離短，易受外界干擾等不足，通過LORA技術(shù)搭建私有物聯(lián)網(wǎng)十分適用此場(chǎng)景[2-3]。

本文設(shè)計(jì)了一套基于LORA技術(shù)的智能農(nóng)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用土壤溫濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器和二氧化碳濃度等多種傳感器采集農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境中的各種參數(shù)，采用LORA無線擴(kuò)頻通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可以實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)、省電、透?jìng)骱捅O(jiān)聽4種模式[4]，不僅在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下搭建了農(nóng)場(chǎng)監(jiān)控模型，完成了環(huán)境參數(shù)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了燈光控制、灌溉控制、降溫控制和人機(jī)控制，而且應(yīng)用于具體農(nóng)作物大棚并完成了數(shù)據(jù)采集和分析。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖1所示，總共分三層結(jié)構(gòu)，分別是用戶訪問平臺(tái)控制設(shè)備構(gòu)成應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和各類傳感器構(gòu)成的感知層。其中感知層使用的傳感器可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳濃度、土壤濕度、空氣濕度、溫度、光照強(qiáng)度的檢測(cè)；網(wǎng)絡(luò)層采用的通訊模塊為基于LoRa協(xié)議的AS32TTL100，通過AS32TTL100與網(wǎng)關(guān)建立連接，控制器采用STM32F103ZE單片機(jī)，通過建立于傳感器的通信，STM32F103ZE將收集到的數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)上傳至服務(wù)器，同時(shí)可以接收來自服務(wù)器的指令。應(yīng)用層包括由PC端和手機(jī)客戶端組成的用戶訪問平臺(tái)和控制設(shè)備組成，控制設(shè)備節(jié)點(diǎn)包括風(fēng)扇節(jié)點(diǎn)、卷簾控制節(jié)點(diǎn)、燈光節(jié)點(diǎn)、灌溉節(jié)點(diǎn)等，可以根據(jù)指令執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，如測(cè)量、補(bǔ)充光照、補(bǔ)充水分、通風(fēng)等等。用戶訪問平臺(tái)由上位機(jī)界面及手機(jī)端軟件組成，可以監(jiān)控大棚中農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境信息，還可通過選擇日期從服務(wù)器中取出歷史數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)繪制到窗口界面以供人們進(jìn)行直觀的判斷。除此之外，還可進(jìn)行人為干預(yù)，通過發(fā)送指令到接收端，接收端接收到指令再控制生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)作。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 網(wǎng)絡(luò)層硬件設(shè)計(jì)

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)有多種，從傳輸距離上可劃分兩類，一類為短距離通訊技術(shù)，包括Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth等，另一類為長(zhǎng)距離無線通訊技術(shù)，包含無線局域網(wǎng)(Wireless Wide-Area Net-works，WWAN)和低功耗廣域網(wǎng)(Low-PowerWide-Area Networks,LPWAN)等[5-6]，低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)是近年來國(guó)際上一種革命性的物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)，在智能家居、智能農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。通過國(guó)內(nèi)外溫室農(nóng)場(chǎng)智能控制的經(jīng)驗(yàn)來看，溫度、濕度、二氧化碳、光照強(qiáng)度等傳感器的應(yīng)用對(duì)農(nóng)業(yè)提高產(chǎn)量、減少水資源的消耗等有著重要的意義，如果能夠保證農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境變量在最佳的范圍，那么農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量會(huì)有顯著的提高，質(zhì)量也會(huì)有極大的提升，從而達(dá)到了高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[7]。

本項(xiàng)目采用AS32-TTL-100LOAR無線通訊模塊，功率100 mW(20 dBm)，接收靈敏度-130 dBm，天線增益5 dBi，頻率410～441 MHz,根據(jù)由LoRa聯(lián)盟制定的LoRaWAN協(xié)議生產(chǎn)的SX1278調(diào)制芯片，應(yīng)用的是一種低空速長(zhǎng)距離的技術(shù)[8]。物理層或無線調(diào)制用于建立長(zhǎng)距離通信鏈路，許多傳統(tǒng)的無線系統(tǒng)使用頻移鍵控(FSK)調(diào)制作為物理層，因?yàn)樗且环N實(shí)現(xiàn)低功耗的非常有效的調(diào)制。MAC層協(xié)議，主要由程序控制來實(shí)現(xiàn)，其實(shí)現(xiàn)了通信之間的多信道通信、信道管理和切換、自適應(yīng)傳輸速率、定時(shí)收發(fā)，節(jié)點(diǎn)接入校驗(yàn)與數(shù)據(jù)加密等功能，LoRaWAN還可以消除硬件之間的不兼容，比如同一系統(tǒng)中出現(xiàn)多種LoRa設(shè)備，這時(shí)LoRaWAN就起到關(guān)鍵作用。線性擴(kuò)頻已在軍事和空間通信領(lǐng)域使用了數(shù)十年，因?yàn)槠淇梢詫?shí)現(xiàn)長(zhǎng)通信距離和干擾的魯棒性。

2.2 感知層硬件設(shè)計(jì)

控制模塊采用選擇使用STM32F103ZET最小系統(tǒng)板，傳感器模塊的選擇主要針對(duì)植物生長(zhǎng)環(huán)境(二氧化碳濃度、土壤濕度、空氣濕度、溫度、光照強(qiáng)度)進(jìn)行檢測(cè)，使用CCS811檢測(cè)二氧化碳，HDC1080檢測(cè)溫濕度，YL69檢測(cè)土壤濕度，GY302檢測(cè)光照強(qiáng)度，這些都是植物生長(zhǎng)的必須元素,下面分別介紹傳感器模塊：

二氧化碳濃度傳感器采用CCS811，是基于劍橋CMOS傳感器獨(dú)特的微-熱板技術(shù)使氣體具有高可靠性的解決方案的傳感器[9]，具有非?？斓难h(huán)時(shí)間和與傳統(tǒng)MOX氣體傳感器顯著減少平均功耗，并且具有長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性。其原理是利用金屬氧化物與有機(jī)化合物反應(yīng)所構(gòu)成的原電池效應(yīng)，然后根據(jù)產(chǎn)生的電流的大小通過放大轉(zhuǎn)換生成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。傳感器內(nèi)置微型處理器，并且附帶有程序，當(dāng)通電啟動(dòng)時(shí)，通過IIC總線發(fā)送指令，給傳感器啟動(dòng)BootLoader程序，將傳感器由休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換成測(cè)量狀態(tài)，然后依次發(fā)送寄存器地址，再獲取傳感器數(shù)據(jù)。

空氣溫濕度傳感器采用HDC1080，是一種具有集成溫度傳感器的數(shù)字濕度傳感器，其關(guān)鍵特性是它的低功耗。因?yàn)镠DC1080大部分時(shí)間都是在睡眠中度過的，使得該設(shè)備適用于電池或動(dòng)力收集。其在睡眠模式下具有典型的100 nA電流消耗，平均電流消耗最小。工作原理是空氣中濕度變化產(chǎn)生不同電導(dǎo)率和熱敏電阻因溫度改變電阻發(fā)生變化。傳感器內(nèi)部設(shè)置有寄存器存放數(shù)據(jù)，也可以通過改變寄存器值改變傳感器的工作狀態(tài)，通過IIC總線與控制芯片進(jìn)行通信。

土壤濕度傳感器采用YL69，通過電位器調(diào)節(jié)控制相應(yīng)的閥值，濕度低于設(shè)定值時(shí)DO輸出高電平，高于設(shè)定值時(shí)DO輸出低電平，此功能常用于濕度閥值控制開關(guān)[10]。比較器采用LM393，工作電壓很寬，保證了工作的穩(wěn)定性。傳感器藍(lán)色的電位器是用于土壤濕度的閥值調(diào)節(jié)，順時(shí)針調(diào)節(jié)，控制的溫濕度會(huì)越大，逆時(shí)針越小。小板模擬量的輸出AO可以和AD模塊相連，通過AD可以獲得更高的土壤濕度精確的值，也可以用數(shù)字輸出DO與單片機(jī)相連，通過單片機(jī)檢測(cè)高低電平，由此確定土壤的濕度。

YL69土壤濕度模擬傳感器根據(jù)土壤的濕度變化時(shí)電阻也將發(fā)生變化，這樣傳感器探頭與假想電阻構(gòu)成回路，假想電阻的變化與電流成反比與電壓成正比，由此輸出范圍為0～5 V，并呈比例變化。因沒有具體數(shù)值可以衡量土壤濕度，可以采用相對(duì)濕度的表示方法，使用百分比表示濕度大小。

光照強(qiáng)度傳感器采用GY302，GY302采用ROHM原裝BH1750FVI，光照強(qiáng)度范圍測(cè)量輸出范圍從0至65535勒克斯，傳感器內(nèi)置16 bitAD轉(zhuǎn)換器直接數(shù)字輸出，省略復(fù)雜的計(jì)算。GY-302內(nèi)部設(shè)有光敏元件，在不同光照下產(chǎn)生不同的電流值，再根據(jù)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將電流數(shù)據(jù)跟光照強(qiáng)度勒克斯一一對(duì)應(yīng)，可以直接輸出照度范圍為0-65535的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過IIC協(xié)議于單片機(jī)相連，單片機(jī)就可以采集GY-302的數(shù)據(jù)越大，光照越強(qiáng)，進(jìn)而得到測(cè)量光照強(qiáng)度的目的。

拍照模塊選用OV7670是一款30 W像素輸出拍照模塊，使用640*480的感光陣列，3.6 mm焦距的鏡頭和鏡頭座，板載CMOS芯片所需要的各種不同電源，板子同時(shí)引出控制管腳和數(shù)據(jù)管腳，方便操作和使用。首先控制芯片對(duì)模塊通過SCCB總線進(jìn)行通信，然后對(duì)模塊內(nèi)部的寄存器進(jìn)行寫入數(shù)據(jù)，使模塊能夠正常工作，針對(duì)不同環(huán)境，觀察其輸出圖像，再調(diào)整寄存器的值，自動(dòng)影響控制功能包括自動(dòng)曝光控制、自動(dòng)增益控制、自動(dòng)白平衡，自動(dòng)消除燈光條紋、自動(dòng)黑電平校準(zhǔn)。圖像質(zhì)量控制包括色飽和度、色相、伽瑪、銳度和ANTI_BLOOM，模塊內(nèi)部控制芯片通過不同的寄存器值對(duì)感光元件的數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的處理。模塊使用8 M晶振，通過內(nèi)部倍頻線路將總線頻率調(diào)整至24 M，調(diào)整輸出窗口大小可以達(dá)到30 fps，適合一些高靈敏度適合低照度應(yīng)用和低電壓適合嵌入式應(yīng)用。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

為保證各層之間的正常通信，本系統(tǒng)在軟件部分分對(duì)傳感器測(cè)量終端節(jié)點(diǎn)、LORA基站和通信協(xié)議3個(gè)部分進(jìn)行了有效設(shè)計(jì)。 對(duì)終端節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與LORA基站數(shù)據(jù)的交互， 對(duì)LORA基站的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與農(nóng)業(yè)云平臺(tái)服務(wù)器的傳輸，對(duì)通信協(xié)議的設(shè)計(jì)保證傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性，以下分別介紹。

3.1 測(cè)量端軟件設(shè)計(jì)

測(cè)量端程序主要針對(duì)STM32，使用C語言進(jìn)行編程，程序首先應(yīng)對(duì)STM32本身進(jìn)行配置，然后確定所需要使用的庫(kù)和STM32的外設(shè)，再添加庫(kù)函數(shù)。程序按語句先后執(zhí)行，先配置系統(tǒng)時(shí)鐘，給整個(gè)系統(tǒng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，然后配置內(nèi)部總線頻率，再跟據(jù)所需功能和IO口調(diào)整不同工作模式，調(diào)整中斷向量表，配置ADC、USART和IIC外設(shè)，到此完成系統(tǒng)初始化。具體流程圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)流程圖

初始化后控制系統(tǒng)處于循環(huán)等待狀態(tài)，不斷判斷標(biāo)志位情況，等待由通信模塊接收的指令，當(dāng)接收到數(shù)據(jù)后，產(chǎn)生串口接收中斷，標(biāo)志位置1，根據(jù)指令的不同，選擇分支語句執(zhí)行相應(yīng)的函數(shù)，函數(shù)執(zhí)行完畢后再置0標(biāo)志位。若是初次運(yùn)行則測(cè)量端的程序流程圖可以分為3個(gè)部分，一是初始化，二是等待指令狀態(tài)，三是傳感器通信獲取數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)階段。接下來就需當(dāng)無線模塊接收到指令，并通過片內(nèi)外設(shè)USART發(fā)送給MCU寄存器中，系統(tǒng)產(chǎn)生中斷，并開始執(zhí)行中斷程序置1標(biāo)志位，中斷程序結(jié)束，回到之前的等待循環(huán)檢測(cè)階段，因?yàn)闃?biāo)志位發(fā)生變化，程序判斷為真后開始執(zhí)行循環(huán)嵌套中的程序，然后取出存放在寄存器中的數(shù)據(jù)判斷應(yīng)該執(zhí)行那一步操作。例如，測(cè)量、拍照還有通過控制繼電器控制生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)作，有電動(dòng)卷簾用來控制陽(yáng)光強(qiáng)度，當(dāng)光照太強(qiáng)時(shí)有可能損害植物生長(zhǎng)時(shí)，放下簾子降低植物收到的照射強(qiáng)度，同時(shí)也可以保證溫室模型內(nèi)的溫度，可以通過加厚簾子在每天清晨打開使溫室升溫，晚上太陽(yáng)下山后放下簾子進(jìn)行保溫。還有在溫室內(nèi)設(shè)置電動(dòng)噴霧器和風(fēng)扇，當(dāng)溫度升高時(shí)，通過造霧打開風(fēng)扇增加空氣流速，降低溫度；同時(shí)還有水泵和光照系統(tǒng)，增加濕度和光照強(qiáng)度，必要情況下再對(duì)植物環(huán)境進(jìn)行改變。要通過無線模塊建立通信，保證數(shù)據(jù)的正常傳輸，接下就是不斷循環(huán)進(jìn)入等待狀態(tài)。

3.2 監(jiān)測(cè)端軟件設(shè)計(jì)

監(jiān)測(cè)端包括上位機(jī)界面及手機(jī)APP設(shè)計(jì)。

上位機(jī)界面程序由Visual Basic語言進(jìn)行開發(fā)，電腦在這里模擬了服務(wù)器的功能，相當(dāng)于從測(cè)量端發(fā)送的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)直接傳入電腦中保存起來，忽略服務(wù)器環(huán)節(jié)。設(shè)置計(jì)時(shí)器，通過計(jì)時(shí)器每達(dá)到一個(gè)固定時(shí)長(zhǎng)，就執(zhí)行一遍串口發(fā)送指令程序，相當(dāng)于發(fā)送至網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)再發(fā)送給測(cè)量端執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。也可以進(jìn)行手動(dòng)控制，這時(shí)自動(dòng)管理環(huán)節(jié)關(guān)閉，所有動(dòng)作均需要人為手動(dòng)完成。圖3為上位機(jī)設(shè)計(jì)界面。

圖3 上位機(jī)界面設(shè)計(jì)

測(cè)量端返回的數(shù)據(jù)先根據(jù)日期和設(shè)備號(hào)保存起來，然后根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)分析農(nóng)場(chǎng)的生產(chǎn)狀態(tài)，再改變相應(yīng)的環(huán)境。程序的運(yùn)行過程大概可以分為兩部，軟件打開之后就直接進(jìn)入自動(dòng)控制階段，這是根據(jù)固定時(shí)間通過串口發(fā)送給無線模塊指令，然后等待測(cè)量端返回的數(shù)據(jù)，電腦接收到數(shù)據(jù)后先對(duì)數(shù)據(jù)保存在緩沖區(qū)中，判斷數(shù)據(jù)是否正常，若異常則需要丟棄數(shù)據(jù)，若正常放入數(shù)組中導(dǎo)入到文件中，文件按照當(dāng)天日期加設(shè)備號(hào)進(jìn)行編號(hào)，方便日后進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查看。點(diǎn)擊數(shù)據(jù)庫(kù)查看按鈕彈出下圖對(duì)話框，選擇日期后點(diǎn)擊確定就可以直接在主界面的顯示區(qū)進(jìn)行顯示，通過每天進(jìn)行多次測(cè)量將數(shù)據(jù)按照比例通過像素點(diǎn)在界面上進(jìn)行繪折線圖，這就可以方便人們進(jìn)行直觀的感受數(shù)據(jù)的變化，從而了解到植物生長(zhǎng)的狀態(tài)。同時(shí)可以點(diǎn)擊顯示按鈕查看圖像。

手機(jī)程序由JAVA語言進(jìn)行編寫，使用Android Studio軟件進(jìn)行界面和程序內(nèi)核開發(fā)，手機(jī)程序目前用藍(lán)牙模擬網(wǎng)絡(luò)通信，在這里手機(jī)需要與電腦連接，相當(dāng)于與服務(wù)器來連接。當(dāng)通信建立完畢后，查看數(shù)據(jù)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制運(yùn)行，相當(dāng)于一個(gè)微小版的電腦程序，只完成部分功能，但這時(shí)手機(jī)擁有移動(dòng)性，所以對(duì)實(shí)地有著優(yōu)勢(shì)。手機(jī)端的UI界面如圖4所示，共有3個(gè)窗口，主要的功能相當(dāng)于移動(dòng)遙控器，針對(duì)的也是便攜性，有時(shí)候人們可能需要進(jìn)行實(shí)地觀察，如果電腦不方便進(jìn)行查看數(shù)據(jù)或控制設(shè)備運(yùn)作，這時(shí)手機(jī)就有了存在的必要，它所完成的功能相當(dāng)于電腦端的手動(dòng)控制按鈕。

圖4 手機(jī)端測(cè)試圖

用戶打開軟件，需要用戶授權(quán)給軟件進(jìn)行操作硬件，獲取完成后點(diǎn)擊連接按鈕，先要跟電腦建立通信，這里因?yàn)槭鞘褂秒娔X進(jìn)行模擬服務(wù)器操作，所以跟電腦通信即可，選擇使用手機(jī)自帶的藍(lán)牙與電腦建立連接，然后再通過日期按鈕選擇需要查看的歷史數(shù)據(jù)日期，一定要先對(duì)日期進(jìn)行選擇否則程序會(huì)出現(xiàn)崩潰，主要完成的功能區(qū)再功能開關(guān)里邊，這里通過歷史獲取按鈕將剛才選擇的日期發(fā)送給電腦，電腦執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)查看的功能，再將文件發(fā)送給手機(jī)端，手機(jī)解碼文件整個(gè)傳輸過程完成。也可以點(diǎn)擊測(cè)量進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和以上的功能按鈕方便進(jìn)行主觀控制，相當(dāng)于完成的是電腦端功能測(cè)試按鈕。

4 系統(tǒng)測(cè)試與結(jié)果分析

4.1 實(shí)驗(yàn)室模型測(cè)試結(jié)果

首先，STM32要先通過AS32TTL100與網(wǎng)關(guān)建立連接，使得STM32將收集到的數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)上傳至服務(wù)器中，這樣也才能有智能分析、人工監(jiān)督的過程，并且可以接收來自服務(wù)器的指令，根據(jù)指令執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，如測(cè)量、補(bǔ)充光照、補(bǔ)充水分、通風(fēng)等等。然后是建立傳感器與STM32的通信，采用的傳感器中內(nèi)置了處理芯片，以進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，不同環(huán)境下的寄存器配置和數(shù)據(jù)讀取，CCS881、GY302、HDC1080都是通過IIC進(jìn)行通信，STM32建立模擬IIC通信，獲取傳感器的數(shù)據(jù)然后存儲(chǔ)至內(nèi)存中并進(jìn)行發(fā)送。其次，通過STM32IO口的置高和置低，控制繼電器開關(guān)，以達(dá)到控制生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行。同時(shí)設(shè)計(jì)拍照系統(tǒng)進(jìn)行圖像傳輸，這樣人們可以直接通過軟件觀察植物生長(zhǎng)而不需要耗費(fèi)大量人力進(jìn)行實(shí)地觀察，人們可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)植物病蟲害等問題，再及時(shí)決定是否需要補(bǔ)充肥料和噴灑農(nóng)藥。

PC端軟件首先通過網(wǎng)絡(luò)選擇日期從服務(wù)器中取出歷史數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)通過繪制到窗口界面以供人們進(jìn)行直觀的判斷，人們也可以人為的進(jìn)行干預(yù)，通過發(fā)送指令到接收端，接收端接收到指令再控制生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)作。同時(shí)，當(dāng)種植的是不同的植物時(shí)，就需要不同的植物生長(zhǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過軟件改變種植植物來進(jìn)行不同的控制。手機(jī)端的目的是便攜性，人們?cè)谶M(jìn)行實(shí)地觀察時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)問題可以直接通過手機(jī)發(fā)送指令到測(cè)量端進(jìn)行控制，功能是與PC端一樣的，也是與服務(wù)器進(jìn)行互動(dòng)，可以查看歷史數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)控制，圖4為手機(jī)端界面測(cè)試結(jié)果。

4.2 火龍果大棚測(cè)試結(jié)果

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室測(cè)試證明該系統(tǒng)可行，選擇某火龍果大棚進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，主要測(cè)試參數(shù)為大棚內(nèi)溫度、空氣濕度、土壤濕度、大棚二氧化碳濃度及棚內(nèi)光照強(qiáng)度(為保證火龍果生長(zhǎng)，該大棚下午四點(diǎn)為開燈時(shí)間)。圖5為測(cè)試結(jié)果。

圖5 測(cè)試結(jié)果

從圖中可以看出這5個(gè)參數(shù)的變化，方便大棚管理人員觀測(cè)。

5 結(jié)論

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和實(shí)際大棚的數(shù)據(jù)采集證明該基于LoRa無線傳輸技術(shù)的智能農(nóng)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)可行，選擇某火龍果大棚進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，可以實(shí)現(xiàn)大棚內(nèi)溫度、空氣濕度、土壤濕度、大棚二氧化碳濃度及棚內(nèi)光照強(qiáng)度的采集，該數(shù)據(jù)可以幫助農(nóng)場(chǎng)管理人員更好的了解農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境，具有很好的實(shí)時(shí)性和有效性。