智能温室大棚监测控制系统研发

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《智能温室大棚监控系统的研究与设计》范文

《智能温室大棚监控系统的研究与设计》范文

《智能温室大棚监控系统的研究与设计》篇一一、引言随着现代科技的不断进步,农业科技作为支撑现代农业发展的重要支柱,也正在逐步升级与优化。

智能温室大棚监控系统是这一进步的体现之一,它不仅为农业种植提供了精准的环境控制,还能显著提高农作物的产量与品质。

本文旨在探讨智能温室大棚监控系统的设计与实现,通过对其系统架构、技术运用以及实施效果的研究,为现代农业的智能化发展提供一定的理论支持与实践指导。

二、系统架构设计1. 硬件架构智能温室大棚监控系统的硬件架构主要包括传感器网络、数据传输设备、中央处理单元和控制执行设备等部分。

传感器网络负责实时监测温室内的环境参数,如温度、湿度、光照强度等;数据传输设备将收集到的数据传输至中央处理单元;中央处理单元对数据进行处理与分析,并发出控制指令;控制执行设备则根据指令调整温室内的环境条件。

2. 软件架构软件架构则包括数据采集模块、数据处理与分析模块、控制指令输出模块以及用户交互界面等部分。

数据采集模块负责从传感器网络中获取数据;数据处理与分析模块对数据进行处理与存储,并运用算法进行环境预测与优化;控制指令输出模块根据分析结果发出控制指令;用户交互界面则提供友好的操作界面,方便用户进行系统操作与监控。

三、关键技术运用1. 传感器技术传感器技术是智能温室大棚监控系统的核心之一。

通过使用高精度的传感器,系统能够实时监测温室内的环境参数,如温度、湿度、光照强度等,为后续的数据处理与分析提供准确的数据支持。

2. 数据处理与分析技术数据处理与分析技术是智能温室大棚监控系统的关键环节。

通过对传感器收集到的数据进行处理与分析,系统能够实时掌握温室内的环境状况,并运用算法进行环境预测与优化,为控制指令的发出提供依据。

3. 控制执行技术控制执行技术是实现智能温室大棚监控系统精确控制的关键。

通过控制执行设备,系统能够根据中央处理单元发出的指令,调整温室内的环境条件,如开启或关闭通风口、调整遮阳设备等。

《基于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统研究》

《基于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统研究》

《基于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统研究》篇一一、引言随着科技的不断进步,物联网(IoT)技术已经广泛应用于各个领域,特别是在设施农业领域,其应用更是日益广泛。

物联网技术以其强大的信息感知、传输和处理能力,为设施农业的现代化、智能化提供了有力支撑。

本文针对基于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统进行研究,旨在提高农业生产效率,实现精准农业和可持续发展。

二、物联网在设施农业中的应用物联网技术通过将传感器、网络通信、云计算等技术相结合,实现了对农业生产环境的实时监测和控制。

在设施农业中,物联网技术的应用主要体现在温室大棚的智能控制系统中,通过感知环境参数、分析数据、自动调节设施设备等手段,实现对温室环境的精准控制。

三、温室大棚智能控制系统的设计1. 系统架构基于物联网的温室大棚智能控制系统主要包括感知层、传输层、平台层和应用层四个部分。

感知层通过各类传感器实时采集温室环境参数,如温度、湿度、光照、CO2浓度等;传输层通过无线通信技术将感知层采集的数据传输到平台层;平台层对数据进行处理和分析,实现智能决策和控制;应用层则是用户与系统进行交互的界面,用户可以通过手机、电脑等设备对系统进行远程控制和监测。

2. 关键技术(1)传感器技术:传感器是系统感知环境参数的关键设备,应选用具有高精度、高稳定性的传感器,以保障数据的准确性。

(2)无线通信技术:无线通信技术是实现数据传输的关键,应选用具有高可靠性、低功耗的通信技术,以保证数据的实时传输。

(3)云计算和大数据技术:云计算和大数据技术是实现智能决策和控制的核心,通过对历史数据的分析和挖掘,实现精准预测和决策。

四、系统功能与实现1. 系统功能温室大棚智能控制系统应具备以下功能:实时监测温室环境参数、自动调节设施设备、远程控制和监测、数据分析和挖掘等。

通过这些功能,实现对温室环境的精准控制,提高农业生产效率。

2. 实现方式系统通过传感器实时采集温室环境参数,将数据通过无线通信技术传输到平台层。

智能温室大棚监测系统解决方案设计

智能温室大棚监测系统解决方案设计

智能温室大棚监测系统解决方案设计一、设计背景温室大棚是一种具备自动控制温度、湿度、光照等环境参数的农业生产设施,能够提供稳定的生长环境,优化农作物的生长条件,提高农作物产量和质量。

为了实现自动监测和控制,提高温室大棚的生产效益和资源利用效率,智能温室大棚监测系统应运而生。

二、系统目标1.实时监测温室大棚的环境参数,包括温度、湿度、光照等;2.自动控制温室大棚的温度、湿度、光照等环境参数,以维持最佳的生长条件;3.提供远程监测和控制功能,方便用户随时随地查看和操作;4.数据存储和分析,为用户提供决策依据和生产指导。

三、系统组成1.传感器网络:布置在温室大棚内部的各个位置,用于感知温度、湿度、光照等环境参数;2.控制器:通过与传感器网络连接,获取环境参数数据,并控制灯光、风机、喷灌等设备,实现环境参数的调控;3.数据中心:负责接收和存储传感器数据,并进行分析和处理,生成报告和统计分析结果;4.用户界面:提供给用户查看温室大棚的当前状态和历史数据,并进行控制操作的界面;5.通信模块:实现传感器数据的传输和远程控制命令的下发。

四、系统工作流程1.传感器网络感知温室大棚内的环境参数,将数据通过通信模块传输给数据中心;2.数据中心接收数据并存储,进行数据分析和处理,生成报告和统计分析结果;3.用户可以通过用户界面查看温室大棚的当前状态和历史数据;4.用户可以通过用户界面进行控制操作,下发控制命令到控制器;5.控制器接收控制命令,控制相应的设备,调节温室大棚的环境参数。

五、系统特点与优势1.实时性:通过传感器网络和通信模块的配合,实现对温室大棚环境参数的实时监测和控制;2.自动化:传感器数据的自动处理和控制器的自动调节,降低了人工的参与度,提高了生产效率;3.远程监测和控制:用户可以通过互联网远程查看和操作温室大棚,方便灵活;4.数据分析和决策支持:数据中心对传感器数据进行分析和处理,生成报告和统计分析结果,为用户提供决策支持和生产指导。

《2024年智慧农业大棚监控系统的设计与实现》范文

《2024年智慧农业大棚监控系统的设计与实现》范文

《智慧农业大棚监控系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的发展,智慧农业成为了农业领域发展的重要方向。

智慧农业大棚监控系统是智慧农业的重要组成部分,通过集成物联网、传感器、大数据等先进技术,实现对农业大棚环境的实时监测和智能调控,提高农业生产效率和产品质量。

本文将介绍智慧农业大棚监控系统的设计与实现过程。

二、系统设计1. 系统架构设计智慧农业大棚监控系统采用分层设计的思想,主要包括感知层、传输层、应用层。

感知层负责采集大棚环境数据,传输层负责将数据传输到服务器端,应用层负责数据的处理和展示。

2. 硬件设计(1)传感器:传感器是智慧农业大棚监控系统的核心组成部分,主要包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO2浓度传感器等,用于实时监测大棚环境参数。

(2)控制器:控制器负责接收传感器数据,并根据预设的阈值进行相应的调控操作,如调节温室遮阳帘、通风口等。

(3)网络设备:网络设备包括无线通信模块和有线网络设备,用于将传感器数据传输到服务器端。

3. 软件设计(1)数据采集与处理:软件系统通过与硬件设备的通信,实时采集大棚环境数据,并进行预处理和存储。

(2)数据分析与展示:软件系统对采集的数据进行分析和挖掘,通过图表、报表等形式展示给用户,帮助用户了解大棚环境状况和作物生长情况。

(3)智能调控:软件系统根据预设的阈值和调控策略,自动或手动调节温室设备,如调节温室遮阳帘、通风口等,以保持大棚环境在最佳状态。

三、系统实现1. 硬件实现硬件设备选型与采购:根据系统需求,选择合适的传感器、控制器和网络设备,并进行采购。

设备安装与调试:将硬件设备安装在大棚内,并进行调试,确保设备能够正常工作并采集准确的数据。

2. 软件实现(1)数据采集与处理模块:通过与硬件设备的通信,实时采集大棚环境数据,并进行预处理和存储。

采用数据库技术对数据进行管理和维护。

(2)数据分析与展示模块:通过数据分析算法对采集的数据进行分析和挖掘,以图表、报表等形式展示给用户。

花卉温室大棚智能控制系统设计与实现

花卉温室大棚智能控制系统设计与实现

花卉温室大棚智能控制系统设计与实现一、本文概述随着科技的不断进步和农业现代化的深入推进,智能控制系统在农业生产领域的应用越来越广泛。

特别是在花卉生产中,温室大棚的智能控制对于提高花卉品质、增加产量以及节约资源具有重要意义。

本文旨在探讨花卉温室大棚智能控制系统的设计与实现,通过综合运用现代信息技术、物联网技术和自动控制技术,构建一个高效、智能的温室大棚环境监控与管理系统。

在研究背景方面,传统的花卉温室大棚管理多依赖于人工经验,不仅劳动强度大,而且难以实现精细化管理。

随着智能技术的发展,将这些技术应用于温室大棚管理,可以实现对温室内环境参数的实时监测和精确控制,从而为花卉提供最适宜的生长环境。

文章的研究目的在于设计并实现一个集成了温度、湿度、光照等多种环境参数监测的智能控制系统,并通过数据分析和智能决策,实现对温室大棚内环境的自动调节。

研究方法包括系统需求分析、硬件选择与集成、软件开发、系统测试及优化等。

预期成果将展示一个完整的花卉温室大棚智能控制系统设计方案,包括系统架构、关键技术、实施步骤及效果评估。

通过本研究,期望能够为花卉生产者提供一个切实可行的智能化解决方案,促进花卉产业的可持续发展。

该段落为文章的概述部分提供了一个清晰的框架,为读者理解全文内容奠定了基础。

二、花卉温室大棚概述花卉温室大棚作为一种现代化的农业生产方式,为花卉的生长提供了稳定、可控的环境。

它通过模拟花卉自然生长所需的气候条件,创造出适宜的温度、湿度、光照和二氧化碳浓度等环境因素,以促进花卉的健康生长,提高花卉的品质和产量。

结构特点:花卉温室大棚通常由骨架结构、覆盖材料、通风系统、灌溉系统、加热或降温设备等组成。

骨架结构支撑整个温室,覆盖材料如玻璃或塑料薄膜用于保持温室内的气候稳定。

通风系统用于调节温室内的空气流通,灌溉系统保证花卉的水分供应,而加热或降温设备则用于应对极端气候条件。

控制系统:花卉温室大棚的智能控制系统是其核心部分,它通过集成传感器、控制器和执行器等设备,对温室内的环境参数进行实时监测和调节。

农业大棚智能温室监测系统设计方案

农业大棚智能温室监测系统设计方案

农业大棚智能温室监测系统设计方案随着现代化农业的发展,农业大棚建设越来越普及,但是由于天气等客观因素不能完全掌控,农业生产效率难以保证。

因此,农业大棚智能监测系统的应用显得尤为重要。

本文将从以下三个方面阐述农业大棚智能温室监测系统的设计方案:系统方案的设计、硬件和软件的实现及监控效果的实现。

一、系统方案的设计农业大棚是一个相对比较封闭的环境,可以通过解决温度、湿度、光照、二氧化碳等多个环境参数来提高大棚温度、湿度等环境参数的控制,提高种植效率。

因此,为了保障农业生产,设计一个可以全天候监测,记录及分析大棚内不同的环境数据的智能监测系统是可行的。

智能监测系统方案的设计应该包括硬件和软件两个方面。

二、硬件和软件的实现系统的硬件实现主要有传感器、单片机、电源、通讯模块等四个组件。

这些组件分别应用于不同领域,但是通过互相配合,最终形成了一个可有效监测环境变化的系统。

其中的传感器可以实现对于不同环境参数的监测,单片机负责收集传感器获取的数据,并根据实际情况进行控制。

电源则提供系统使用的能量,使得系统能够持续运行。

通讯模块则将数据传输到云端,方便维护以及数据分析,使得用户能够更加便捷地了解大棚内的环境变化。

软件的实现包括了传感器数据管理软件,程序逻辑控制软件,数据分析软件以及信息管理软件。

在实现这些软件的同时,需要考虑数据管理的安全问题。

因此通讯模式的选择成为了考虑的重点。

本系统选择了基于物联网的信号传输方式,使用模数转换器,将传感器检测到的物理信号转化成数字信号,再通过网络传输的方式将这些数字信号发送到云端进行采集分析。

在传输上采用了安全加密技术,以保证数据安全性。

三、监控效果的实现系统能够实现对高温、低温、干燥、潮湿等环境的自动报警,并能够在系统数据分析的基础上,提供对农业大棚的管护建议。

同时,该系统可以通过数据记录等方式,为农业生产前期生产者提供参考,帮助农业生产者更好地进行规划,提高生产水平。

因此,该系统具有较高的实用价值。

基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现

基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现

基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现1. 引言1.1 研究背景智能温室大棚系统是利用先进的单片机技术和传感器技术来实现对温室环境的监测和控制的系统。

随着全球气候变暖和粮食供应压力的增加,智能温室大棚系统的研究和应用变得越来越重要。

当前,传统的农业生产方式已无法满足不断增长的粮食需求,而智能温室大棚系统的出现为农业生产带来了革命性的改变。

传统的温室大棚产品受限于人工操作和环境条件的限制,往往无法实时监测温室内外环境的变化,导致温室作物生长过程中出现问题。

设计并实现基于单片机的智能温室大棚系统具有重要的意义。

通过引入单片机技术和传感器技术,智能温室大棚系统可以实现对温室内外环境参数的实时监测和控制,如温度、湿度、光照等。

智能温室大棚系统还可以实现远程监控和控制,为农业生产提供更便捷、高效、智能化的解决方案。

研究基于单片机的智能温室大棚系统具有重要的理论和实际意义。

1.2 研究目的研究目的是基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现。

通过研究,旨在利用现代科技手段提高温室大棚的自动化程度,提升温室作物的生产效率和质量。

具体目的包括:1. 设计一套智能温室大棚系统,实现温室环境监测、控制和调节功能,实现对作物生长环境的精细化管控;2. 研究温室大棚系统中的传感器和执行器的选择、布局及调试方法,确保系统的稳定性和可靠性;3. 开发相应的软件模块,实现对温室大棚的智能控制,包括自动化灌溉、通风、照明等功能;4. 测试系统的性能,评估系统在实际作物种植环境中的使用效果和稳定性;5. 为农业生产提供更加智能、高效的技术手段,推动农业现代化发展,提升粮食生产能力和质量。

1.3 研究意义智能温室大棚系统的研究意义主要体现在以下几个方面:智能温室大棚系统的设计与实现能够有效提高农作物的产量和质量。

通过智能温室大棚系统,我们可以实现精确的环境控制,包括温度、湿度、光照等参数的实时监测和调节,从而为作物提供更适宜的生长环境。

基于物联网的农业温室大棚智能控制系统研究

基于物联网的农业温室大棚智能控制系统研究

基于物联网的农业温室大棚智能控制系统研究摘要:随着农业现代化的推进,基于物联网的农业温室大棚智能控制系统逐渐成为提高农业生产效益和资源利用效率的重要手段。

本文旨在对综合应用物联网技术的智能控制系统的研究,希望能够实现对温室大棚内环境参数的实时监测、数据传输、智能调控,从而优化作物生长条件,提高产量和质量。

关键词:物联网;农业温室;智能控制系统;环境监测引言随着全球人口的不断增长和气候变化的影响,农业生产面临着越来越大的挑战,为了提高农业生产效益、降低资源浪费,以及实现精准农业管理,农业温室大棚的智能化和自动化成为农业现代化发展的必然趋势。

传统的农业生产方式难以适应当今高效、可持续的发展需求,因此,利用物联网技术构建智能控制系统,成为提高农业生产水平的重要途径。

1物联网在农业中的应用物联网在农业中的应用,是通过连接各种农业设备和传感器,实现实时数据采集、远程监测和智能控制,以提高农业生产效率和管理精度。

首先,物联网在农业中广泛应用于环境监测。

各类传感器可以实时监测土壤湿度、温度、光照等环境参数,将数据传输至云端进行分析,为农民提供科学的决策依据,这有助于优化作物的生长环境,提高产量和质量。

其次,物联网在农业设备的智能化方面发挥了关键作用。

传感器和智能控制系统的应用使得农机具、灌溉系统等设备能够根据实时监测数据进行智能调节和优化操作。

例如,智能化的植保无人机能够根据农田实时的植被状况,精准喷洒农药,提高防治效果的同时减少农药的使用量,降低对环境的影响。

2农业温室大棚智能控制系统设计2.1传感器与数据采集传感器广泛布置在温室大棚内,涵盖土壤、气象和作物等多个方面,土壤湿度传感器、温度传感器、光照传感器等用于实时监测环境参数,而作物生长状况的传感器用于收集作物的生理信息,这些传感器通过物联网技术实现数据的实时传输。

数据采集系统负责对传感器获取的大量数据进行整合、存储和处理。

通过在温室大棚中建立数据采集节点,可以实现对各个传感器数据的集中管理,这些数据不仅用于实时监测温室大棚的当前状态,还可用于历史数据的分析,为农业生产提供科学依据。

现代农业温室大棚智能监测和控制解决方案精选全文完整版

现代农业温室大棚智能监测和控制解决方案精选全文完整版

可编辑修改精选全文完整版现代农业温室大棚智能监测和控制解决方案一、背景介绍近年来,农业温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利,得到了迅速的推广和应用。

种植环境中的温度、湿度、光照度、土壤湿度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。

传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求,目前国内可以实现上述环境因子自动监控的系统还不多见,而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵,不适合国情。

针对目前温室大棚发展的趋势,提出了一种大棚远程监控系统的设计。

根据大棚监控的特殊性,需要传输大棚现场参数给管理者,并把管理者的命令下发到现场执行设备,同时又要使上级部门可随时通过互连网或者手机信息了解区域大棚的实时状况。

基于490MHz、GPRS 的农业温室大棚智能监控管理系统使这些成为可能。

二、系统方案1、系统概述深圳信立科技有限公司现代温室大棚智能监测和控制系统集传感器、自动化控制、通讯、计算等技术于一体,通过用户自定仪作物生长所需的适宜环境参数,搭建温室智能化软硬件平台,实现对温室中温度、湿度、光照、二氧化碳等因子的自动监测和控制。

农业大棚温室智能监控系统可以模拟基本的生态环境因子,如温度、湿度、光照、CO2浓度等,以适应不同生物生长繁育的需要,它由智能监控单元组成,按照预设参数,精确的测量温室的气候、土壤参数等,并利用手动、自动两种方式启动或关闭不同的执行结构(喷灌、湿帘水泵及风机、通风系统等),程序所需的数据都是通过各类传感器实时采集的。

该系统的使用,可以为植物提供一个理想的生长环境,并能起到减轻人的劳动强度、提高设备利用率、改善温室气候、减少病虫害、增加作物产量等作用。

2、系统组成:整个系统主要三大部分组成:数据采集部分、数据传输部分、数据管理中心部分。

A、数据管理层(监控中心):硬件主要包括:工作站电脑、服务器(电信、移动或联通固定IP专线或者动态ip域名方式);软件主要包括:操作系统软件、数据中心软件、数据库软件、温室大棚智能监控系统软件平台(采用B/S结构,可以支持在广域网进行浏览查看)、防火墙软件;B、数据传输层(数据通信网络):采用移动公司的GPRS网络或490MHz传输数据,系统无需布线构建简单、快捷、稳定;移动GPRS无线组网模式具有:数据传输速率高、信号覆盖范围广、实时性强、安全性高、运行成本低、维护成本低等特点;C、数据采集层(温室硬件设备):远程监控设备:远程监控终端;传感器和控制设备:温湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器、土壤湿度传感器、喷灌电磁阀、风机、遮阳幕等;3、系统拓扑图:XL68、XL65支持490MHz上传方式,系统通讯网络示意如下(一片区域现场节点多,可选此种方案)XL68、XL65支持GPRS上传方式,系统通讯网络示意如下(一片区域现场节点少,可选此种方案)。

基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现

基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现

基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现1. 引言1.1 背景智能温室大棚系统是一种利用现代科技手段来监控和调控温室内环境的系统。

随着人们对食品安全和环境保护意识的提高,温室大棚种植逐渐成为现代农业的重要组成部分。

传统的温室大棚存在管理不便、资源浪费和生产效率低下等问题,因此迫切需要一种智能化的系统来解决这些问题。

传统温室大棚管理主要依靠人工操作,容易受到外界气候和人为因素的影响,使得温室内环境控制困难。

而智能温室大棚系统则通过使用各种传感器来监测温室内外环境数据,实时调控温度、湿度、光照等因素,从而提高生产效率和保障农作物的生长质量。

本研究旨在基于单片机技术设计并实现一套智能温室大棚系统,从而提升温室管理的效率和水平。

通过传感器采集数据、控制系统设计、通信系统设计、数据处理与管理等方面的研究,力求构建一套稳定可靠、智能化程度高的温室管理系统,为现代农业生产提供一种全新的解决方案。

【背景】1.2 研究意义智能温室大棚系统的设计与实现是当前农业领域的研究热点之一。

随着人口的不断增加和气候变化的影响,传统农业生产面临着诸多挑战,如病虫害防治困难、气象变化频繁等。

研究开发一种能够实现自动化、智能化管理的温室大棚系统具有重要的意义。

智能温室大棚系统能够实现对温度、湿度、光照等环境参数进行监测和控制,从而有效提高作物生长的质量和产量。

通过传感器实时采集数据,并利用单片机进行控制和决策,可以实现对温室环境的精准调控,提高作物的生长环境,减少能源消耗,提高生产效率。

这对于农业生产的可持续发展和粮食安全具有重要意义。

智能温室大棚系统还可以实现远程监控和管理,农民可以通过手机或电脑实时查看温室环境数据,及时调整相关参数,解决传统农业生产中人工管理不便、信息不对称等问题。

研究基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现具有重要的理论和实际意义,有助于推动农业现代化进程,提高农业生产的效益和质量。

1.3 研究目的研究目的旨在通过基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现,实现对温室环境的监测和自动控制,从而提高农作物的生长效率和质量。

物联网设施农业温室大棚智能控制系统的研究

物联网设施农业温室大棚智能控制系统的研究

目前,我国设施农业大棚建设还存在网络化水平低、运营管理落后、环境监管水平需要进一步提高等诸多问题,限制了改善设施农业温室的整体生产效率。

针对设施农业大棚生产中的一系列问题,本文探讨了基于物联网技术的设施农业大棚中物联网技术的应用设计,开发了设施智能控制系统。

希望本研究能够促进设施农业大棚的科学管理,促进农业大棚的科学化、网络化、智能化、自动化发展。

在物联网技术的不断发展中,农业生产向智能化发展,但我国缺乏对温室智能控制系统的研究,因此需要在系统设计时进行合理的调整。

建立内部结构和运行监控系统。

识别温室变化,实现温室增产目标,促进农业生产进一步发展。

此外,由于我国的农业生产技术尚且不够发达,农业企业和个人对温室智能控制系统的了解程度还有待提高,应用难度较大。

一、物联网概念物联网利用射频识别(RFID)卡、无线传感器等信息检测设备,按照传输协议以有线和无线方式将万物连接到互联网,并使用云计算等。

信息交换和通信技术等。

实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理等功能的网络。

物联网建立在互联网之上,将用户端延伸和延伸到万事万物。

在物联网中,物品可以在无人为干预的情况下相互“交流”。

其本质是利用射频识别等技术,实现物品的自动识别和互联网上的信息共享。

智能农业利用遥感技术、地理定位系统技术、地理信息系统技术、计算机网络技术等技术,与土壤快速分析,自动灌溉、自动施肥施药、自动收割、自动采后处理和自动存储等智能农业机械技术融合的新型农业生产方式。

二、温室控制系统的主要功能智慧温室利用物联网搭建温室,自动或远程控制蔬菜的生长环境,使蔬菜全年都能获得最佳的生长环境,提高产量,实现蔬菜的合理种植。

通过作物所需的生长环境和物联网技术,智能温室实现以下功能。

1、数据收集根据作物的种类和生长特性,在温室各点放置温湿度传感器、二氧化碳传感器、照度传感器、水流传感器、土壤湿度传感器等设备,实时采集温室内环境信息。

采集到的信息通过无线射频设备发送到内置物联网网关,物联网网关再对数据进行分析处理后上传至服务器。

智能温室大棚监控系统的研究与设计

智能温室大棚监控系统的研究与设计

智能温室大棚监控系统的研究与设计龚尚福;潘虹【摘要】According to the characteristics of high cost and inconvenient use of various intelligent monitoring systems,an intelligent greenhouse monitoring system is put forward,in which the CC2530 embedded microprocessor is taken as the main control chip. The ZigBee technology is used to construct the wireless sensor network of the system. The software of the system is composed of the monitoring center system at computer terminal and Android mobile client system,and assisted with expert data-base for guidance. The system has perfect human-machine interactive interface,easy operation,low cost and high practical value, with which users can monitor the production and management of greenhouse whenever and wherever possible.%针对目前各种智能监控系统成本高、使用不方便等特点,提出一种智能温室大棚监控系统.本系统采用CC2530嵌入式微处理器作为主控芯片,无线传感网络采用ZigBee技术构建,软件系统由电脑端的监控中心系统和Android移动客户端系统组成,并辅助专家库予以指导.本系统具有良好的人际交互界面,操作简便,成本低,用户可随时随地监控温室大棚的生产和管理情况,具有实用价值.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2017(040)019【总页数】4页(P119-122)【关键词】智能温室大棚监控;ZigBee技术;CC2530;Android移动客户端系统【作者】龚尚福;潘虹【作者单位】西安科技大学计算机科学与技术学院,陕西西安 710054;西安科技大学计算机科学与技术学院,陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TN919-34;TP393Abstract:According to the characteristics of high cost and inconvenient use of various intelligent monitoring systems,an intelligent greenhouse monitoring system is put forward,in which the CC2530 embedded microprocessor is taken as the main control chip.The ZigBee technology is used to construct the wireless sensor network of the system.The software of the system is composed of the monitoring center system at computer terminal and Android mobile client system,and assisted with expert data⁃base for guidance.The system has perfect human⁃machine interactive interface,easy operation,low cost and high practical value,with which users can monitor the production and management of greenhouse whenever and wherever possible.Keywords:intelligent greenhouse monitoring;ZigBee technology;CC2530;Android mobile client system我国是一个农业大国,但是人口众多,人均耕地面积少,所以如何提高农作物的产量和质量,最大化地利用耕地面积十分重要。

基于单片机的智能温室大棚控制系统

基于单片机的智能温室大棚控制系统

基于单片机的智能温室大棚控制系统引言随着社会的发展和人们生活水平的提高,人们开始关注农业领域的现代化发展。

温室大棚作为一种现代农业生产方式,具有节约资源、提高产量和质量的优势,逐渐受到人们的关注和应用。

为了提高温室大棚的效率和减轻农民的劳动强度,基于单片机的智能温室大棚控制系统得到了广泛研究和应用。

功能概述基于单片机的智能温室大棚控制系统主要通过传感器采集大棚内的环境信息,并通过单片机进行处理和判断,再通过执行器实现对温室内环境的自动调控。

主要功能如下:1.环境监测:通过温湿度传感器和光照传感器等传感器实时监测温室内的温度、湿度和光照强度等环境参数。

2.数据采集与存储:将环境参数通过单片机进行采集,并存储到内部存储器或外部存储设备中,以便进行数据分析和历史记录查看。

3.自动调控:根据采集到的环境信息和预设的参数,单片机进行逻辑判断,并通过执行器控制温室内的通风、加热、灌溉等设备,以实现温室内环境的自动调控。

4.远程监控与控制:通过与互联网连接,实现对温室大棚的远程监控和控制,农民可以通过移动设备或电脑实时查看温室内的环境情况,并进行远程控制操作。

系统设计与实现硬件设计•单片机选择:根据系统的需求和成本考虑,可以选择常见的单片机芯片,如Arduino、树莓派等。

其中,Arduino具有成本低、易编程等特点,被广泛应用于温室大棚控制系统中。

•传感器选择:根据系统需求,选择合适的温湿度传感器、光照传感器等传感器,并通过数字接口与单片机连接,进行环境参数的实时采集。

•执行器选择:根据系统需求,选择合适的电机、继电器等执行器,并通过数字接口与单片机连接,实现对大棚内设备的自动控制。

软件设计•开发环境:选择适合单片机编程的集成开发环境,如Arduino IDE等。

•编程语言:单片机编程主要使用C/C++语言进行开发。

•程序设计:根据系统功能需求,设计相应的程序逻辑,包括传感器数据采集、控制策略设计、数据存储与分析等方面的功能实现。

《基于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统研究》范文

《基于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统研究》范文

《基于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统研究》篇一一、引言随着科技的不断进步,物联网(IoT)技术已广泛应用于农业领域,特别是在设施农业中,其对于提高农业生产力、减少资源浪费以及提升农业管理效率起到了显著作用。

本篇论文旨在探讨基于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统的研究与应用。

该系统通过对温室环境的实时监控和自动调控,为作物生长提供最佳的生态环境,从而提高作物的产量和质量。

二、物联网在设施农业中的应用物联网技术为设施农业提供了全新的发展思路。

通过物联网技术,我们可以实时监测温室内的环境参数,如温度、湿度、光照、CO2浓度等,并根据作物的生长需求进行自动调控。

此外,物联网技术还可以实现远程监控和智能控制,使农业生产者可以随时随地对温室环境进行管理和调整。

三、智能控制系统架构基于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统主要包括硬件和软件两部分。

硬件部分包括传感器、执行器、控制器等,软件部分则包括数据采集、数据处理、决策控制等模块。

传感器负责实时采集温室内的环境参数,如温度、湿度、光照等。

执行器则根据控制器的指令对温室环境进行调控,如开启或关闭通风口、调节遮阳网等。

控制器是整个系统的核心,它通过接收传感器采集的数据,根据预设的算法对数据进行处理,然后根据处理结果发出控制指令给执行器。

四、系统功能与实现基于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统具有以下功能:1. 环境监测:实时监测温室内的环境参数,如温度、湿度、光照等。

2. 自动调控:根据作物的生长需求和预设的算法,自动调节温室环境,为作物提供最佳的生态环境。

3. 远程监控:农业生产者可以通过手机、电脑等设备随时随地对温室环境进行远程监控。

4. 智能控制:系统可以根据实时的环境参数和作物的生长状态,自动做出决策并发出控制指令。

系统实现过程中,首先需要搭建物联网平台,包括传感器、执行器、控制器等硬件设备的选型与配置。

然后,需要开发相应的软件系统,包括数据采集、数据处理、决策控制等模块的实现。

基于云平台的智能温室大棚监测控制系统设计

基于云平台的智能温室大棚监测控制系统设计

基于云平台的智能温室大棚监测控制系统设计随着物联网和云计算技术的发展,智能温室大棚监测控制系统在农业领域得到了广泛应用。

本文将介绍一个基于云平台的智能温室大棚监测控制系统的设计。

该系统主要由传感器、终端设备、云平台和用户终端四个部分组成。

传感器用于检测大棚内的环境参数,如温度、湿度、光照强度等。

终端设备负责将传感器采集的数据上传到云平台,并接收来自云平台的控制指令。

云平台负责接收、存储和处理数据,并根据用户的需求发送控制指令到终端设备。

用户终端可以通过手机、平板电脑等设备监测和控制大棚的环境参数。

在设计该系统时,需要考虑以下几个方面。

首先是传感器选择和连接。

温室大棚监测需要多种传感器,如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。

这些传感器需要和终端设备连接,并能够稳定地采集数据。

可以选择使用传统的有线连接或者无线连接,如Wi-Fi、蓝牙、LoRa等。

对于大棚监测控制系统来说,稳定的数据传输是非常重要的。

其次是终端设备的选择和开发。

终端设备需要具备连接传感器、上传数据到云平台、接收来自云平台的控制指令等功能。

可以选择使用单片机或者嵌入式系统作为终端设备,并在其上开发相应的应用程序。

这些应用程序需要能够实现数据传输、数据处理和通信等功能。

云平台是整个系统的核心部分,承担着数据存储、数据处理和控制指令发送的功能。

云平台需要具备大规模数据存储和处理的能力,并能够实时响应用户的请求。

在选择云平台时,可以考虑使用云计算服务提供商提供的平台,如阿里云、亚马逊云等。

最后是用户终端的设计和开发。

用户终端可以通过手机、平板电脑等设备访问云平台,并监测大棚的环境参数及控制大棚的相关设备。

用户终端需要具备友好的用户界面和操作体验,方便用户进行操作和管理。

总之,基于云平台的智能温室大棚监测控制系统设计需要考虑传感器选择和连接、终端设备的选择和开发、云平台的选择和用户终端的设计和开发等方面。

随着物联网和云计算技术的不断发展,智能温室大棚监测控制系统将会在农业生产中发挥更大的作用。

基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现

基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现

基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现1. 系统结构设计智能温室大棚系统包括传感器模块、执行器模块、控制模块和通信模块。

传感器模块用于监测温室大棚内的温度、湿度、光照等环境参数,执行器模块用于控制温室大棚内的通风设备、浇水设备等,控制模块用于处理传感器采集的数据并控制执行器的操作,通信模块用于与外部设备进行数据交换和远程监控。

2. 传感器模块设计传感器模块包括温湿度传感器、光照传感器和土壤湿度传感器。

温湿度传感器用于监测温室大棚内的温度和湿度,光照传感器用于监测温室大棚内的光照强度,土壤湿度传感器用于监测植物根系所在土壤的湿度。

传感器模块通过模拟信号将环境参数转化成电信号,并通过单片机进行采集和处理。

执行器模块包括风机、温室大棚内灯光和浇水设备。

风机用于调节温室大棚内的通风情况,灯光用于补充光照或延长光照时间,浇水设备用于定时浇水。

执行器模块通过单片机控制开关来实现对设备的控制。

控制模块采用单片机作为核心控制器,通过采集传感器模块的数据,根据预设的控制策略进行控制执行器模块的操作。

在实现控制逻辑时,需要考虑温室大棚内环境参数之间的相互影响和植物生长的需求,以达到最优的控制效果。

通信模块采用无线通信模块,实现智能温室大棚系统与外部设备的数据交换和远程监控。

通过无线通信模块,可以将温室大棚内的环境参数数据传输至远程监控设备或云平台,实现远程监控和管理。

6. 系统实现本系统的实现基于低成本的单片机STM32F103C8T6,它具有丰富的外设资源和强大的性能,适合用于智能物联网设备的开发。

在系统实现时,需要编写单片机的控制程序,并通过外设模块和传感器模块进行连接和测试,最终实现一个稳定可靠的智能温室大棚系统。

7. 实验效果实验结果表明,智能温室大棚系统能够实时监测温室大棚内的温度、湿度、光照等环境参数,并根据预设的控制策略进行自动控制,保持温室大棚内环境的稳定性和适宜性。

系统具有较好的稳定性和可靠性,能够满足实际生产的需要。

基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现

基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现

基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现智能温室大棚系统是利用现代科技手段,结合单片机技术、传感器技术及自动控制技术,实现对温室环境的智能监测和自动控制,提高农作物生长的质量和产量。

本文将针对基于单片机的智能温室大棚系统进行设计与实现进行详细介绍。

一、系统结构设计智能温室大棚系统硬件结构设计主要包括传感器模块、执行器模块、单片机模块、通信模块和电源模块。

传感器模块用于监测温度、湿度、光照等环境参数,执行器模块用于控制灌溉、通风、遮阳等设备,单片机模块作为系统的核心控制单元,对传感器数据进行采集和处理,并根据预设的控制策略控制执行器模块实现自动控制,通信模块用于与上位机进行通信,实现远程监控与控制。

系统软件结构设计主要包括嵌入式控制程序和上位机监控程序。

嵌入式控制程序负责单片机的控制逻辑实现,包括传感器数据采集、控制策略实现和执行器控制等功能。

上位机监控程序通过通信模块与单片机进行数据交互,实现对温室环境参数的实时监测和控制,同时具备数据存储和分析功能,可以对历史数据进行回放和分析。

1. 温室环境参数监测功能系统通过温度传感器、湿度传感器、光照传感器等传感器模块实时监测温室内的环境参数,将数据传输至单片机进行处理,并通过通信模块传输至上位机,实现对温室环境参数的实时监测。

2. 自动控制功能系统根据预设的控制策略,通过单片机实时控制执行器模块,实现对温室灌溉、通风、遮阳等设备的自动控制。

在温度过高时自动开启通风设备;在土壤湿度过低时自动开启灌溉设备等。

3. 远程监控与控制功能系统可以通过通信模块实现与上位机的远程通信,用户可以通过上位机监控程序实时监测温室环境参数的变化,并可以远程控制温室的灌溉、通风、遮阳等设备,实现远程智能化管理。

三、系统实现方案1. 硬件实现方案系统硬件方案采用Arduino单片机作为核心控制单元,通过与传感器模块和执行器模块的连接,实现对温室环境的监测和控制。

通信模块采用Wi-Fi、蓝牙等无线通信技术,与上位机实现远程通信。

智能温室大棚整体控制设计报告

智能温室大棚整体控制设计报告

智能温室大棚整体控制设计报告一、引言二、系统设计1.传感器部分2.控制器部分控制器是智能温室大棚的核心部分,它负责接收传感器发送的数据,并根据设定的参数进行决策和控制操作。

在温室大棚中,控制器可以根据环境参数自动调整温度和湿度。

另外,它还可以自动调整灯光的亮度和频率,以满足不同植物的需求。

控制器应具备良好的通信能力,可以远程监控系统的工作状态,并接收和传输数据。

3.执行器部分执行器是控制器的输出部分,负责根据控制器发送的信号执行相应的操作。

在温室大棚中,执行器可以控制空调和加湿器的启停,调节温度和湿度;同时,它还可以控制灯光的开关和亮度调节,以满足不同植物的光照需求。

此外,执行器还可以控制灌溉系统的水泵,根据土壤湿度的变化自动喷水。

三、功能设计1.温度和湿度控制智能温室大棚的控制系统应能够实现温度和湿度的自动控制。

当温度超过设定值时,执行器会启动空调系统进行降温;当湿度超过设定值时,执行器会启动加湿器进行降湿。

在温度和湿度达到设定范围后,执行器会自动停止相应的操作。

2.光照控制3.水分控制智能温室大棚的控制系统还应具备水分控制功能。

通过土壤湿度传感器监测土壤湿度,并根据设定值自动控制灌溉系统的开关。

当土壤湿度低于设定值时,执行器会启动水泵进行灌溉;当土壤湿度达到设定值时,执行器会自动停止灌溉。

四、结论智能温室大棚整体控制系统的设计可以提供良好的生长环境,提高农作物的产量。

通过传感器监测环境参数,并由控制器和执行器对其进行自动调节,可以实现温度、湿度、光照和水分等参数的自动控制。

未来的工作可以进一步完善系统的功能和性能,提升智能温室大棚的效益和可靠性。

基于物联网技术的智能温室大棚控制系统

基于物联网技术的智能温室大棚控制系统

基于物联网技术的智能温室大棚控制系统1. 引言1.1 研究背景:利用物联网技术来实现智能化的温室大棚控制系统成为了当前研究的一个热点。

物联网技术可以通过将传感器、控制器和网络相连接,实现对温室环境参数的实时监测和远程控制,从而实现温室环境的智能化管理。

这不仅能够提高农作物的生长效率和质量,还可以节约能源和减少人力成本,具有重要的社会和经济意义。

为了应对现代农业生产的需求,研究基于物联网技术的智能温室大棚控制系统具有重要的理论和实践意义。

通过该系统的研究和开发,可以提高农业生产的效率和质量,促进农业的可持续发展,为我国农业现代化进程做出贡献。

1.2 研究意义随着全球气候变化加剧和人口增加,粮食安全与农业生产的可持续性成为世界各国亟需解决的问题。

传统的温室大棚控制方式存在着运作成本高、能耗问题严重、生产效率低等诸多不足之处。

而基于物联网技术的智能温室大棚控制系统的研究和应用能够有效解决这些问题,具有重要的社会和经济意义。

智能温室大棚控制系统能够实现温室环境参数的精准监测和智能调控,确保植物在最适宜的生长环境中生长,提高生产效率与品质。

该系统能够实现远程监控和控制,减少人力成本,提高生产管理的效率和灵活性。

智能温室大棚控制系统的研究还能推动农业现代化和智能化水平的提升,促进农业产业的可持续发展。

研究基于物联网技术的智能温室大棚控制系统具有重要的指导意义和推动作用,对提升农业生产效率、保障粮食安全、促进经济发展具有积极的意义和价值。

【字数:231】2. 正文2.1 智能温室大棚技术发展现状随着人们对食品安全和环境保护意识的增强,智能温室大棚技术逐渐受到重视和应用。

目前,全球智能温室大棚技术发展已经进入了一个快速发展阶段,在各个国家都有相关的研究和应用实例。

在欧美等发达国家,智能温室大棚技术已经相对成熟,应用广泛。

而在我国,智能温室大棚技术也在不断向前发展。

智能温室大棚技术不仅能够提高农作物的产量和质量,减少资源的浪费,还能够降低农业生产过程中的能耗和环境污染。

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随后在温室大棚智能控制技术方面,借鉴了工业领域的先进成果,技术水平 不断提 高,除了对温室大棚进行监控外,计算机优化环境参数、节能、节水及 设施装备的可靠性等很多方面都取得了不错的技术成果,根据传感器的检测可以 实现对相应各个执行机 构的自动控制,如湿帘与风扇配套的降温系统、由热水 锅炉或热风机组成的加温系统、无级调节的天窗通风系统、二氧化碳自动施肥系 统、定时喷灌或者滴灌的自动灌溉系统等。大棚智能监控系统方面,如美国开发 的适宜冬天保温用的双层充气膜、高压雾化降温加湿系统以及适宜夏季降温用的 湿帘降温系统处于世界领先水平;荷兰的顶面涂层隔热、加热系统、人工补光等 方面有较高的水平;韩国的换气、灌溉、CO2 浓控制等方面比较先进。
基于ZigBee技术的温室大棚智能监控系统总体设计系统方案的提出
某蔬菜基地共有8个蔬菜大棚,在设计中每个大棚无线数据监测面积大约为
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400m2,宽5m, 长80m。温室大棚的监测目标具有分散性、多样性、及环境偏僻甚 至恶劣等特点。检测目标主要是温度、湿度、光照强度、CO2浓度这些环境参数, 这些是农作物 进行适宜生长的关键因素,对环境参数进行实时监测以后 ,要对 相应的执行机构进行控制,参数控制执行机构可以通过地热发生器、湿帘湿帘泵、 喷灌、补光等实现。温室大棚整体结构如图1.1所示 。
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物联网智能控制管理系统”农业物联网实用项目。该物联网能控制管理系统具有 水质监测、环境监测、视频监测、远程控制、短信通知等功能;在惠山区益家康 无公害蔬菜基地,利用来自洋马农机的蔬菜移栽机和配套起垄覆膜设备,进行黄 瓜苗移栽应用试验,效果良好,实现来高产、优质 。
在温室大棚种植基地里,除了能种植农作物以外,种植稀有珍贵的经济型作 物也是发展高效、经济农业的一大需求。在福建省闽侯县白沙镇上寨村鼎天连坪 洋农场上建有一个现代农业物联网科技示范种植铁皮石斛的基地,铁皮石斛是现 在石斛属植物中经济价值最高的种类,药用及保健效果极好,生产的产品有 “铁 皮枫斗”,国际市场价格为每公斤1300-3600 美元。农场各项数据用手机就能看 到,从而实现工作人员对基地的远程无线遥控。鼎天连坪洋农场占地 约230亩, 一期投资550万元,部署了农业物联网技设备,将建成78个标准种植大棚及部分 机械化耕种设备。 在大棚里架设有一个农业 多功能采集仪器,在这个仪器最顶 端的太阳能设备是维持整个仪器的动力。而从仪器中间引出的一些分支仪器,插 入培土或悬挂着,可实时监测大棚内温度、湿度、光照条件、
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智能温室大棚监测控制系统研发
我国是一农业大国,农业是国家的重要经济命脉。提高单位面积的作物的 产量 、生产优质农产品是 现阶段农业发展的迫切要求,而温室大棚是实现高产、 优质农业的一个重要的组成部分。温室大棚是一种可以改变植物生长环境,根据 作物生的最佳生长条件,调节温室气候使之一年四季满足植物生长需要,不受气 候和土壤条件的影响,能够避免外界四变化和恶劣气候对其影响的场所,并且能 在有限的土地上周年地生产各种不同的蔬菜、鲜花等反季节作物的一种温室设 施。温室生产以达到调节作物生长过程中的产期,促进在不同时期作物的发育提 高作物 品质、产量等为目的。温室棚依照不同的屋架、采光材料又可分为很多 种类,如玻璃温室、塑料温室等。温室结构的建造标准是既能密封保温,便于通 风降温。但是作物要想现高产、优质、仅仅靠温室保温是不行的,需要对农作物 的生长环境进行多方位多的精确采集和实时的控制。目前国家提出要狠抓农业科 技革命的新型农业道路,实施数字化精准农业温室大棚是现代农业发展改革的一 大措施。数字化精准农业温室大棚技术是从 生产理念、经营主体、农业装备、 先进科技成果转化、提高农业生产力等方面进行农业的改革,应用先进的技术调 控差异,科学利用资源,采用信息化经营管理和组织方式进行农业生产,实现农 业生产的目标管理。
与普通的温室大棚相比,数字化精准农业温室大棚不仅能够种植优质高产反 季作物而且将电子、计算机、通信和自动控制等信息技术引入到本领域中,朝着 精细农业、数字农业的方向发展。数字化精准农业温室大棚系统,可以定量获取 和分析农业环境的多种参数 ,实现对环境的多点检测,其检测目标可以是温度、 湿度、光照、振动、压力、水/土壤/空气成分等,能对大棚内个环境参数达到良 好的检测,进而协调控制大棚内的环境参数,使大棚内的环境条件能够适宜作物 的成长 。对温室大棚内的内的环境因子进行多点多参数的采集,一般需要在土 壤中铺设大量的线缆,使得对作物 的耕作造成了一定的困难,采用无线的方式 进行数据的采集可以解决上述问题;根据所采集的数据,需对温室大棚的环境进 行良好的控制,有效地控制大棚内作物在生长过程中需要的水分、通风以及温度
温室大棚智能监控系统的国内研究现状
我国温室大棚智能监控系统研究领域起步较晚。20 世纪50年代末,我国在 华北地区曾经建造过大型温室大棚,手动控制是在温室大棚技术发展初期所采取 的控制手段。温室大棚的种植者既是温室大棚内的各种环境的传感器,又要作为 对大棚作物进行管理控制的执行机构,他们成为了温室大棚环境控制的核心。通 过对温室大棚内外的气候环境状况和对作物生长状况的观测,凭借长期积累的种 植经验对大棚内的农作物需要的环境状况进行推测及判断,采用手动方式调节温 室内环境,使其适宜农作物的生长。种植者采用的手动控制方式,这种方式的劳 动生产率较低,不适合对农作物生产环境进行精确采集和控制,而且对种植者的 素质要求较高。
托普物联网作为物联网推进研发的主体,致力于温室大棚智能监控系统的研 发,并制定多种方案,根据实际的具体情况,根据不同的情况,将温室大棚的系 统研发力尽做到最好。
国外研现状和发展趋势
温室大棚智能监控系统的国外研究现状
在15~ 16世纪,法国、荷兰、日本就开始建造简易温室大棚。栽培过时令 蔬菜或小水果。17世纪开始采用炉和热气加热以玻璃为材料的温室大棚。19世纪 在法国、英格兰、荷兰出现了双面玻璃材料的温室大棚,这个时期的温室大棚 主 要种植葡萄、黄瓜、草莓等。在19世纪后期 ,温室大棚种植技术从欧洲传到美 洲及其世界各地。在1860年美国就建立了世界上第一个温室大棚试验站,到20 世纪初美国已 有1000多个温室大棚用于各季蔬菜种植。20世纪50年代,美国、 加拿大的温室大棚生产达到高峰,荷兰、德国的温室大棚工业化生产业已兴起。 温室调控技术至今经历了几十年的发展过程。初期是使用传感仪表对温室设施中 的光照、温度等参数进行测量,再使用手动或电动执行机构(如幕帘、通风设备 等)施行简单控制。欧美等国家在30年代就相继建立了人工气候室,这些气候室 就是在人工的调解下进行的。在温室大棚中人工对农作物的环境参数的控制还不 是太准确,大部分的控制属于经验控制 。
随着传感仪器仪表及执行器技术的进步,温室大棚逐步可以实现分别对植物 所需的环境参数如对温度、湿度、光照等几乎所有室内环境参数进行动控制的智 能监控系统。从80年代开始,根据不同作物、不同生长阶段及外界环境 变化对 温室环境进行综合调节控制的技术得到了快速的发展。荷兰、日本、以色列、美 国、韩国、加拿大等国家是设施农业十分发达的国家,大棚以大型温室棚为主。
随着智能化控制的发展,温室大棚的控制系统向着越来越先进、功能越来越 完备的 方向发展。在1994年胡建东、肖建军等人运用模糊控制的原理设计了连 栋温室控制系统,该系统结合了模糊控 制技术使温室大棚环境达到最佳的生长 状态。在温室自动控制技术和生产实践的基础上,通过总结、收集农业领域知识、 技术和各种试验数据构造专家系统,以建立植物生长的数学模型为理论依据,研 究开发出的一种适合不同作物生长基于ZigBee的温室大棚智能监控系统的研究 的温室专家智能控制系统技术。 在1996年江苏理工大学李萍萍等人研制的基于 工控机温室自动控制系统,它可以利用各类传感器测量温室大棚的温度、湿度、 光照强度等环境因子,并能对环境因进行控制,以基于作物和境信息的知识的专 家决策系统为依 托,实现利用智能化和信息化的温室大棚智能监控系统 。
图 1.1 温室大棚整体结构图
基于 ZigBee 的温室大棚智能监控系统的研究 (1 )IE EE 802.11x 无线局域网(WLAN)标准适用的是 2.4G H z 的 IS M 频段,WLAN 的应用平台是笔记本电脑和掌上电脑组成的 无 线 以太网,是互联 网的无 线延伸。IEEE802.11 在 1997 年提出无线高保真(Wi- Fi)无线通信协 议,其目是提供 WLAN 接入。Wi- Fi 采用 IEEE 802.11b 标准,最大传输速率 11Mbit/s。但目前,IEEE802.11 标准的复杂性为用户选择标准化无线平台增加 了困难,虽然具有 优越的带宽,可是功耗损耗较大,因此大多数的 Wi - F i 装置都需要常规充电。这些特点限制了它在工业场合的应用; (2 )红外线数据协会(Infrared Data As socia tio n , IrDA )是一种利用 红外线进行点 对点通信的技术。它具有功耗低、体积小、成本低廉的特点。但是 I 让 DA 智能 在两台设之间连接,只支持视距的直线传播;
我国的温室大棚种类的蔬菜种类多,分布地域广,需要进行多点多参数测量, 测控 设施安装和维护工作量大,采用有线通信方式传输信号存在诸多不便。目 前,随着国内信息化产业的展和国家领导人的大力扶持,将物联网产业加入了十 二五规划,根据《规划》智能农业作为九大流域之一将作为战略性新型产业给予 大力推进,使我国的农业走向了一个新型的智能化阶段中。因此实现无线通信和 远程监控是现代农业的发展要求。在我国的很多地方,都在大力发展和建设智能 化业。在我国南方城市无锡人多地少,人均耕地面积仅为0.4亩,在耕地有限的 情况下,发展高效农业是无锡的选择。而无锡又是我国网联网信的发源地,无锡 政府重点启动实施4万亩具有现代化设施的市属蔬菜大棚基地建设。比如在锡山 区鹅湖镇今年就依托江省现代物理农业技术与装备创新中心,实施了“水产养殖
随着我国单片机电子技术、自动化技术的进步,在80年代中后期,研究出了 基于自动控制的温室大棚控制技术。这种控制系统需要种植者输入温室作物生长 所需环境的
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