基于Android手機(jī)的植物工廠多變量環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

農(nóng)業(yè)與技術(shù) 農(nóng)業(yè)工程 基于 手機(jī)的植物工廠多變量環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究 張子華 李曉月 張林杰 魏冉明 張煜榮 王啟璠 馮凱祺 北京工業(yè)大學(xué)材料與制造學(xué)部 北京 北京亦莊數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施科技發(fā)展有限公司 北京 摘 要 隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展 植物工廠作為設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的新型種植模式 大幅提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量 但 本身在環(huán)境檢測(cè)和控制方面存在數(shù)據(jù)采集不完整 環(huán)境監(jiān)測(cè)響應(yīng)滯后等缺點(diǎn) 為了解決這些問(wèn)題 本文以植物工 廠為研究對(duì)象 利用 下位機(jī)數(shù)據(jù)采集 環(huán)境控制技術(shù)和 手機(jī)端 開(kāi)發(fā)技術(shù) 設(shè)計(jì)了一套植物 工廠多變量環(huán)控系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)對(duì)植物工廠多環(huán)境變量智能化管理 該系統(tǒng)可以通過(guò)手機(jī) 遠(yuǎn)程檢測(cè) 濃度 有機(jī)物揮發(fā)物濃度 溫濕度 土壤濕度以及光照強(qiáng)度 并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程環(huán)境調(diào)控植物工廠的環(huán)境參數(shù) 通過(guò)優(yōu)化 植物生長(zhǎng)環(huán)境 實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn) 并提升農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益 關(guān)鍵詞 智慧農(nóng)業(yè) 植物工廠 多環(huán)境變量 物聯(lián)網(wǎng) 中圖分類號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 收稿日期 基金項(xiàng)目 北京市教育委員會(huì)科研計(jì)劃項(xiàng)目 項(xiàng)目編號(hào) 北京工業(yè)大學(xué) 星火基金 重點(diǎn)計(jì)劃項(xiàng)目 項(xiàng)目編號(hào) 作者簡(jiǎn)介 張子華 男 博士 講師 研究方向 綠色 低碳 可持續(xù)設(shè)計(jì)與制造 在傳統(tǒng)農(nóng)耕文明中 食物的生產(chǎn)依賴陽(yáng)光 土 壤 然而 由于自然災(zāi)害因素的影響 食物生產(chǎn)往往 會(huì)受到極大的沖擊 尤其是城市地區(qū)的食品供應(yīng) 為 了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn) 植物工廠 的推廣應(yīng)用為糧食安 全提供了一條新出路 植物工廠使用大量先進(jìn)技 術(shù) 不僅可以大幅度提升糧食蔬菜的產(chǎn)能 還可以 做到穩(wěn)定持續(xù) 的生產(chǎn) 植物工廠是對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的一種革新 植 物工廠的高效生產(chǎn)離不開(kāi)溫度 濕度 二氧化碳濃度 等環(huán)境參數(shù) 的精準(zhǔn)控制 在達(dá)到所設(shè)定的環(huán)控條 件后 植物工廠便能夠采用工廠化的生產(chǎn)方式進(jìn)行輪 作式生產(chǎn) 但在此之前 在市面上還沒(méi)有完善的監(jiān)管 工具 大多數(shù)植物工廠需要額外耗費(fèi)大量人力物力 為解決這些問(wèn)題 本研究把單一的傳感器通過(guò) 開(kāi)發(fā)板進(jìn)行集成化操作 應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)手段實(shí) 時(shí)檢測(cè)每個(gè)傳感器的環(huán)境變量變動(dòng) 實(shí)現(xiàn)更高效的環(huán) 境變量監(jiān)測(cè)和提升農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益 對(duì)于植物工廠環(huán)境變量參數(shù)監(jiān)測(cè) 南京大學(xué)的趙 云霞 教授指出 我國(guó)在植物工廠的植物栽培技術(shù) 方面已經(jīng)非常成熟 無(wú)土栽培 水培等技術(shù)已經(jīng)完全 應(yīng)用 但我國(guó)植物工廠卻面臨自動(dòng)化 智能化程度 低 對(duì)外界環(huán)境控制有限 植物工廠技術(shù)體系尚不完 善等問(wèn)題 這一系列未解決的問(wèn)題有待于植物工廠多 環(huán)境變量智能監(jiān)測(cè)平臺(tái)的研究 等 研究了一套經(jīng)濟(jì)靈活的微型植物工廠 以適應(yīng)城市地區(qū)環(huán)境 其傳感器和執(zhí)行器與 系統(tǒng)集成 用于監(jiān)測(cè)和控制 并可自主執(zhí)行數(shù) 據(jù)檢索和驅(qū)動(dòng) 通過(guò)每 自動(dòng)捕 獲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作 等 則是針對(duì)植物工 廠中的照明系統(tǒng)開(kāi)發(fā)出 可移動(dòng)向下照明結(jié)合補(bǔ)光可 調(diào)側(cè)式照明系統(tǒng) 和無(wú)補(bǔ)光側(cè)式照明系統(tǒng) 等 等在植物工廠中采用了立體攝 像機(jī)并且基于深度感知實(shí)現(xiàn)了植物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè) 蘇州大 學(xué)的管理 基于 平臺(tái)建立了植物生長(zhǎng)環(huán)境 檢測(cè)系統(tǒng) 該系統(tǒng)對(duì)于提高單位面積的耕地作物產(chǎn) 物 實(shí)行立體式的種植以及利用家庭庭院 室內(nèi)種植 等具有重要指導(dǎo)意義 來(lái)自浙江大學(xué)的余洋 搭建 了植物工廠系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 使用樹(shù)莓派作為主控 制器 搭載多型傳感器 實(shí)現(xiàn)了對(duì)植物工廠環(huán)境的全 面監(jiān)測(cè) 并通過(guò) 驅(qū)動(dòng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)了對(duì)多個(gè)設(shè)備的 自動(dòng)調(diào)控 同時(shí)開(kāi)發(fā)了上位機(jī)軟件系統(tǒng) 可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 環(huán)境參數(shù)的變化 發(fā)送異常數(shù)據(jù)提示短信 查詢歷史 數(shù)據(jù)或調(diào)整控制參數(shù) 綜上所述 本文旨在開(kāi)發(fā)基于微控制器的環(huán)境監(jiān) 測(cè)與控制系統(tǒng) 其中包括下位機(jī)和上位機(jī) 部分 下 位機(jī)是 數(shù)據(jù)采集和環(huán)境控制技術(shù) 上位機(jī)則 農(nóng)業(yè)工程 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 是基于 開(kāi)發(fā)的 移動(dòng)端 用于接收下 位機(jī)發(fā)送的環(huán)境參數(shù)并以折線圖形式展示 同時(shí) 上 位機(jī)還能向下位機(jī)發(fā)送遠(yuǎn)程控制指令 實(shí)現(xiàn)對(duì)植物工 廠環(huán)境的精確控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)總體分為下位機(jī)和上位機(jī) 個(gè)部分 下位機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊由通訊模塊 開(kāi)發(fā) 板 多路環(huán)境變量傳感器等模塊構(gòu)成 上位機(jī)客戶端 是基于 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的 在該系統(tǒng)中 環(huán)境變量傳感器用于監(jiān)測(cè) 種環(huán)境參數(shù) 并通過(guò)模擬 信號(hào)的形式傳輸至 開(kāi)發(fā)板 開(kāi)發(fā)板負(fù) 責(zé)對(duì)接收到的模擬信號(hào)進(jìn)行解析和處理 并借助通訊 模塊將經(jīng)過(guò)處理的模擬數(shù)值以無(wú)線信號(hào)的方式發(fā)送至 上位機(jī) 基于 開(kāi)發(fā)的 客戶端實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù) 的接收 處理 實(shí)時(shí)顯示 控制和存儲(chǔ)等功能 通過(guò) 后臺(tái)邏輯設(shè)計(jì) 手機(jī)客戶端 以簡(jiǎn)潔的操作界面 形式呈現(xiàn)給管理者 用戶只需安裝控制軟件并登錄系 統(tǒng) 即可對(duì)植物工廠內(nèi)的環(huán)境變量參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)管 和控制 圖 植物工廠多變量環(huán)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 分模塊功能設(shè)計(jì) 本研究旨在利用智能測(cè)控技術(shù) 實(shí)現(xiàn)對(duì)植物工廠 內(nèi)多個(gè)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié) 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)如下 下位機(jī) 模塊系統(tǒng)設(shè)計(jì) 下位機(jī) 模塊系統(tǒng)主要包括 個(gè)功能部分 接收傳感器采集和發(fā)送的環(huán)境變量數(shù)據(jù)部分 以及控 制植物工廠通風(fēng)系統(tǒng) 補(bǔ)光系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的部分 具體架構(gòu)如圖 所示 在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能時(shí) 導(dǎo)入傳感 器的庫(kù)函數(shù) 調(diào)用庫(kù)函數(shù) 經(jīng)過(guò)對(duì)傳感器以及 模塊的初始化送數(shù)據(jù)的函數(shù) 將數(shù)據(jù)以字符串?dāng)?shù)組的 形式向上位機(jī)發(fā)送 在設(shè)計(jì)控制功能時(shí) 通過(guò) 模塊接收和解碼下位機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù) 通過(guò)函數(shù)轉(zhuǎn)換 將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào) 對(duì) 燈以及風(fēng)機(jī)模塊 的舵機(jī)進(jìn)行控制 實(shí)現(xiàn)植物工廠對(duì)多變量環(huán)控系統(tǒng)中 控制功能要求 圖 下位機(jī)系統(tǒng)架構(gòu) 上位機(jī) 客戶端 模塊設(shè)計(jì) 上位機(jī)部分主要對(duì)控制模塊 顯示模塊 設(shè)置模 塊 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行界面設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 具體功能框架如圖 所示 本系統(tǒng)在手機(jī) 進(jìn)行多環(huán)境變量數(shù)據(jù)的實(shí) 時(shí)更新與曲線化展示 方便植物工廠管理者實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 工廠內(nèi)各項(xiàng)變量參數(shù) 從而進(jìn)行相應(yīng)操作 對(duì)植物工 廠進(jìn)行精準(zhǔn)把控 滿足實(shí)際需求 圖 手機(jī)客戶端框架圖 多變量環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在植物工廠多變量環(huán)境控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中 使用 多種傳感器 控制模塊和通信模塊 實(shí)現(xiàn)對(duì)植物工廠 多個(gè)環(huán)境變量參數(shù)的采集 控制以及與 上位 機(jī)之間的數(shù)據(jù)交互 控制中心 是一款便捷靈活的開(kāi)源電子原型平臺(tái) 具有用戶范圍廣 可移植性高 安全性強(qiáng) 免費(fèi)開(kāi)源 等特點(diǎn) 包含硬件 各種型號(hào)的 板 和軟件 個(gè)部分 硬件部分是可以用來(lái)做電 路連接的 電路板 軟件部分是 軟 件開(kāi)發(fā)測(cè)試平臺(tái) 即計(jì)算機(jī)中的程序開(kāi)發(fā)環(huán)境 能通過(guò)各種各樣的傳感器來(lái)感知環(huán)境 再通過(guò) 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 農(nóng)業(yè)工程 控制其他的裝置來(lái)反饋 影響環(huán)境 開(kāi)發(fā)板 上的微控制器可以通過(guò) 的編程語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)程 序 編譯成二進(jìn)制文件 燒錄進(jìn)微控制器 實(shí)現(xiàn)對(duì)傳 感器的數(shù)據(jù)采集以及其他裝置的反饋控制 本系統(tǒng)采用 開(kāi)發(fā)板 如圖 所 示 其基于 處理器 采用 接口 具 有 路模擬輸入和 路數(shù)字輸入 輸出口 可以自動(dòng)選擇 種供電方式 外部直流電 源通過(guò)電源插座供電 電池連接電源連接器的 和 引腳 接口直流供電 開(kāi)發(fā)板具有 路 接口 個(gè) 晶體振蕩 器 個(gè) 口 個(gè)電源插座 個(gè) 和 個(gè)復(fù)位按鈕 具有支持 個(gè)主控板的所有資源 具體規(guī)格參數(shù) 工作電壓 輸入電壓范圍 推薦輸入電壓范圍 口的輸出 電流 管腳的輸出電流 內(nèi)存空 間 時(shí)鐘頻 率 圖 開(kāi)發(fā)板 環(huán)境變量監(jiān)測(cè)模塊 植物生長(zhǎng)環(huán)境中的環(huán)境變量參數(shù)會(huì)影響植物的生 長(zhǎng) 在植物工廠中主要對(duì)植物生長(zhǎng)環(huán)境中的 濃 度 有機(jī)物揮發(fā)物濃度 溫濕度 土壤濕度以及光照強(qiáng) 度進(jìn)行監(jiān)測(cè) 本系統(tǒng)使用 開(kāi)發(fā)板連接 傳 感器 數(shù)字傳感器 土壤濕度傳感器和數(shù)字光 照傳感器 以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境變量的監(jiān)測(cè)功能 傳感器是一款金屬氧化物氣體傳感器 內(nèi) 置了 個(gè)氣體傳感元件 該傳感器具備完全校準(zhǔn)的空 氣質(zhì)量輸出信號(hào)功能 如圖 所示 的傳感部 分基于金屬氧化物納米顆粒的加熱膜 目標(biāo)氣體會(huì)與 金屬氧化物顆粒上吸附的氧氣發(fā)生反應(yīng) 從而釋放出 電子 導(dǎo)致由傳感器測(cè)量的金屬氧化物層的電阻發(fā)生 改變 通過(guò)電路部分對(duì)電阻進(jìn)行檢測(cè) 信號(hào)處理與轉(zhuǎn)換 可以輸出 有機(jī)物揮發(fā)物濃度 量程為 濃度 量程為 因此該傳感器可以 用于本系統(tǒng)進(jìn)行 濃度與有機(jī)物揮發(fā)物濃度監(jiān)測(cè) 數(shù)字傳感器是一款采用數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫 濕度傳感技術(shù)的溫濕度復(fù)合傳感器 如圖 所示 該 傳感器包括 個(gè)電阻式測(cè)濕元件和 個(gè)電阻式熱敏測(cè) 溫元件 精度高 具有已校準(zhǔn)的數(shù)字輸出信號(hào) 在本 系統(tǒng)中 利用 數(shù)字傳感器來(lái)檢測(cè)環(huán)境的溫度和 濕度 該傳感器的測(cè)量范圍為濕度 和溫 度 具有較高的分辨率 即濕度 和溫度 此外 傳感器的精度也相對(duì)較高 濕度精度為 溫度精度為 土壤濕度傳感器是根據(jù)土壤 水分含量與土壤電阻值之間的關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)的 如圖 所示 可以寬范圍監(jiān)測(cè)土壤的濕度 測(cè)量范圍為自 定義的 通過(guò)電位器調(diào)節(jié)控制相應(yīng)閾值 濕度低于設(shè)定值時(shí) 傳感器輸出高電平 高于設(shè)定值 時(shí) 傳感器輸出低電平 數(shù)字光照傳感器是基于半導(dǎo) 體的光電效應(yīng)原理設(shè)計(jì)的 集成了數(shù)字環(huán)境光傳感器 電路的 總線接口 如圖 所示 此外 其光譜響 應(yīng)接近視覺(jué)靈敏度的分光特性 具有明顯的紅外抑制 作用 適合于獲取環(huán)境光數(shù)據(jù) 在高分辨率 范圍 下檢測(cè)光照強(qiáng)度 調(diào)控系統(tǒng) 圖 傳感器 圖 數(shù)字傳感器 農(nóng)業(yè)工程 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 圖 土壤濕度傳感器 圖 數(shù)字光照傳感器 環(huán)境變量控制模塊 環(huán)境變量控制模塊包含通風(fēng)系統(tǒng) 補(bǔ)光系統(tǒng)和照 明系統(tǒng) 個(gè)部分 通風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)搭載風(fēng)機(jī)模塊來(lái)實(shí) 現(xiàn) 模塊如圖 所示 植物工廠多變量環(huán)控系統(tǒng)啟動(dòng) 運(yùn)行后風(fēng)機(jī)模塊一直處于通電狀態(tài)下 通過(guò)閉環(huán)控制 實(shí)現(xiàn)對(duì)植物工廠中 與有機(jī)物揮發(fā)物濃度的動(dòng)態(tài)控 制 當(dāng) 濃度或有機(jī)物揮發(fā)物濃度超過(guò)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn) 時(shí) 系統(tǒng)產(chǎn)生脈寬 生成方波控制風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 當(dāng) 濃度與有機(jī)物揮發(fā)物濃度均下降到標(biāo)準(zhǔn)值以下后 風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)停止 補(bǔ)光系統(tǒng)是通過(guò) 脈寬調(diào)制控制 燈的亮度的方式實(shí)現(xiàn) 以閉環(huán)控制的方式使植物 工廠中的光照強(qiáng)度保持在 左右 模塊如圖 所示 照明系統(tǒng)則能夠?qū)崿F(xiàn)植物工廠照明需求 模塊 如圖 所示 圖 通風(fēng)系統(tǒng)模塊 圖 補(bǔ)光系統(tǒng)模塊 圖 照明系統(tǒng)模塊 通訊模塊 由于 開(kāi)發(fā)板不具備無(wú)線通訊功能 為實(shí) 現(xiàn)本系統(tǒng)植物工廠的上位機(jī)與下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)連接 傳輸 本系統(tǒng)選用 模塊作為通信模塊 如圖 所示 采用局域網(wǎng)下的 通信方式進(jìn)行通 信 并通過(guò) 開(kāi)發(fā)板進(jìn)行驅(qū)動(dòng) 傳輸協(xié)議采用 協(xié)議 實(shí)現(xiàn)端對(duì)端的數(shù)據(jù)傳輸 傳輸數(shù)據(jù)時(shí) 通過(guò)超時(shí)重發(fā) 失序處理 重復(fù)處理和數(shù)據(jù)校驗(yàn)等方 式確保植物工廠系統(tǒng)下位機(jī)所采集到的數(shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò) 不丟失 不重復(fù) 且按序發(fā)送給上位機(jī) 具有可靠性 強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn) 模塊通過(guò) 指令進(jìn)行初始 化 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)通過(guò) 指令可建立 個(gè) 服務(wù)器 且使之能連接多個(gè) 客戶端 通 過(guò)將 指令交給單片機(jī)進(jìn)行硬件串口編寫(xiě) 可在通 電后自動(dòng)創(chuàng)建 個(gè) 熱點(diǎn) 并將下位機(jī)采集到的 環(huán)境變量數(shù)據(jù)以字符串?dāng)?shù)組的形式發(fā)送給上位機(jī) 圖 模塊 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 多變量環(huán)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示模塊開(kāi)發(fā) 植物工廠的多變量環(huán)控系統(tǒng)的顯示模塊包括 個(gè) 部分 多環(huán)境變量實(shí)時(shí)顯示模塊和變量曲線顯示模 塊 本系統(tǒng)加入變量曲線顯示模塊 將各變量參數(shù)進(jìn) 行曲線化展示 能夠使系統(tǒng)管理者更加直觀地監(jiān)管 調(diào)控系統(tǒng) 管理者需打開(kāi)手機(jī)客戶端 植物工廠智能調(diào)控 點(diǎn)擊如圖 所示的跳轉(zhuǎn)界面 將根據(jù)后 端預(yù)設(shè)端口號(hào)與下位機(jī) 地址嘗試 連接 從 而完成與下位機(jī)的通信連接 為實(shí)現(xiàn)植物工廠多變量 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 農(nóng)業(yè)工程 環(huán)控系統(tǒng)與下位機(jī)的通信連接成功 管理者需要保證 上位機(jī)客戶端 熱點(diǎn)與下位機(jī)處于同一局 域網(wǎng) 圖 手機(jī) 系統(tǒng)界面 當(dāng)本系統(tǒng)與下位機(jī)成功建立通信 多環(huán)境變量顯 示模塊將對(duì)由下位機(jī)發(fā)送的各環(huán)境變量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 并實(shí)時(shí)更新顯示 在如圖 所示的顯示界面中 個(gè)顯示框分別用于實(shí)時(shí)更新顯示溫度 濕度 濃度 濃度 土壤濕度和光照強(qiáng)度等變量參數(shù) 當(dāng) 個(gè)顯示框分別顯示對(duì)應(yīng)變量數(shù)據(jù) 在顯示界 面任意點(diǎn)擊一個(gè)變量數(shù)據(jù) 本系統(tǒng)將對(duì)這一環(huán)境變量 參數(shù)進(jìn)行曲線化展示 并實(shí)時(shí)更新 如圖 所示 其中 不同環(huán)境變量參數(shù)分別以不同顏色線條展示以 便進(jìn)行區(qū)分 便于管理者更加直觀地了解植物環(huán)境變 量參數(shù)的變化 以便管理者對(duì)植物工廠的各項(xiàng)環(huán)境參 數(shù)進(jìn)行分析 從而進(jìn)行相應(yīng)的精準(zhǔn)調(diào)控 圖 通訊連接裝置 如圖 所示 當(dāng)手機(jī)客戶端系統(tǒng)與下位機(jī)通信 連接建立失敗 操控者需打開(kāi)如圖 所示 設(shè)置 界面 確認(rèn)端口號(hào)和 地址是否與下位機(jī)保持一致 若不一致 操控者可以對(duì)端口號(hào)與 地址進(jìn)行編輯 點(diǎn)擊 連接按鈕 即可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)連接 因此 本系統(tǒng) 能夠保證上位機(jī)的適配性與容錯(cuò)性 多變量環(huán)控系統(tǒng)控制模塊設(shè)計(jì) 植物工廠多變量環(huán)控系統(tǒng)控制模塊設(shè)計(jì)囊括植物 工廠通風(fēng)系統(tǒng) 植物工廠照明系統(tǒng)以及植物工廠補(bǔ)光 系統(tǒng) 部分 圖 控制界面 各控制系統(tǒng)如圖 所示 在植物工廠環(huán)境 濃 度過(guò)高時(shí) 操控者可借植物工廠通風(fēng)系統(tǒng)控制舵機(jī)的 啟動(dòng)與停止對(duì)環(huán)境中 濃度進(jìn)行調(diào)控 當(dāng)植物工廠 中光照強(qiáng)度不足時(shí) 管理者可在手機(jī)端 提高植 物工廠補(bǔ)光系統(tǒng)的光照強(qiáng)度對(duì)植物進(jìn)行多級(jí)補(bǔ)光 保 證植物在最適宜光照條件下茁壯成長(zhǎng) 多變量環(huán)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 植物工廠多變量環(huán)控系統(tǒng)還具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能 采用輕量級(jí) 數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn) 本系統(tǒng)將從下位機(jī) 收集到的 路變量參數(shù)存入 數(shù)據(jù)庫(kù)中 以便進(jìn) 行數(shù)據(jù)分析并提出相應(yīng)改良方案 數(shù)據(jù)庫(kù)是 內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù) 遵循 關(guān)系 事務(wù) 具備 持久性 原子性 隔離性 一致性 并且處理速度 快 占用資源比重低 數(shù)據(jù)庫(kù)界面如圖 所示 圖 手機(jī)客戶端數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 農(nóng)業(yè)工程 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 總結(jié) 本文結(jié)合 的下位機(jī)多環(huán)境變量參數(shù)采集 系統(tǒng)及環(huán)境變量控制系統(tǒng)和 開(kāi)發(fā)的上位機(jī)多 環(huán)境變量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程環(huán)境調(diào)控系統(tǒng) 基于 模塊的無(wú)線通信技術(shù) 實(shí)現(xiàn)對(duì)植物工廠 內(nèi)多環(huán)境變量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè) 智能調(diào)控的功能 所應(yīng)用的 數(shù)字技術(shù)將加速設(shè)施農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域各環(huán)節(jié)的數(shù)字化改 造 提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率 提高植物產(chǎn)能 實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的 精準(zhǔn)種植 機(jī)械化管理 為設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理提供智 能決策方案 為后續(xù)植物工廠多變量環(huán)控系統(tǒng)的研究 提供一定的參考 參考文獻(xiàn) 汪銳 楊豫森 王琮 等 植物工廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 照明 工程學(xué)報(bào) 李清明 仝宇欣 楊曉 等 國(guó)內(nèi)外植物工廠研究進(jìn)展與發(fā)展 趨勢(shì) 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 劉鎧哲 劉厚誠(chéng) 植物工廠快速育種技術(shù)研究進(jìn)展 農(nóng)業(yè) 工程技術(shù) 陳漢群 面向植物工廠的環(huán)境調(diào)控規(guī)則推理技術(shù)應(yīng)用研究 杭州 浙江大學(xué) 徐少承 嵌入式植物工廠智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 廣 州 華南理工大學(xué) 劉水麗 人工光源在閉鎖式植物工廠中的應(yīng)用研究 北 京 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 孫程 基于移動(dòng)機(jī)器人的植物工廠小區(qū)域中部分植物病害識(shí) 別與檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)研究 杭州 浙江科技學(xué)院 許志雄 基于物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的水耕種植智能化工廠 設(shè)計(jì) 武漢 武漢大學(xué) 趙云霞 幾種代表植物工廠化栽培技術(shù)研究 南京 南 京大學(xué) 管理 平臺(tái)在植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用 電子世界 余洋 智能植物工廠控制系統(tǒng)研究與優(yōu)化 杭州 浙江 大學(xué) 責(zé)任編輯 賈燦