文/陳思任

1 方案總體設(shè)計分析

物聯(lián)網(wǎng)溫室智能管理平臺囊括諸多先進技術(shù)，比如網(wǎng)絡技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)、識別技術(shù)及智能感知技術(shù)等，借助傳感器集群，以一種實時性方式監(jiān)測溫室環(huán)境當中的各個因子，并通過對下位計算機、近場無線通信的合理化應用，來更好且更加全面的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，然后進行匯總，最后運用互聯(lián)網(wǎng)平臺，向主控計算機實時傳輸；而針對主控計算機而言，可借助專門的數(shù)據(jù)庫軟件，比對所收集到的各種數(shù)據(jù)，且進行判定，最后發(fā)出控制指令，借助下位機來自動化控制CO2 發(fā)生器、農(nóng)藥泵、滴灌泵以及肥類泵等，最終實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)與控制農(nóng)作物生長條件、溫室環(huán)境的目的。針對整個平臺而言，能夠根據(jù)實際需要，實施更新作物數(shù)據(jù)，并且還能實時性的查看作物影響，實時性的控制溫室系統(tǒng)，此乃物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于農(nóng)業(yè)當中的關(guān)鍵成果。

針對此平臺而言，其主要由兩部分組成，其一為軟件系統(tǒng)，其二是硬件系統(tǒng)，針對硬件系統(tǒng)而言，其主要由通信系統(tǒng)、傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、顯示設(shè)備及傳感器等構(gòu)成；而對于軟件部分來分析，其則由移動端APP、溫室控制系統(tǒng)、作物生長數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中心及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等構(gòu)成。整個項目建設(shè)的重要支撐為數(shù)字處理技與信息技術(shù)，借助計算機網(wǎng)絡，實時性的監(jiān)測棚室作物的實際生長狀況，利用傳輸設(shè)備、傳感器，從中得到各種信息，且開展系統(tǒng)化、全面性處理，最終構(gòu)建作物灌溉系統(tǒng)。

2 硬件系統(tǒng)分析

2.1 構(gòu)建的傳感器模組

其主要包含土壤元素分析儀、雨量傳感器、CO2濃度傳感器、環(huán)境溫濕度傳感器、雨植物光譜分析儀、溫濕度傳感器等構(gòu)成。

2.2 控制機構(gòu)

主要包含遮陽步進電機、水泵、各個管路關(guān)聯(lián)電磁閥及通風電機等。

2.3 通信系統(tǒng)

主要包含兩部分：

（1）近場通信；

（2）遠程通信。

針對遠程通信系統(tǒng)來分析，其主要包含使用

運營商的2G、3G、4G 網(wǎng)絡進行各類數(shù)據(jù)信息的傳輸；而對于近場通信來講，其主要包含主控電腦與傳感器間的無線傳輸模塊。

3 軟件系統(tǒng)分析

3.1 構(gòu)建作物生長管理數(shù)據(jù)庫

積極構(gòu)建與各地區(qū)實況相符的若干種具有代表性作物的生長規(guī)律模型，針對這些模型而言，主要包含作物在各個生長環(huán)節(jié)或階段所需要的溫度、農(nóng)藥、肥料及水等參數(shù)，并且還需要根據(jù)現(xiàn)實情況，把傳感器所得到的數(shù)據(jù)，與其展開全面比較，最終達到自動化控制數(shù)字化溫室的目的。通過開展深入研究，可以獲得諸多與作物生長相關(guān)的數(shù)據(jù)，借助這些數(shù)據(jù)，能夠預防傳統(tǒng)作物種植時單憑經(jīng)驗噴灑農(nóng)藥、施肥及灌溉等過程當中所造成的浪費，與此同時，還能防止由于噴灑農(nóng)藥過量或者施肥過量而導致土壤板結(jié)，以及污染等情況發(fā)生。對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體系進行編寫，以降低數(shù)據(jù)冗余，高速數(shù)據(jù)讀寫的方式，對整個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。

3.2 溫室智能控制系統(tǒng)分析

借助傳感器模組而獲取的數(shù)據(jù)，依據(jù)歷史數(shù)據(jù)，對整個溫室環(huán)境因子來進行全面分析，合理化控制作物最優(yōu)生長數(shù)據(jù)，并以此為基礎(chǔ)，進行控制信號的發(fā)送，將其傳送至操控機構(gòu)，最終調(diào)節(jié)溫室環(huán)境。

3.2.1 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中心

針對此中心而言，除了將各種原始數(shù)據(jù)庫保留下來，而且還能對現(xiàn)階段作物數(shù)據(jù)進行及時更新，與此同時，還能遠程控制授權(quán)用戶。

3.2.2 移動端APP 開發(fā)

能夠借助移動設(shè)備，來更加高效且實時性的管理溫室，最終將物聯(lián)網(wǎng)的價值給體現(xiàn)出來。

4 系統(tǒng)功能分析

（1）系統(tǒng)可依據(jù)用戶所輸入的各個地塊種植的作物以及突然類型后，此時，系統(tǒng)可依據(jù)作物生長所需要的土壤、養(yǎng)分及氣象條件等，以一種動態(tài)化方式對棚室溫度變化進行實時監(jiān)測，而且還能監(jiān)測土壤含水量的變化以及日常情況；然后對作物生長所需要的光照、通、灌溉及光照等進行精確計算與控制。

（2）此系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)自動控制，而且還能根據(jù)現(xiàn)實需要，選擇半自動控制。而針對半自動控制而言，即為系統(tǒng)準允用戶依據(jù)實況，對開停機加以控制。

（3）系統(tǒng)能夠依據(jù)作物的實際生長情況、氣象條件、土壤養(yǎng)分及土壤類型等情況，制定若干作物的智能控制方案。用戶在對某一新作物進行種植時，能夠在控制器上，對各個參數(shù)進行修改，因而有著比較好的擴展性。

（4）在控制器上，選用的是專用型單片機外圍接口芯片，有著比較高的可靠性；另外，由于選用的是標準RS-232 串口，并且連接計算機來實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，因而可以實現(xiàn)各項數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測。

5 結(jié)語

綜上，伴隨社會經(jīng)濟的持續(xù)、高速發(fā)展，許多新技術(shù)、新理念、新方法在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應用，物聯(lián)網(wǎng)作為新技術(shù)背景下的重要代表，有力推動著溫室種植方面的發(fā)展與更新。基于物聯(lián)網(wǎng)下，構(gòu)建溫室智能管理平臺，能夠時作物獲得更加優(yōu)質(zhì)的生長，提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量，農(nóng)業(yè)應用價值廣泛。