針對(duì)我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的智能化、信息化水平不高的背景,設(shè)計(jì)一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。環(huán)境信息采集模塊通過(guò)傳感器模塊采集溫室內(nèi)的空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度,利用485通訊協(xié)議組網(wǎng)并通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和4G DTU模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸;HMI微控器根據(jù)PLC的通訊協(xié)議控制灌溉設(shè)備、電動(dòng)卷簾機(jī)、風(fēng)機(jī)和補(bǔ)光燈的運(yùn)行;利用Web端友好的系統(tǒng)界面實(shí)現(xiàn)溫室的遠(yuǎn)程監(jiān)控。應(yīng)用表明,該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,能夠?qū)崿F(xiàn)溫室的遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能化管理,有效提高了溫室科學(xué)化管理水平。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2020,41(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

系統(tǒng)界面

基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由感知層、傳輸層和應(yīng)用層組成[12],如圖1所示。感知層主要用于獲取所需監(jiān)測(cè)和控制的各類(lèi)溫室數(shù)據(jù),作為物聯(lián)網(wǎng)決策的原始依據(jù)。該層通過(guò)不同種類(lèi)的傳感器,監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)外的空氣溫濕度、土壤溫濕度和二氧化碳濃度等環(huán)境參數(shù)以及攝像機(jī)等數(shù)據(jù),而灌溉設(shè)備、電動(dòng)卷簾機(jī)和補(bǔ)光燈等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開(kāi)啟和關(guān)閉用于對(duì)上述環(huán)境參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。傳輸層采用4G DTU通訊模塊,主要負(fù)責(zé)溫室環(huán)境數(shù)據(jù)的傳輸與同步,實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)感知層數(shù)據(jù)的獲取和控制命令的下發(fā)。應(yīng)用層提供溫室現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的核心服務(wù),并可通過(guò)Web端友好的可視化界面,實(shí)時(shí)顯示溫室環(huán)境監(jiān)控狀態(tài)和對(duì)溫室設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程在線控制。同時(shí),本層可實(shí)現(xiàn)多種形式歷史數(shù)據(jù)的查詢和導(dǎo)出功能,供用戶對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析等。2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

環(huán)境信息采集模塊主要由傳感器模塊、通信模塊和電源模塊組成[13],如圖2所示。該模塊通過(guò)485接口,利用單片機(jī)采集傳感器數(shù)據(jù)。溫室內(nèi)對(duì)農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)影響顯著的環(huán)境參數(shù)主要有溫度、濕度、光照、氣體環(huán)境和土壤環(huán)境等[14]。該系統(tǒng)采集的環(huán)境因子有6個(gè)參數(shù),分別是空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、土壤溫度、土壤濕度和二氧化碳濃度。考慮到性價(jià)比,該系統(tǒng)選用國(guó)產(chǎn)傳感器,具體技術(shù)參數(shù)如表1所示。通過(guò)環(huán)境信息采集模塊實(shí)現(xiàn)以上環(huán)境信息的實(shí)地采集,并通過(guò)4G DTU通信模塊將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器監(jiān)控平臺(tái)。表1 傳感器技術(shù)參數(shù)Tab. 1 Technical parameters of sensor 傳感器類(lèi)型 測(cè)量參數(shù) 測(cè)量量程 測(cè)量精度 空氣溫濕度傳感器ST-ATH 空氣溫度 -40 ℃～+120 ℃ ±0.2 ℃(25 ℃) 空氣濕度 0～100%RH ±3%RH(10%～90%) 光照強(qiáng)度傳感器ST-GZA 光照強(qiáng)度 0～200 kLux ±3% 土壤溫濕度傳感器SWR-100W 土壤溫度 -30 ℃～+70 ℃ ±0.3 ℃ 土壤濕度 0～100% ±2%[0～50%(m3/m3)] 二氧化碳濃度傳感器ST-CO2 CO2濃度 0～2 000 ppm ±3% (25 ℃)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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