第一篇：智能農業大棚環境監視系統的設計與實現

無線傳感網絡技術 課程設計報告

學生姓名 學院

學 號

計算機科學與技術學院

物聯網工程 專

業

題

目 智能農業大棚環境監視系統的設計與實現 指導教師

2016 年 月 1 日

目錄

1引言.............................................................................................................錯誤！未定義書簽。

1.1智能農業大棚應用的背景...............................................................錯誤！未定義書簽。1.2智能農業大棚設計的目的與意義...................................................錯誤！未定義書簽。2監視系統ZigBee網絡設計方案...................................................................................................1 2.1 ZigBee網絡技術簡介（這個抄一下老師給我們的那個參考）.....................................1 2.2兩種典型網絡配置結構...................................................................錯誤！未定義書簽。

2.2.1兩層網絡，系統由兩類點構成：........................................錯誤！未定義書簽。2.2.2三層網絡，系統由三類點構成：..........................................................................3 3智能農業大棚控制系統的總體方案............................................................................................3 3.1智能農業大棚的特點.................................................................................................................3 3.2設計的總體思路.........................................................................................................................4 3.3系統分為三個模塊（說一說各部分的功能與工作的流程）.........................................5 3.3.1 ZigBee無線傳感節點...........................................................................................5 3.3.2 ZigBee數據匯聚節點...........................................................................................5 3.3.3 控制系統...............................................................................................................6 3.4無線傳感器網絡拓撲連接圖.............................................................................................6 4 結論..............................................................................................................................................6 4.1 系統應該完成的功能........................................................................................................6 4.2心得體會和感悟.................................................................................................................7 參考文獻...........................................................................................................................................7

引言

1.1智能農業大棚應用的背景

在我國智能農業大棚控制系統還處于發展階段，特別是傳統農業與現代自動化控制技術相結合的研究成果還不夠成熟。在傳統的農業大棚中，澆水、通風，燈光等控制全憑經驗、靠感覺。對農業大棚內的溫度、濕度、光照、二氧化碳的濃度、土壤的酸堿度等環境參數都需要靠人工進行采集，這樣的傳統農業大棚不僅大大耗費人工成本，而且還會因為監測不到位而使農業大棚的環境得不到保障。因此智能的農業大棚應運而生。

1.2智能農業大棚設計的目的與意義

目的：

1)通過智能化的設計使得大棚的環境得到自動監視，便于管理員通過手機進行實時監查與管理。

2)將大棚內農作物的生長環境與溫室環境有機結合，分析數據并確定適合溫室大棚的控制系統。

意義：大大的縮減了人工巡查的成本，同時更加高效的實現了人工智能自動監管，使得農業大棚向信息化，網絡化，智能化的方向發展。

2監視系統ZigBee網絡設計方案 2.1 ZigBee網絡技術簡介

ZigBee是一組面向低速無線個人區域(LR-WPAN)的雙向無線通信技術標準。它是基于IEEE 802.15.4無線標準研制開發的，有關組網、安全和應用軟件方面的技術標準。其MAC層和物理層協議使用了IEEE 802.15.4標準，ZigBee聯盟對網路層協議和API（應用層）進行了標準化，同時還開發了安全層，以保證這種便攜設備不會意外泄漏其標識，這種利用網絡的遠距離傳輸不會被其他節點獲得。與Wi-Fi,Bluetooth等其他無線接入技術相比，ZigBee具有的優勢如下：

1、功耗低：工作非常省電，支持休眠狀態。由于周期很短，收發信息功耗較低，以及采用了休眠模式，ZigBee可確報兩節5號電池支持6個月至兩年左右的使用時間；

2、工作頻段靈活：使用的頻段分別為2.4GHz(250Kb/s)、915MHz(40Kb/s)、和868MHz(20Kb/s)均為無須申請的ISM頻段；

3、低成本：由于傳輸速率低，并且協議簡單，降低了成本，另外使用ZigBee協議可以免專利費；

4、組網靈活、網絡容量大：ZigBee可采用星型、樹型和網狀網絡結構，由一個主節點管理若干子節點，最多一個主節點可管理254個子節點；同時主節點還可由上一場網絡節點管理，最多可支持達65000個節點。

5、安全：ZigBee提供了數據完整性檢查和鑒權功能，加密算法采用通用的AES-128，應用層安全屬性可根據需求來配置。

6、高保密性：64位出廠編號和支持AES-128加密。ZigBee網絡具有三種拓撲結構，如圖2-3所示。

圖2-3 ZigBee網絡拓撲結構圖

1、星形拓撲結構：節點之間只有唯一的一條路徑

2、樹狀拓撲結構：當從一個節點向另一個節點發送數據時，信息將沿著樹的路徑向上傳遞到最近的協調器節點，然后再向下傳遞到目標節點。

3、網狀拓撲結構：網狀拓撲結構是一種特殊的、按多跳方式傳輸的點對點的網絡結構，其路由可自動建立和維護，并且具有多種強大的自組織、自愈功能。網絡可以通過“多跳”方式通信，可以組成極為復雜的網絡，具有很大的路由深度和網絡節點規模。

2.2兩種典型網絡配置結構

2.2.1兩層網絡，系統由兩類點構成：

無線傳感器節點，包括無線空氣溫濕度傳感器、無線土壤溫度傳感器、無線

土壤含水量傳感器、無線光照度傳感器、無線CO2傳感器等；

無線網關節點，包括Wi-Fi無線網關或GPRS無線網關。

該結構適用于園區已經有Wi-Fi局域網覆蓋，或是可以采用GPRS直接上傳數據的場景。在此結構中，只需要在合適的區域部署無線網關，即可實現傳感器數據的采集和上傳。（本次我所使用）

2.2.2三層網絡，系統由三類點構成：

無線傳感器節點，包括無線空氣溫濕度傳感器、無線土壤溫度傳感器、無線土壤含水量傳感器、無線光照度傳感器、無線CO2傳感器等；

無線網關節點；

數據路由器。

該結構適用于園區沒有Wi-Fi局域網覆蓋，也不準備采用GPRS直接上傳數據的場景。在此結構中，需要部署數據路由節點和無線網關，無線網關與數據路由節點之間以長距離無線通信方式進行數據的交換，在區域較大，節點間通信距離不足時，無線網關還可以相互之間進行自動數據中繼，擴大監控網絡的覆蓋范圍。

3智能農業大棚控制系統的總體方案 3.1智能農業大棚的特點

通過使用智能無線節點CC2530模塊形成的小型局域網（如下圖所示）。紅色為協調器模塊（小型無線網絡的網關），黃色為功能模塊（子節點包括：溫濕度采集模塊、數字量輸入/輸出模塊等）。

智能農業大棚事實的流程圖

3.3系統分為三個模塊

3.3.1 ZigBee無線傳感器節點

根據總體設計的要求，ZigBee無線傳感節點作為數據的采集節點，負責將溫室大棚里的溫濕度傳感器，光照強度傳感器，二氧化碳傳感器等采集到的數據發送到ZigBee數據匯聚節點，即CC2530智能無線節點。

3.3.2 ZigBee數據匯聚節點

ZigBee數據匯聚節點，即CC2530智能無線節點。USB串口輸出，協調器獲取底層的ZigBee無線傳感節點采集的數據，并將其向上位機轉發，所以ZigBee匯聚節點（協調器）為一個小型局域網的網關。

第二篇：農業物聯網設施農業智能大棚系統

農業物聯網設施農業智能大棚系統

佳多農林ATCSP物聯網智能大棚利用先進的生物模擬技術，通過先進的網絡設計，將復雜的系統模型轉變成方便用戶操作的電腦頁面版本、手機頁面版本，實現全天候實時操控；無線遠程檢測系統、環境檢測系統、智能控制系統。結合當前棚內環境數據信息及歷史大數據，系統分析對比運算，智能化對棚內滴灌、風機、遮陽網、卷簾等設施實施監控，模擬最適合棚內植物生長的環境，達到完全或部分擺脫對自然環境的依賴，實現農作物高效生產。

大棚作物的無線遠程檢測系統的應用。可全天候實時、定時采集棚內作物生長發育狀態、病蟲害活動的高清圖片，棚內作物的大小也 清晰可見。其單路攝像，可進行焦距調節監控，達到近距離可以觀測到植物葉面、莖干蚜蟲等害蟲。一般距離可以看到病蟲害的發生狀況、植物葉面等生長情況。遠距離可觀察作物整體長勢狀況。通過無線網絡傳輸，千百里外也可以通過手機電腦實時監控，被稱為測報人員的“聽診器”“千里眼”。

環境監測系統是智能大棚種植管理中的一項非常重要的功能。棚內空氣溫濕度、土壤溫濕度、CO2、光照度等因素，對棚內農作物生長起著關鍵性作用。通過環境監測系統，可以幫助用戶通過電腦、手機客戶端監測整個棚內農作物生長情況，全天候無線網絡傳輸，自動上傳作物生長信息，可以及時快速的獲取棚內環境變化。從而方便用戶及時進行調控，保證適宜植物生長的環境。

擁有智能控制系統的農業大棚則是農業現代化的重要標志。智能控制系統；通過棚內感知層對作物生長環境中的信息參數進行無線傳輸上傳，智能比對參數設置值，系統分析對比運算，自動進入模型控制卷簾、風機、生物補光等環境控制設備，智能化控制設施農業各項設備啟閉，調控大棚內環境達到適宜植物生長的范圍。“如果溫度低了，自控系統將開啟空調，自動給其加溫；如果溫度高了，自控系統將開啟風機，通過通風自動給其降溫；不需要陽光時，自動打開遮陽網。病蟲害做為影響農作物生長的重要因素，在設施內可以通過殺菌燈和頻振誘控技術進行智能無害化防治。

二氧化碳含量作為直接影響作物光合作用的重要環境因子。系統可智能化調整，預設二氧化碳濃度、閾值范圍參數。將二氧化碳濃度，實時采集值與當前濃度閾值進行對比，如果小于所設二氧化碳濃度閾值，系統則自動打開二氧化碳氣罐進行精準補給；如果大于所設二氧化碳濃度閾值，則自動打開風機進行適量排放。

佳多智能大棚系統中墑情監測、智能滴灌對不同作物的種類，生長階段、生長環境、氣候土壤條件實施智能化精細灌溉施肥。將微生物肥料、有機肥料與灌溉水一起均勻準確地輸送到作物根部土壤。大幅度地提高了肥料的利用率，可減少50%的肥料用量，水量也只有傳統澆灌的30%-40%。

佳多智能大棚系統；實現了對大棚作物生長環境的智能化干預、無害化防治、幫助用戶實現更高層次的精耕細作。

第三篇：智能農業溫室大棚管理系統項目計劃書

智能農業溫室大棚管理系統項目計劃書

一、項目背景

近年來，農業溫室基礎設施發展迅速，但是在自動監控方面仍存在著諸多問題。溫室監控區域較大，需要大量的傳感器節點構成大型監控網絡，通過各種傳感器采集諸如溫度、空氣濕度、光照度、土壤濕度、EC值、pH值等信息，實現自動化監控。傳統溫室監測與控制系統多采用有線連接，布線復雜，往往造成溫室內線纜縱橫交錯、使用不便、安裝維護困難、可靠性差等問題。

無線傳感器技術被認為是滿足溫室應用需求且代替有線連接的最好方式。惠企物聯科技結合最新的ZIGBEE無線技術，將傳感器整合到無線傳送網絡中：通過在農業大棚內布置溫度、濕度、光照、等傳感器，對棚內環境進行檢測，從而對棚內的溫濕度，光照等進行自動化控制。通過更加精細和動態監控的方式，來對農作物進行管理，更好的感知到農作物的環境，達到“智慧”狀態，提高資源利用率和生產力水平。

二、現存問題

? 首先是成本較高。一般來講，一套智能化的控制系統成本主要包括硬件成本、運行成本和維護成本。硬件成本包括各儀器儀表、通信線纜等。整個系統也不能自由組合或者裁剪應用于不同的對象，使得難以得到推廣和普及。同時，由于系統復雜、布線繁多、故障率高而且使得故障后的維修成本極大。另外，系統龐大造成的運行成本也不是一筆小費用。? 其次是布線復雜。溫室中有大量分散的傳感器和執行機構，這些設備可能隨著作物的改變而進行調整，同時錯綜復雜的線纜也需要重新鋪設，工作量較大。為了科學、合理地實現大面積溫室環境參數的自動檢測與控制，電子檢測裝置和執行機構的設置不僅數量大而且分布廣，連接著各個裝置與機構的線纜，也因此縱橫交錯。當溫室內生產的果蔬作物更替時，相應的電子檢測裝置和執行機構的位置常常需要調整，連接著各個裝置與機構的線纜有時也需要重新布置。這不僅增大了溫室的額外投資成本和安裝與維護的難度，有時也影響了作物的良好生長。

? 第三，故障解決難。當數據無法正常接收時，檢查人員不知道是線路問題還是節點故障。另外，目前的控制系統多采用基于現場總線的分布式模式，當總線出現故障時，雖然各控制節點尚能正常工作，但是上位機卻無法正常管理整個網絡，專家控制策略無法實施。

三、項目意義

(1)實現廣范圍的測量，需求傳感器節點多

當前溫室生產的首要特點就是監控區域很大，普通單個連棟溫室都有幾千平方米，而一個園區溫室群的面積可能會在幾百畝以上，因此需要大量的傳感器節點構建傳感器網絡，在每個溫室中采集諸如空氣溫度、空氣濕度、光照強度、土壤濕度、營養液EC值、pH值以及室外天氣參數等信息，除此以外，目前對作物生理參數的檢測也逐漸受到人們的重視，因此將會有更多的傳感器節點被用于溫室生產。另外，用于驅動溫室中執行機構的控制節點的數量也不能忽略。由此可見，溫室對其監測與控制系統的首要需求就是網絡容量大。(2)檢測點位置靈活變動 溫室中大量分散的傳感器，但隨著作物的生長而需要不斷調整位置；或者當溫室內生產的作物更替時，相應的電子檢測裝置和執行機構的位置也常常需要調整；另外，溫室的利用結構也會經常根據用戶需要而不斷改變，這就要求系統中各個節點能根據需要隨意變換位置而不影響系統工作。(3)節點數目可隨意增減

作物生長階段不同，環境因子對作物的影響可能也不同，生長初期可能對溫度比較敏感，而后期可能對光照比較敏感，這就要求系統可以隨意改變節點的類型和數量。除此以外，隨著作物的生長，用戶可能還需要對植物的生理參數進行監測而需要不斷增加傳感器節點。在某些科研溫室中，也經常需要改變傳感器節點的類型和數量，以達到精確監測與控制。上述這些情況都需要所用的監控系統的節點能隨意增減。(4)系統可靠性

系統故障而造成的經濟損失不可估量。如果系統出現問題而未能被及時發覺和修復，那么可能對作物造成致命的傷害，尤其在一些惡劣的天氣例如高溫和寒冷氣候條件下，這將直接影響產量和收益。另外，溫室內濕度高、光照強、具有一定的酸性，都會導致線纜的腐蝕、老化，從而降低系統的可靠性和抗干擾性，這對于檢查系統故障造成困難。例如，當數據無法正常接收時，檢查人員不知道是線路問題還是節點故障，這對及時發現和解決故障帶來不便。因此，溫室測控系統必須要可靠。

四、項目介紹

4.1 ZIGBEE技術介紹

ZIGBEE技術是IEEE(美國電子和電氣工程師協會)研發的新一代無線通訊技術。可應用在固定、便攜或移動設備上的，低成本、低功耗的低速率無線連接技術；2001年8月，美國HONEYWELL等公司發起成立了ZigBee聯盟，他們提出的ZigBee技術被確認為IEEE 802．15．4標準；現聯盟內有眾多的成員企業。

ZIGBEE技術現已被非常的應用，諸多的芯片廠家，如TI,三星，飛利浦等等，都生產出了與該協議技術兼容的芯片，并被大量的應用。

ZIGBEE屬于微波段2.4GHZ頻率，可實現遠距離（0~1000米）傳送給路由器；一般有3部分組成：ZIGBEE傳感器標簽、ZIGBEE路由器、ZIGBEE協調器組成，需外接2.4~3.7V的電源，當標簽檢測到現場的數據后，通過電磁波的傳導，遠距離的無線傳輸給路由器，路由器在已同樣的原理傳輸給協調器，協調器一方面可以將數據通過串口傳送給電腦，以供系統分析控制，一方面可以通過內置的單片系統處理、分析、控制所接受的數據。整個傳輸過程均通過無線傳輸，傳送速率在250K/s,且在傳送過程中對數據的加密保護，實現了快速、安全的現場數據采集。

ZIGBEE在無線傳輸的過程中，可以自動的實現自組網、多跳、就進識別的功能，當現場的單個路由出現問題時，其他路由會自動的尋找其他的線路，不會耽誤系統的運行； 4.2系統簡介

溫室大棚對環境的要求非常高，溫度、濕度、光照、CO2、等一系列的參數均對其影響重大。優秀的溫室大棚管理，即對于以上環境變量的嚴格管理。

在本系統中，我們采用不同的傳感器來實現對環境的監控，像無線溫度傳感器、無線濕度傳感器、無線光照度傳感器、無線CO2傳感器等。以無線溫度傳感器為例，該傳感器采用3大模塊組成：

1、溫度傳感器模塊；

2、單片機系統模塊；

3、無線發送模塊。溫度傳感器模塊檢測到現場的溫度數據后，將數據交由單片機處理，單片機通過模擬轉數字-數字轉模擬的處理，最終驅動無線發送模塊將數據無線發出。此無線溫度傳感器的傳輸距離可達120米。

無線溫度傳感器將數據向外發送，安裝在室內的或室外的路由器接受該數據，并將數據整理后，發送給ZIGBEE協調器，協調器會將數據整理并通過串口上傳電腦，電腦即根據現場的數據，與溫度標準值進行比較，如若超出標準值，電腦則控制溫室內外的：天窗、側窗、內遮陽保溫幕、外遮陽幕、風機、等開啟。同時，溫室內的傳感器時時檢測現場數據，當現場溫度達到標準值后，電腦即關閉控制。

4.3系統硬件組成

系統硬件按照控制的流程分3大部分：數據采集部分、數據傳輸部分、控制部分。

4.3.1數據采集部分

? 溫度傳感器：該傳感器采用3大模塊組成：

1、溫度傳感器模塊，采用美國進口的DS18B20模擬頭，精度等級在± 0.5℃；

2、單片機系統模塊；

3、無線發送模塊。

4、長待機電池。溫度傳感器模塊檢測到現場的溫度數據后，將數據交由單片機處理，單片機通過模擬轉數字-數字轉模擬的處理，最終驅動無線發送模塊將數據無線發出。每只傳感器都帶有一個ID號，而此ID號是有24位的字母、數字組成，可以實現無限的序號組合，即可實現全球唯一ID號；每只標簽的ID號與其所在的位置是相對應的，這個可以在系統建數據庫時，位置綁定在該ID號的信息中。即當系統讀取到序號為“1234567”的ID號時，系統即會知道該標簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標簽測量的數據較高時，系統就會知道具體的位置。此無線溫度傳感器的傳輸距離可達120米。

? 濕度傳感器：該傳感器采用3大模塊組成：

1、濕度傳感器模塊，采用美國進口的SHT11模擬頭，精度等級在± 3%RH；

2、單片機系統模塊；

3、無線發送模塊。

4、長待機電池。濕度傳感器模塊檢測到現場的濕度數據后，將數據交由單片機處理，單片機通過模擬轉數字-數字轉模擬的處理，最終驅動無線發送模塊將數據無線發出。每只傳感器都帶有一個ID號，而此ID號是有24位的字母、數字組成，可以實現無限的序號組合，即可實現全球唯一ID號；每只標簽的ID號與其所在的位置是相對應的，這個可以在系統建數據庫時，位置綁定在該ID號的信息中。即當系統讀取到序號為“1234567”的ID號時，系統即會知道該標簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標簽測量的數據較高時，系統就會知道具體的位置。此無線濕度傳感器的傳輸距離可達120米。

? 光照度傳感器：該傳感器采用3大模塊組成：

1、溫度傳感器，采用美國德州儀器的傳感器，可測量0~20萬lus；

2、單片機系統模塊；

3、無線發送模塊。

4、長待機電池。光照度傳感器模塊檢測到現場的溫度數據后，將數據交由單片機處理，單片機直接將接受到的傳感器數字信號處理，并驅動無線發送模塊將數據無線發出。每只傳感器都帶有一個ID號，而此ID號是有24位的字母、數字組成，可以實現無限的序號組合，即可實現全球唯一ID號；每只標簽的ID號與其所在的位置是相對應的，這個可以在系統建數據庫時，位置綁定在該ID號的信息中。即當系統讀取到序號為“1234567”的ID號時，系統即會知道該標簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標簽測量的數據較高時，系統就會知道具體的位置。此無線光照度傳感器的傳輸距離可達120米。

? CO2傳感器：該傳感器采用美國（Telaire）公司產品，該傳感器采用紅外光譜形式，0-2000PPM 的量程能滿足植物研究的所有需求。傳感器對科研型溫室高溫、高濕不敏感。此傳感器采用有線傳輸。該只傳感器與其所在的位置是相對應的，這個可以在系統建數據庫時，位置綁定在該ID號的信息中。即當系統讀取到序號為“1234567”的ID號時，系統即會知道該標簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標簽測量的數據較高時，系統就會知道具體的位置。

? 雨量傳感器：本儀器反斗部件翻轉靈敏，性能穩定，工作可靠。承雨口采用不銹鋼皮整體沖拉而成，光潔度高，滯水產生的誤差小。儀器外殼用不銹鋼制成，防銹能力強，外觀質量佳。此傳感器采用有線傳輸。該只傳感器與其所在的位置是相對應的，這個可以在系統建數據庫時，位置綁定在該ID號的信息中。即當系統讀取到序號為“1234567”的ID號時，系統即會知道該標簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標簽測量的數據較高時，系統就會知道具體的位置。

? 降雨感知傳感器：探頭為美國德州儀器 TI 公司產品，主要用于探測是否有降雨，該產品具有判斷降雨和結露的不同情況，具有工作可靠，價格便宜等特點。此傳感器采用有線傳輸。該只傳感器與其所在的位置是相對應的，這個可以在系統建數據庫時，位置綁定在該ID號的信息中。即當系統讀取到序號為“1234567”的ID號時，系統即會知道該標簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標簽測量的數據較高時，系統就會知道具體的位置。?

風速風向傳感器：風速風向傳感器”選用美國Davis（戴維斯）公司產品（Davis6410）。“風速風向傳感器”內部裝有精密旋轉運動部件，這些機械部件的穩定性非常好，能在惡劣環境下保持傳感器的測量精度。，外殼高強度特殊工程塑料具有極好的抗紫外老化作用。此傳感器采用有線傳輸。該只傳感器與其所在的位置是相對應的，這個可以在系統建數據庫時，位置綁定在該ID號的信息中。即當系統讀取到序號為“1234567”的ID號時，系統即會知道該標簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標簽測量的數據較高時，系統就會知道具體的位置。

? 土壤濕度傳感器：采用水利部認證傳感器，該傳感器采用先進的“時域反射原理”，桿式設計，感應部分 48cm，適用于測量任何類型土壤的體積含水量，測量精確，性能穩定可靠，此傳感器采用有線傳輸。該只傳感器與其所在的位置是相對應的，這個可以在系統建數據庫時，位置綁定在該ID號的信息中。即當系統讀取到序號為“1234567”的ID號時，系統即會知道該標簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標簽測量的數據較高時，系統就會知道具體的位置。

? 水暖水溫傳感器與土壤溫度傳感器：采用美國DALAIS 公司溫度傳感器，外套“密封不銹鋼鎧甲”。特性：一致性好，精度高，密封性好，此傳感器采用有線傳輸。該只傳感器與其所在的位置是相對應的，這個可以在系統建數據庫時，位置綁定在該ID號的信息中。即當系統讀取到序號為“1234567”的ID號時，系統即會知道該標簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標簽測量的數據較高時，系統就會知道具體的位置。

? 液面濕度傳感器: 主要測量植物表面的葉面蒸發程度及植物表面的濕度情況，適用于高檔花卉。例：一品紅，該系列傳感器適用于農業、園林、氣象、環保等領域對溫度和濕度的測量，經過絕緣封裝等加工工藝，可在高溫高濕等惡劣環境中長期穩定地工作。此傳感器采用有線傳輸。該只傳感器與其所在的位置是相對應的，這個可以在系統建數據庫時，位置綁定在該ID號的信息中。即當系統讀取到序號為“1234567”的ID號時，系統即會知道該標簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標簽測量的數據較高時，系統就會知道具體的位置。

以上的諸多品種傳感器，可直接安放在溫室內，或溫室外。其中最為常用的傳感器為溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器，在本系統中針對此3種傳感器，我們采用無線的傳輸方式，用無線模塊將數據送至無線路由器。其他種類傳感器因考慮用量較少，用無線傳輸方式成本較高，暫時用有線傳輸數據。

4.3.2數據傳輸部分

? 無線路由器：識讀標簽；微波2.4~2.5GHz微波頻段；吊掛式或固定支架安裝，防塵防水，與標簽的讀寫距離0~300米。

無線路由器的信號覆蓋到無線傳感器的接收范圍內時，路由器即能采集到標簽過來的數據信息；

因現場需要檢測不同位置的環境，會安裝較多的傳感器，路由器接收的數據具備冗長性，通過數據融合，將多個無線傳感器數據整理成更精準的數據，無線發送給協調器；

路由器除接收并發送無線傳感器的數據外，還可以作為其他路由器的上位路由，其他路由可以借此路由進行與協調器的通訊。

? 無線協調器：識讀中繼器，接收中繼傳送過來的信息，并將數據用串口上傳工控機；識別距離0~300米可調；微波2.4~2.5GHz頻段；吊掛式或固定支架安裝，工業RS485串口，防塵防水。

協調器是最終連接電腦的設備，它前端采集路由數據，后端向電腦傳送數據。當現場數據較大，較多時，亦不會產生數據的擁堵。

4.3.3控制部分

? 工控機：采用工業PC機，較強的功能與性能，具備工業級別的串口通訊、I/O口輸入輸出。

內置強大的軟件控制功能：穩定的數據采集、基于實際應用的數據分析、專家數據庫、精準的控制邏輯。

? PLC控制：采用西門子公司的S7系列PLC；多路穩定的I/O控制、工業級別的串口通訊、精準的控制時序、? 驅動控制：電機、氣缸、電磁閥

? 現場執行單元：內遮陽，外遮陽，頂開窗，側開窗，濕簾外開窗，濕簾水泵，濕簾風機，2組風機，內循環風機，補光燈，噴霧，微噴等設備。（甲方單獨配置）

4.4系統軟件

本系統軟件著重分析了溫室中的：空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、光照度，4大參數，這是溫室環境控制中最重要的4個參數。

4.4.1空氣溫度控制

4.4.1.1現場數據采集

在溫室內安放多個無線傳感器，因傳感器無線發送數據，所以不用擔心布線的繁雜，可以將傳感器安放在溫室內的任何一個地方，并且可以隨意的調整位置。傳感器還內存有ID號，每個傳感器的ID是全球唯一，是代表該傳感器的身份。傳感器安放好后，傳感器的ID號、采集的數據、所在位置等信息會一并的傳給路由。

溫度管理一般把一天分為午前、午后、前半夜和后半夜4個時段來進行溫度調節。午前以促進光合作用、增加同化量為主；午后光合作用呈下降趨勢；日落后以促進體內同化物的運轉；夜溫以抑制呼吸、減少消耗、增加積累； 傳感器內置單片控制系統，因此可以設置傳感器檢測和外發數據的周期，就可以設置傳感器外發數據的周期為1次/小時、1次/分鐘、或1次/30秒等，一來可以根據現場的實際需求而定，二來可以為傳感器節省電能，使用的時間更長久。

4.4.1.2數據傳輸

傳感器將采集到的數據無線發送給室內的路由器，路由器接收并轉化傳感器的數據，標簽是利用電磁波形式傳遞數據，路由接收后，解調該數據。在同一時間會有多個標簽向路由發送數據，路由會將接收到的數據進行融合，整理成較精準的數據發出。如：

路由器除接收并發送無線傳感器的數據外，還可以作為其他路由器的上位路由，其他路由可以借此路由進行與協調器的通訊。如圖：

協調器是最終連接電腦的設備，它前端采集路由數據，后端向電腦傳送數據。工業RS485串口連接電腦，防塵防水。4.4.1.3控制時序

A、溫度高于標準值：每種植物都有不同的溫度生長曲線，植物在不同的時間段都會有不同的適宜生長溫度，如在每一天中，植物對于溫度的需求就有4種，這是因為其處于不同的時段，會有不同的轉化機能。當溫室內的空氣溫度高于標準值時，系統會自動比較在某時段標準值與實際值的差異，進而來控制不同設備進行降溫。

? 如：ID號為“123456789”的傳感器，檢測到現場的溫度數據為35.4℃時，數據經由無線路由，無線協調器，最終將數據上傳給工控機。

? 系統為保證該溫度值不是瞬間的值，會在第一次接收到該ID號的數據后延時0~90秒，再取值比較，借以準確的判斷該值是一個趨勢值。

? 系統會調出在該段時間的標準值27℃，并與現場數據比對，判斷比現場的溫度高8.4℃，即會控制降溫設備開啟。

? 控制降溫設備的開啟順序：系統在一定的時間內（0~99秒可調）判斷當前溫度值不能降低到目標值時，會順序開啟降溫設備；當現場溫度與目標溫度相差較大時，系統控制跳躍開啟其中的某項設備。

? 天窗：分段開啟頂開窗系統;通過室外自然溫室調整溫室內的溫度，依此原理，直至頂開窗系統為 100%。

? 側窗：再分段開啟側窗通風系統；依此原理，直至側開窗系統為 100%。

? 強制降溫過程：自然通風不能降低溫室內的溫度時，系統自動關閉自然通風相關設備，采用強制通風的方式來控制室內溫度。延時后，關閉天窗，其次關閉側窗。? 濕簾外翻窗：開啟濕簾外翻窗。? 一組風機：開啟第一組風機。? ? 濕簾水泵：開啟濕簾水泵。? 二組風機：開啟第二組風機。

? 循環風機：在一定的時間內判斷當溫室內的溫室不均勻時，開啟循環風機。? 噴林或噴霧：開啟屋頂噴淋系統。

? 報警：判斷溫度降不到目標值,則計算機會開啟溫度過高報警，提示用戶需增加降溫設備。系統會時時檢測現場溫度，當現場溫度趨于目標溫度時，系統即關閉降溫設備。

B、溫度低于標準值：

? 如：ID號為“123456789”的傳感器，檢測到現場的溫度數據為20℃時，數據經由無線路由，無線協調器，最終將數據上傳給工控機。

? 系統為保證該溫度值不是瞬間的值，會在第一次接收到該ID號的數據后延時0~90秒，再取值比較，借以準確的判斷該值是一個趨勢值。

? 系統會調出在該段時間的標準值27℃，并與現場數據比對，判斷比現場的溫度低7℃，即會控制升溫設備開啟。

? 控制升溫設備的開啟順序：系統在一定的時間內（0~99秒可調）判斷當前溫度值不能升溫到目標值時，會順序開啟升溫設備；當現場溫度與目標溫度相差較大時，系統控制跳躍開啟其中的某項設備。

? 內遮陽保溫幕：拉下內遮陽保溫幕，不使室內溫度外泄。? 外遮陽幕：若外界光照較強，可打開外遮陽幕，通過光照升溫。? 熱風爐、水暖空調、暖氣：打開加熱裝置，是室內溫度升溫。

? 報警：判斷溫度降不到目標值,則計算機會開啟溫度過高報警，提示用戶需增加降溫設備。

系統會時時檢測現場溫度，當現場溫度趨于目標溫度時，系統即關閉升溫設備。

4.4.2空氣濕度控制

4.4.2.1現場數據采集

在溫室內安放多個無線傳感器，因傳感器無線發送數據，所以不用擔心布線的繁雜，可以將傳感器安放在溫室內的任何一個地方，并且可以隨意的調整位置。傳感器還內存有ID號，每個傳感器的ID是全球唯一，是代表該傳感器的身份。傳感器安放好后，傳感器的ID號、采集的數據、所在位置等信息會一并的傳給路由。

濕度傳感器內置單片控制系統，因此可以設置傳感器檢測和外發數據的周期，就可以設置傳感器外發數據的周期為1次/小時、1次/分鐘、或1次/30秒等，一來可以根據現場的實際需求而定，二來可以為傳感器節省電能，使用的時間更長久。

4.4.2.2數據傳輸

傳感器將采集到的數據無線發送給室內的路由器，路由器接收并轉化傳感器的數據，標簽是利用電磁波形式傳遞數據，路由接收后，解調該數據。

在同一時間會有多個標簽向路由發送數據，路由會將接收到的數據進行融合，整理成較精準的數據發出。如：

路由器除接收并發送無線傳感器的數據外，還可以作為其他路由器的上位路由，其他路由可以借此路由進行與協調器的通訊。如圖：

協調器是最終連接電腦的設備，它前端采集路由數據，后端向電腦傳送數據。工業RS485串口連接電腦，防塵防水。

4.4.2.3控制時序

A、濕度高于標準值：

? 如：ID號為“123456789”的傳感器，檢測到現場的濕度數據為80%RH時，數據經由無線路由，無線協調器，最終將數據上傳給工控機。

? 系統為保證該濕度值不是瞬間的值，會在第一次接收到該ID號的數據后延時0~90秒，再取值比較，借以準確的判斷該值是一個趨勢值。

? 系統會調出在該段時間的標準值65%RH，并與現場數據比對，判斷比現場的溫度高15%RH，即會控制除濕設備開啟。

? 控制除濕設備的開啟順序：系統在一定的時間內（0~99秒可調）判斷當前濕度值不能降低到目標值時，會順序開啟除濕設備；當現場濕度與目標濕度相差較大時，系統控制跳躍開啟其中的某項設備。

? 側窗：分段開啟側窗通風系統，進行除濕，依此原理，直至側開窗系統為 100%。? 除濕機控制：開啟除濕機進行除濕。

? 報警：判斷溫度降不到目標值,則計算機會開啟濕度過高報警，提示用戶需增加除濕設備。

系統會時時檢測現場濕度，當現場濕度趨于目標溫度時，系統即關閉除濕設備。B、濕度低于標準值：

? 如：ID號為“123456789”的傳感器，檢測到現場的濕度數據為40%RH時，數據經由無線路由，無線協調器，最終將數據上傳給工控機。

? 系統為保證該濕度值不是瞬間的值，會在第一次接收到該ID號的數據后延時0~90秒，再取值比較，借以準確的判斷該值是一個趨勢值。

? 系統會調出在該段時間的標準值65%RH，并與現場數據比對，判斷比現場的溫度低15%RH，即會控制加濕設備開啟。

? 控制加濕設備的開啟順序：系統在一定的時間內（0~99秒可調）判斷當前濕度值不能升到到目標值時，會順序開啟加濕設備；當現場濕度與目標濕度相差較大時，系統控制跳躍開啟其中的某項設備。

? 加濕機控制：開啟加濕機進行加濕。需設置相應的目標值，系統就會自動運行。判斷時間保證了不是判斷瞬間濕度值的超標，而是判斷濕度度整體趨勢的變化；在一定的時間內濕度值都超標，才啟動控制條件。穩定判斷時間保證溫室設備啟動后，不判斷瞬間達到目標值，而是穩定一段時間后才判斷。避免了控制條件很快反復上升；也避免設備電機頻繁啟動，從而更好的保護電機.? 報警：判斷溫度降不到目標值,則計算機會開啟濕度過高報警，提示用戶需增加除濕設備。

系統會時時檢測現場濕度，當現場濕度趨于目標溫度時，系統即關閉加濕設備。

4.4.3土壤溫度控制

4.4.3.1現場數據采集 在溫室內安放多個有線傳感器，傳感器時時的通過線纜向電腦發送數據。

4.4.3.2控制時序

土壤溫度低于標準值：

? 該傳感器是數字傳感器，內存有0~99的ID號，現場變送出數字信號傳送給電腦。現場的溫度數據為15℃時，系統為保證該濕度值不是瞬間的值，會在第一次接收到該ID號的數據后延時0~90秒，再取值比較，借以準確的判斷該值是一個趨勢值。

? 系統會調出在該段時間的標準值25℃，并與現場數據比對，判斷比現場的溫度低10℃，即會控制升溫設備開啟。

? 控制升溫設備的開啟順序：系統在一定的時間內（0~99秒可調）判斷當前濕度值不能提高到目標值時，會順序開啟升溫設備；當現場溫度與目標溫度相差較大時，系統控制跳躍開啟其中的某項設備。

? 內遮陽保溫幕：拉下內遮陽保溫幕，不使室內溫度外泄。? 外遮陽幕：若外界光照較強，可打開外遮陽幕，通過光照升溫。? 熱風爐、水暖空調、暖氣：打開加熱裝置，是室內溫度升溫。

? 報警：判斷溫度升不到目標值,則計算機會開啟溫度過低報警，提示用戶需增加升溫設備。

系統會時時檢測現場溫度，當現場溫度趨于目標溫度時，系統即關閉升溫設備。

4.4.4光照度控制

4.4.4.1現場數據采集

在溫室內安放多個無線光照傳感器，因傳感器無線發送數據，所以不用擔心布線的繁雜，可以將傳感器安放在溫室內的任何一個地方，并且可以隨意的調整位置。傳感器還內存有ID號，每個傳感器的ID是全球唯一，是代表該傳感器的身份。傳感器安放好后，傳感器的ID號、采集的數據、所在位置等信息會一并的傳給路由。

傳感器內置單片控制系統，因此可以設置傳感器檢測和外發數據的周期，就可以設置傳感器外發數據的周期為1次/小時、1次/分鐘、或1次/30秒等，一來可以根據現場的實際需求而定，二來可以為傳感器節省電能，使用的時間更長久。

4.4.4.2數據傳輸

傳感器將采集到的數據無線發送給室內的路由器，路由器接收并轉化傳感器的數據，傳感器是利用電磁波形式傳遞數據，路由接收后，解調該數據。

在同一時間會有多個標簽向路由發送數據，路由會將接收到的數據進行融合，整理成較精準的數據發出。如：

路由器除接收并發送無線傳感器的數據外，還可以作為其他路由器的上位路由，其他路由可以借此路由進行與協調器的通訊。如圖：

協調器是最終連接電腦的設備，它前端采集路由數據，后端向電腦傳送數據。工業RS485串口連接電腦，防塵防水。4.4.4.3控制時序

光照度低于標準值：每種植物都有不同的溫度生長曲線，植物在不同的時間段都會有不同的適宜生長光照度，如在每一天中，植物對于光照度的需求就有多種，這是因為其處于不同的時段，會有不同的轉化機能。當溫室內的光照度高于標準值時，系統會自動比較在某時段標準值與實際值的差異，進而來控制不同設備進行調整。

? 如：ID號為“123456789”的傳感器，檢測到現場的光照度數據為50lux時，數據經由無線路由，無線協調器，最終將數據上傳給工控機。

? 系統為保證該光照度值不是瞬間的值，會在第一次接收到該ID號的數據后延時0~90秒，再取值比較，借以準確的判斷該值是一個趨勢值。

? 系統會調出在該段時間的標準值300lux，并與現場數據比對，判斷比現場的溫度低250lux，即會控制設備開啟調控。

? 控制光照設備的開啟順序：系統在一定的時間內（0~99秒可調）判斷當前光照值不能升到目標值時，會順序開啟補光設備；當現場光照度與目標光照度相差較大時，系統控制跳躍開啟其中的某項設備。

? 外遮陽幕打開：徐緩的打開外遮陽棚，使室外的陽光能照射進來 ? 內遮陽幕打開：打開外遮陽棚，使室外的陽光能照射進來 ? 補光燈：打開補光燈，進行補光。

? 報警：判斷光照度降不到目標值,則計算機會開啟光照度過高報警，提示用戶需增加光照度設備。

系統會時時檢測現場光照度，當現場光照度趨于目標溫度時，系統即關閉光照設備。

4.4.5風速對外拉幕的保護

當室外風速超過保護值時，則系統自動啟動外拉幕的風速保護功能。條件級別保證外拉幕在非正常情況下（例：大風），優先自動收攏外拉幕，避免外拉幕遭到毀滅性破壞。判斷時間保證了不是判斷瞬間風的超標，而是判斷風整體趨勢的變化；在一定的時間內風都超標，才啟動控制條件。穩定判斷時間保證溫室設備啟動后，不判斷瞬間達到目標值，而是穩定一段時間后，才判斷。避免了控制條件很快反復上升；也避免設備電機頻繁啟動，從而更好的保護電機。

4.4.6風向及風速對天窗的保護

大風、雨雪保護：系統不是判斷瞬間風速的超標，而是判斷風整體趨勢的變化，以進行大風時的關閉通風窗的保護。風向傳感器能判斷出是迎風還是背風，以進行不同級別的保護。4.4.7 CO2施肥

通過定時控制設置，可設多組 co2 施肥時間規律的選擇 4.4.8 專家數據庫 系統內置最新的農業專家數據庫，根據不同作物的生產特性和要求可以自動調用相對應的最佳控制方案和參數。

4.4.9 數據報表、繪制曲線：

記錄的數據可以導出“EXECL”報表。同時可以生成全日、全周、全月的變化趨勢曲線圖。

五、項目擴展

5.1 GSM無線短信報警功能：（選配項）

系統可實現“GSM 無線短信報警”，可以將“溫室的報警信息”以短信的方式迅速發到相關人員的“手機或PDA”上，請求人工干預。

不同的溫室、不同的管理員手機號，均可以通過靈活的設定將他們組合關聯起來。因此，任何一個溫室出現報警都能迅速發到和該溫室相關的一人或多人的手機號。5.2遠程監控功能（選配項）

通過連接寬帶互聯網，可以實現互聯網遠程登陸訪問功能，方便異地監控。

六、項目總結

本方案立足物聯網的ZIGBEE應用技術，結合溫室環境的實際應用，將先進的信息技術應用到傳統的農業，解決了農業低成本、布線的繁雜、高故障率等問題。實現了溫室內：傳感器節點的簡易擴展、快速的數據傳送、穩定的系統控制。

第四篇：智能農業溫室大棚管理系統項目計劃書

智能農業溫室大棚管理系統項目分析與設計

目 錄

第一章 緒論

1.1項目背景

智能溫室大棚是農業物聯網的一個重要應用領域，是以全面感知、可靠傳輸和智能處理等物聯網技術為支撐和手段，以溫室大棚的自動化生產、最優化控制、智能化管理為主要目標的農業物聯網的具體應用領域，也是目前應用需求最為迫切的領域之一。溫室大棚以日光溫室為主，溫室結構簡易，環境控制能力低。我國溫室大棚的技術裝備盡管有了較大發展，但是溫室大棚種植普遍存在管理粗放、技術設施落實不到位、智能化水平低，導致單位生產效率低、投入產出比不高、農業產品質量安全水平起伏較大的現狀，在溫室環境、栽培管理技術、生物技術、人工智能技術、網絡信息技術等方面和發達國家存在著較大差距。我國建設在南方的大型智能溫室以生產花卉為主，北方的則以栽培蔬菜為主，少部分智能溫室用于栽培苗木。

四川省成都市溫江區響應國家號召，政府投資，在溫江區實施高科技農業示范區，示范區位于成都市溫江區，當地氣候為亞熱帶季風氣候，四季分明，七月份平均氣溫35℃，平均降雨量400mm,一月份平均氣溫9℃，平均降雨量300mm。全區占地面積為：24m*32m=768平方米，已經裝有混凝土拱架塑料大棚，作為有機蔬菜以及園藝種植區域，產品規格為棟寬12米，間距4米，天溝（雨水槽底部局柱底高度）5米，頂高（屋脊到柱底高度）5.9米，屋面角度25度，外遮陽高度6.4米；排列方式為屋脊走向為：南北12m*4跨=48米，側墻長（南北）：4米*8榀=32米。現計劃在該整片溫室大棚種植區域安裝基于物聯網技術的全方位隨時監控管理的智能溫室大棚系統，作為農業示范區域，以便以后在整個成都片區實行推廣。1.2現存問題

首先是成本較高。一般來講，一套智能化的控制系統成本主要包括硬件成本、運行成本和維護成本。硬件成本包括各儀器儀表、通信線纜等。整個系統也不能自由組合或者裁剪應用于不同的對象，使得難以得到推廣和普及。同時，由于系統復雜、布線繁多、故障率高而且使得故障后的維修成本極大。另外，系統龐大造成的運行成本也不是一筆小費用。

其次是布線復雜。溫室中有大量分散的傳感器和執行機構，這些設備可能隨著作物的改變而進行調整，同時錯綜復雜的線纜也需要重新鋪設，工作量較大。為了科學、合理地實現大面積溫室環境參數的自動檢測與控制，電子檢測裝置和執行機構的設置不僅數量大而且分布廣，連接著各個裝置與機構的線纜，也因此縱橫交錯。當溫室內生產的果蔬作物更替時，相應的電子檢測裝置和執行機構的位置常常需要調整，連接著各個裝置與機構的線纜有時也需要重新布置。這不僅增大了溫室的額外投資成本和安裝與維護的難度，有時也影響了作物的良好生長。

第三，故障解決難。當數據無法正常接收時，檢查人員不知道是線路問題還是節點故障。另外，目前的控制系統多采用基于現場總線的分布式模式，當總線出現故障時，雖然各控制節點尚能正常工作，但是上位機卻無法正常管理整個網絡，專家控制策略無法實施。

1.2項目意義

(1)實現廣范圍的測量，需求傳感器節點多當前溫室生產的首要特點就是監控區域很大，普通單個連棟溫室都有幾千平方米，而一個園區溫室群的面積可能會在幾百畝以上，因此需要大量的傳感器節點構建傳感器網絡，在每個溫室中采集諸如空氣溫度、空氣濕度、光照強度、土壤濕度、營養液EC值、pH值以及室外天氣參數等信息，除此以外，目前對作物生理參數的檢測也逐漸受到人們的重視，因此將會有更多的傳感器節點被用于溫室生產。另外，用于驅動溫室中執行機構的控制節點的數量也不能忽略。由此可見，溫室對其監測與控制系統的首要需求就是網絡容量大。

(2)檢測點位置靈活變動

溫室中大量分散的傳感器，但隨著作物的生長而需要不斷調整位置；或者當溫室內生產的作物更替時，相應的電子檢測裝置和執行機構的位置也常常需要調整；另外，溫室的利用結構也會經常根據用戶需要而不斷改變，這就要求系統中各個節點能根據需要隨意變換位置而不影響系統工作。

(3)節點數目可隨意增減

作物生長階段不同，環境因子對作物的影響可能也不同，生長初期可能對溫度比較敏感，而后期可能對光照比較敏感，這就要求系統可以隨意改變節點的類型和數量。除此以外，隨著作物的生長，用戶可能還需要對植物的生理參數進行監測而需要不斷增加傳感器節點。在某些科研溫室中，也經常需要改變傳感器節點的類型和數量，以達到精確監測與控制。上述這些情況都需要所用的監控系統的節點能隨意增減。

(4)系統可靠性

系統故障而造成的經濟損失不可估量。如果系統出現問題而未能被及時發覺和修復，那么可能對作物造成致命的傷害，尤其在一些惡劣的天氣例如高溫和寒冷氣候條件下，這將直接影響產量和收益。另外，溫室內濕度高、光照強、具有一定的酸性，都會導致線纜的腐蝕、老化，從而降低系統的可靠性和抗干擾性，這對于檢查系統故障造成困難。例如，當數據無法正常接收時，檢查人員不知道是線路問題還是節點故障，這對及時發現和解決故障帶來不便。因此，溫室測控系統必須要可靠。

2、方案概述

本系統結構及配套設施：主體骨架為熱鍍鋅型組裝、覆蓋材料、自然通風系統強制通風系統、內遮陽系統、外遮陽系統、環流風機系統、加熱系統、補光系統、配電系統、監控系統、智能控制系統。

智能化大棚是一個半封閉系統，依靠覆蓋材料形成與外界相對隔離的室內空間，一方面要以通風換氣創造植物生長優于室外自然環境的條件；另一方面，室內產生的高溫高濕和低二氧化碳濃度，通過通風換氣來調控，創造植物生長的最佳環境。

3、系統功能描述

3.1、智能溫室大棚物聯網感知層

智能溫室大棚物聯網的應用一般對溫室的七個方面進行監測，即通過土壤、氣象、光照等傳感器，實現對溫室的溫、水、肥、電、熱、氣、光進行實時調控與記錄，保證溫室內的有機蔬菜和花卉生產在良好的環境中。

3.2、智能溫室大棚物聯網傳輸層

一般情況下，在溫室內部通過無線終端，實現實時遠程監控溫室環境和作物生長情況。通過手機網絡和短信的方式，監測溫室傳感器網絡所采集的信息，以作物生長模擬技術和傳感器網絡技術為基礎，通過常見蔬菜生長模型和嵌入式模型的低成本智能網絡終端。通過中繼網關和遠程服務器雙向通信，服務器也可以進一步做出決策分析，對所部署的溫室中灌溉等裝備進行遠程管理控制。

3.3、智能溫室大棚物聯網智能處理層

通過對獲取信息的共享、交換、融合，獲得最優和全方位的準確數據信息，實現對智能溫室大棚作物的施肥、灌溉、播種、收獲等的決策管理和指導。基于作物長勢和病蟲害等相關圖形圖像處理技術，實現對大棚作物的長勢預測和病蟲害監測和預警功能。還可以將監控信息實時地傳輸到信息處理平臺，信息處理平臺實時顯示各個溫室的環境狀況，根據系統預設的閾值，控制通風/加熱/降溫等設備，達到溫室內環境可知、可控。

4、系統架構

5、系統網絡拓撲

6、各子系統設計6、1 感知層

（1）無線傳感網絡

無線傳感器網絡（WSN）就是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統，其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中被感知對象的信息，并發送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構成了無線傳感器網絡的三個要素。

Zigbee網絡組網

網關 ：Zigbee—3G ZigBee節點是可以組建Mesh網絡的，設置一個ZigBee節點為網絡協調器，其他每個ZigBee節點都可以當做路由節點來使用，也可以設置為終端節點但是就失去了路由功能。

（2）視頻監控

攝像機 ： WIFI傳感網絡，對檢測到的圖像信息使用WIFI進行傳輸（3）設備供電

設備供電系統由最新的太陽能供電，AC 220V、DC 12V或者太陽能供電。

6、2

傳輸層

（1）網關：

3G無線網關：將Zigbe信號轉化為3G信號進行傳輸（2）路由器

交換機

3G無線路由器、交換機，用于傳輸局域網和廣域網的數據（3）供電設備： 采用標準220V電源供電 6、3

網絡層

(1)終端服務器：采用電腦作為服務器終端(2)云服務平臺：

采用云服務器，對大量的信息進行處理和保存(3)監控中心：

采用球機型無線WIFI攝像機對溫室大棚的情況進行采集(4)供電方式：

采用220V標準電壓供電6、4

應用層

(1)電腦終端：

采用臺式電腦或者筆記本電腦作為應用層終端(2)手機終端：

采用智能手機作為終端，對采集的信息進行處理(3)供電方式： 220V標準供電

7、工程造價表

第五篇：農業大棚智能檢測環境系統

龍源期刊網 http://.cn

農業大棚智能檢測環境系統

作者：王峰萍 王佳

來源：《現代電子技術》2012年第14期

摘 要：介紹了以 STC89C52單片機為核心的光照和溫度控制系統的工作原理和設計方法。系統由TSL2561光傳感器和 DS18B20溫度傳感器采集數據傳輸給控制器，通過外圍設備 LCM12864顯示現場光照度和溫度值，并設計上位機程序，通過串口通信實時獲取光照度和溫度，所采集的數據放入到Access數據庫當中，然后從數據庫讀出光照度和溫度的值，通過曲線顯示到PC機上，進行實時曲線監控。同時，系統具有溫度和光強報警功能。

關鍵詞：STC89C52； VC++； Access； 照度和溫度控制系統;DS18B20； TSL2561