基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究

0 引 言

農(nóng)作物的生長一方面取決于農(nóng)作物本身的遺傳特性，另一方面取決于外界環(huán)境因素。只有在具有良好遺傳特性的前提下，同時(shí)具備適宜農(nóng)作物生長的外界環(huán)境因素，農(nóng)作物才能健康生長 [1,2]。同時(shí)，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和大棚技術(shù)的不斷普及，溫室大棚數(shù)量不斷增多[3]。許多溫室大棚的業(yè)主希望能隨時(shí)了解溫室的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，為決策工作提供技術(shù)支持，但目前溫室管理信息化、智能化程度低，大部分管理工作仍需人工完成，隨著人工成本的增加和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)， 提高溫室的自動(dòng)化程度和普及率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的優(yōu)質(zhì)、高效和高產(chǎn)的要求越來越迫切，溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究逐漸成為熱點(diǎn)[4-6]。傳統(tǒng)的溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)要求操作者必須親臨現(xiàn)場(chǎng)， 實(shí)現(xiàn)溫度濕度和通風(fēng)系統(tǒng)等的控測(cè)。這種方法不但增加了勞動(dòng)力成本和工作強(qiáng)度，還不利于溫室的實(shí)時(shí)管理。隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用也日益廣泛，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；谢芾?、智能化精準(zhǔn)化監(jiān)控是我國溫室發(fā)展的方向[7,8]。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中也被不斷廣泛應(yīng)用， 基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)在溫室管理中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)溫室的遠(yuǎn)程化和智能化管理，在提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)、降低人工生產(chǎn)成本等方面具有重要作用[9-11]。

1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要由監(jiān)測(cè)模塊、攝像頭模塊、服務(wù)器模塊、

App 客戶端和執(zhí)行模塊組成，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

監(jiān)測(cè)模塊通過傳感器節(jié)點(diǎn)采集溫室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)值，數(shù)據(jù)由ZigBee 無線傳感器匯聚到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)后通過 TCP 協(xié)議上傳至服務(wù)器，攝像頭實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)信息并通過無線網(wǎng)絡(luò)將

圖1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

本文根據(jù)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜改良中心溫室大棚的實(shí)際情況設(shè)計(jì)的App 客戶端的主要功能如下：

系統(tǒng)登錄：用于管理員登錄系統(tǒng)，避免他人誤操作；

信息查詢：實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前溫室環(huán)境參數(shù)值的實(shí)時(shí)查詢；

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控：通過攝像頭實(shí)時(shí)獲取溫室內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)信息；

設(shè)備控制：通過執(zhí)行模塊控制多種調(diào)控設(shè)備的運(yùn)行， 實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境的調(diào)控。

App 客戶端主界面如圖 2 所示，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控界面如圖 3 所示。

圖 2 App 客戶端主界面

54 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 2017年 / 第10期

圖 3 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控界面

<column_name>value</column_name>

<value>18.9</value>

</field>

</record>

</data>。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用將更加普遍和智能。本文主要介紹了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)通過智

服務(wù)器管理平臺(tái)采用Java Web 框架， 使用MyEclipse 編譯器進(jìn)行編寫，Java 編譯版本選用 1.6 ；App 客戶端采用Android 4.0 框架，使用Eclipse 編寫，導(dǎo)入 Android v4 包。

App 客戶端與服務(wù)器的通信數(shù)據(jù)格式為 xml，溫室環(huán)境參數(shù)值的傳輸格式如下：

<?xmlversion=’1.0’encoding=’utf-8’?>

<data>

<record>

<field>

<column_name>data_time</column_name>

<value>2012-11-0214 ：46 ：00.0</value>

</field>

<field>

<column_name>gateway_logo</column_name>

<value>1100201204180166</value></field>

<field>

<column_name>sensor_name</column_name>

<value>2</value>

</field>

<field>

<column_name>channel_name</column_name>

<value>1</value>

</field>

<field>

參 考文獻(xiàn)

劉峰 . 地源熱泵和熱管技術(shù)用于提高溫室地溫的研究 [A]. 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì). 走中國特色農(nóng)業(yè)機(jī)械化道路中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì) 2008 年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C]. 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)，2008：178- 179.

彭月明，權(quán)志鵬．地面輻射采暖應(yīng)用于溫室大棚的策略研究[J]. 吉林農(nóng)業(yè)，2013（20）：48-49.

余華芳，吳志東，林智濤 . 蔬菜溫室大棚溫濕度控制系統(tǒng) [J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（28）：17601-17603.

俞海紅，何勇，裘正軍. 農(nóng)田信息無線遠(yuǎn)程采集和處理系統(tǒng)的研究

[J]. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版），2006，32（1）：106-109.

段翠芳. 基于單片機(jī)技術(shù)的溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]. 農(nóng)機(jī)化研究，2011，33（7）：144-146.

廖建尚. 基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 [J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，32（11）：223-243.

姜慧，胡峰，陳銘，等 . 基于 GPRS的溫室遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].

浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，28（6）：906-909.

蔡佳珈，徐曉輝，蘇彥莽，等. 應(yīng)用于溫室控制系統(tǒng)的多功能安卓平臺(tái)的研究[J]. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2016，37（8）：42-45.

閻曉軍，王維瑞，梁建平. 北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式構(gòu)建 [J].

農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28（4）：149-154.

葛文杰，趙春江 . 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策研究[J].

計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2016，45（15）：42.

李瑾，郭美榮，高亮亮. 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用及創(chuàng)新發(fā)展策略 [J].

農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015，31（S2）：200-209.

作者簡(jiǎn)介：楊寶朔（1998—），男，山東省日照人，在校本科生。主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)智能裝備。

路設(shè)計(jì)[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（18）：152-154.

許峰川，朱虹，許宜申，等 . 基于LED的校園照明節(jié)能控制系統(tǒng) [J].

現(xiàn)代電子技術(shù)，2014，37（5）：156-159.

何祥宇，翟艷磊. 有毒氣體泄漏無線報(bào)警及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]. 工業(yè)安全與環(huán)保，2012，38（12）：69-71.

劉棟，謝泉，房迪. 光敏電阻的特性研究[J]. 電子技術(shù)與軟件工程，

2016（20）：149-150.

秦笑，王朋飛，徐偉，等. 光導(dǎo)管照明自動(dòng)穩(wěn)光系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2017，7（1）：59-60.

李夢(mèng). 一種新型LED 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2014，4（10）：

24-25.

作者簡(jiǎn)介：呂清松（1994—），男，碩士研究生，陜西省安康人。主要研究方向?yàn)闄z測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置。

許宜申（1979—），男，江蘇省新沂人，博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)閮x器儀表與自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)。

2017年 / 第10期 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 55

20211013_61668ec03743f__《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》2017年第7卷第10期_61-62