溫室全方位智能調(diào)溫系統(tǒng)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用.pdf

書書書吳 濤，李里亞溫室全方位智能調(diào)溫系統(tǒng)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，（）：溫室全方位智能調(diào)溫系統(tǒng)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用吳 濤，李里亞（河南工程學(xué)院藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，河南新鄭；東華理工大學(xué)長江學(xué)院信息工程系，江西撫州）摘要：為了調(diào)節(jié)日光溫室大棚內(nèi)的環(huán)境溫度使其更適宜作物的生長，借鑒集中供暖的思想設(shè)計了全方位智能調(diào)溫系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由地溫管理控制單元、棚內(nèi)溫度管理控制單元、供暖系統(tǒng)控制、云服務(wù)器以及農(nóng)戶智能手機終端等組成。利用供熱管道對土壤和空氣進行全方位的熱傳遞，同時，建立了三維非穩(wěn)態(tài)地溫傳熱數(shù)學(xué)模型，根據(jù)采集到的管道周圍土壤和空氣的溫度信息，利用控制算法對水溫、循環(huán)泵和均衡風(fēng)扇進行控制，從而實現(xiàn)對溫室大棚的全方位溫度調(diào)節(jié)。試驗結(jié)果表明：設(shè)計的全方位智能調(diào)溫系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，能夠?qū)⒋笈飪?nèi)的土壤和空氣溫度自動控制在預(yù)設(shè)的范圍，最大平均誤差分別僅為和，而且實現(xiàn)了農(nóng)戶的遠(yuǎn)程監(jiān)測和管理，為推動智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：溫室大棚；智慧農(nóng)業(yè)；溫度均衡；控制策略；智能交互中圖分類號：； 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： 文章編號：（）收稿日期：基金項目：江西省自然科學(xué)基金（編號：）；河南省重點科技攻關(guān)計劃（編號：）；河南省自然科學(xué)基金（編號：）。作者簡介：吳 濤（），男，河南鄭州人，碩士，實驗師，研究方向為計算機軟件與交互設(shè)計。：。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)追求在有限的土地面積上獲得最大的產(chǎn)量，而作物產(chǎn)量除了與品種自身的遺傳基因有關(guān)外，同時也受周圍環(huán)境因素的影響。其中，溫度是作物生長發(fā)育最重要的環(huán)境參數(shù)之一，且不同的作物在不同的生長階段所需的環(huán)境溫度也有所差異。對于我國北方寒冷地區(qū)的溫室大棚來講，溫室大棚內(nèi)外的復(fù)雜環(huán)境，使得對作物生長環(huán)境的控制極其困難。傳統(tǒng)的溫室大棚大多通過收集來自太陽光的熱量來維持棚內(nèi)的溫度，但如果遇到極寒天氣，就很有可能對作物造成損害而減產(chǎn)，甚至死亡。文獻(xiàn)均提出了采用加熱的方式對溫室進行增溫，取得了不錯的效果。但這些方法均忽略了對土壤溫度的控制，由于作物的根系是吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要通道，更需要適宜的溫度環(huán)境。作物在進行正常呼吸作用時會釋放熱量，同時，土壤也會與棚內(nèi)空氣進行熱交換，均對土壤的溫度造成影響，所以需要對土壤溫度進行調(diào)節(jié)，使作物根系處于最佳的生長環(huán)境中。隨著我國人口紅利逐漸消失，人力成本不斷上升，為此，將互聯(lián)網(wǎng)與智能控制技術(shù)相結(jié)合，引入到溫室大棚的管理作業(yè)當(dāng)中來，設(shè)計了全方位智能調(diào)溫系統(tǒng)，通過采集溫室大棚內(nèi)空氣和土壤的實時溫度，并根據(jù)作物專家信息庫獲取不同作物對溫度的生長習(xí)性，利用控制方法對管道內(nèi)循環(huán)液的流速和溫度進行控制，實現(xiàn)用最低的能耗對溫度進行智能調(diào)節(jié)，使作物生長在最適宜的溫度環(huán)境中。 問題描述及系統(tǒng)設(shè)計 問題描述及解決方案由于溫室大棚內(nèi)部空間較大，使得對其內(nèi)部溫度的控制有很大的遲滯性，且土壤的比熱容要遠(yuǎn)大于空氣，從而溫度的變化趨于非線性，再加上容易受內(nèi)外環(huán)境因素的影響，所以更難于對其進行控制。傳統(tǒng)溫室大棚的調(diào)溫方法較為簡單，一般采取日照取暖、通風(fēng)遮陽降溫和夜間棉被覆蓋保溫的方法，雖然這些方法成本較低，控制方法簡單，但容易使棚內(nèi)的空氣和土壤溫度分布不均，而且對于溫度的調(diào)節(jié)見效慢，一旦遇到極寒天氣，如不能將溫度及時調(diào)整到適宜作物生存的范圍，就會導(dǎo)致作物遭受凍傷而減產(chǎn)，甚至絕收。為了使棚內(nèi)的溫度不完全受外部環(huán)境的影響，能夠自適應(yīng)調(diào)節(jié)溫度，需要解決溫室的增溫、降溫和熱均衡個問題，本研究提出了相應(yīng)的解決方案：（）增溫。借鑒集中供暖的思想，通過暖氣管道和地埋管為棚內(nèi)的空氣和土壤快速輸送熱量。（）降溫。冬季外部環(huán)境寒冷，如果在中午太陽直射光照過強的情況下，棚內(nèi)溫度可能會超過預(yù)設(shè)的安全范圍，可啟用與外界的對流風(fēng)扇，快速降低棚內(nèi)溫度。（）熱均衡。安裝空氣均衡風(fēng)扇，使棚內(nèi)空氣循環(huán)，將熱量從高位區(qū)帶到低溫區(qū)，迅速達(dá)到平衡。為了能夠?qū)厥掖笈镞M行全方位的溫度調(diào)節(jié)，利用地埋管道產(chǎn)生的溫度場對土壤增溫，并在棚內(nèi)靠墻側(cè)安裝散熱片對空氣溫度進行調(diào)節(jié)，能量傳遞給周圍的土壤和空氣，改變了單靠收集光照熱量的方式，實現(xiàn)了快速調(diào)溫的目的，即便遇到極寒天氣，也能夠迅速將棚內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)到適宜作物生長的范圍。溫室大棚內(nèi)溫度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。為了對溫度的控制更精準(zhǔn)，將棚內(nèi)空間調(diào)節(jié)劃分、和個區(qū)域，中間用臺均衡風(fēng)扇隔開，使不同相鄰區(qū)域的空間流通。另外，在大棚的兩側(cè)壁上也分別安裝了對流風(fēng)扇，主要目的是與外界進行交換，用來降低棚內(nèi)的溫度；針對棚內(nèi)土壤溫度的調(diào)節(jié)，將其劃分為個區(qū)域，可以有針對性地進行區(qū)域土壤的溫度調(diào)節(jié)。另外，由于熱量傳遞有一定的遲滯性，而且對于土壤溫度過高的降溫調(diào)節(jié)難度較大，所以在控制上需要提前做好預(yù)測，選擇適合的控制策略。江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第卷第期網(wǎng)絡(luò)出版時間：2019-08-30 15:38:18網(wǎng)絡(luò)出版地址：http:/kns.cnki.net/kcms/detail/32.1214.S.20190830.1537.076.html 系統(tǒng)設(shè)計采用無線通信、電子技術(shù)和計算機等技術(shù)，設(shè)計了全方位智能調(diào)溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由地溫管理控制單元、棚內(nèi)溫度管理控制單元、供暖系統(tǒng)控制、集中管理平臺、云服務(wù)器以及農(nóng)戶智能手機終端等組成，溫室智能調(diào)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。溫室智能調(diào)溫系統(tǒng)采用四層級架構(gòu)設(shè)計，包括：溫度監(jiān)測控制端、集中管理平臺、云服務(wù)器和農(nóng)戶智能手機客戶端。溫度監(jiān)測控制端與溫室管理平臺通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信，避免了由于節(jié)點眾多而大量布線的繁瑣，每個土壤空氣分區(qū)都配置個節(jié)點，并賦予每個節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的唯一，這些節(jié)點將采集的溫度數(shù)據(jù)或者設(shè)備的運行狀態(tài)信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到溫度集中管理平臺。溫度集中管理服務(wù)器會根據(jù)作物的品種和生長階段，經(jīng)過分析后計算出最適宜作物發(fā)育的土壤和空氣溫度，從而控制相應(yīng)的設(shè)備；溫室管理平臺通過移動網(wǎng)絡(luò)或者寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)，與云服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換，上傳溫室大棚內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)信息；農(nóng)戶的智能終端則可以通過訪問云服務(wù)器來了解溫室大棚內(nèi)的情況，也可以控制大棚內(nèi)的設(shè)備，實現(xiàn)農(nóng)戶遠(yuǎn)程管理和調(diào)節(jié)溫室大棚內(nèi)的溫度。 節(jié)點設(shè)計與溫度控制 節(jié)點設(shè)計選取高集成度的芯片為節(jié)點的核心部件開發(fā)設(shè)計，該芯片不僅帶有微控制器，還集成了無線射頻模塊，實現(xiàn)溫室大棚內(nèi)節(jié)點間的通信。節(jié)點主要由溫度傳感器陣列、高增益天線、供熱管道的溫控單元以及鋰電池等組成。節(jié)點結(jié)構(gòu)如圖所示。節(jié)點主要有個任務(wù)：（）利用溫度傳感器陣列采集土壤、空氣、循環(huán)液體的溫度，并通過網(wǎng)絡(luò)上傳到服務(wù)器；（）接收集中管理平臺反饋的指令，控制加熱、循環(huán)泵或者閥門等執(zhí)行部件進行作業(yè)。 熱傳導(dǎo)模型與熱交換由于空氣的比熱容更低，流動性更強，所以其熱傳導(dǎo)速度更快，通過風(fēng)機進行內(nèi)部循環(huán)，或者與外界交換氣體，迅速達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度。由于土壤的溫度主要受地埋管熱傳導(dǎo)和空氣熱交換的影響，但土壤熱傳導(dǎo)存在遲滯性，為了對其進行精確控制，需要建立熱導(dǎo)模型。在理想狀態(tài)下建模，需要假設(shè)條件如下：（）管道、循環(huán)液及周圍土壤是各向同性且均勻的物質(zhì)；（）地埋管的熱導(dǎo)特性與溫室內(nèi)土壤相同；（）管道與土壤的熱量交換認(rèn)為是三維熱傳導(dǎo)；（）忽略沿地埋管延伸方向的溫度變化；（）地埋管折彎段遵循直管道進行計算。文獻(xiàn)中于威等建立了土壤溫度場擴散方程，計算平面區(qū)域的熱傳遞是三維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，其微分方程為：( )（）式中：代表土壤比熱容，?。?#183;）；代表土壤密度，??；代表熱導(dǎo)系數(shù)，?。?#183;）；代表時間，單位；代表土壤溫度，單位。溫室大棚內(nèi)的地埋管采用蛇形方式進行鋪設(shè)，因為相臨管的距離（）相對于管道的縱向長度（）來說可以忽略，就能夠?qū)⒐艿纼蓚?cè)的溫度場看成是對稱的狀態(tài)，所以可認(rèn)為在兩管對稱垂直面上的熱流量（交換）是，符合第二邊界條件：（）地埋管通過循環(huán)液將能量傳遞給土壤，使土壤溫度升溫，同時，地表與空氣之間也存在熱交換，熱流密度（）可表示為：江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第卷第期( )( ) （）。（）式中：是常數(shù)，?。?#183;）；代表圍護結(jié)構(gòu)表明黑度，取值范圍（，），則是與土壤表面的角度系數(shù)；代表土壤表層溫度；代表圍護結(jié)構(gòu)表面溫度。 控制模型與策略根據(jù)經(jīng)驗可知，土壤的溫度除了跟地埋管的直徑、埋深和鋪設(shè)間距等固定參數(shù)有關(guān)外，還與管道內(nèi)循環(huán)液體的溫度和流速有關(guān)，鋪設(shè)完畢后前者為非可調(diào)參數(shù)，而后者為可調(diào)參數(shù)，為此，引入了控制的思想，利用采集到各監(jiān)測點的溫度數(shù)據(jù)，并借助建立的三維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱方程，通過控制循環(huán)液的溫度和流速，來達(dá)到調(diào)節(jié)土壤溫度的目的，控制模型如圖所示。在傳統(tǒng)的控制上增加了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而能夠自適應(yīng)地調(diào)節(jié)各參數(shù)，具有更佳的靈活性。本研究借助網(wǎng)絡(luò)識別器的信息，能夠?qū)崟r調(diào)節(jié)控制器的比例（），積分（）和微分（）個參數(shù)，在調(diào)節(jié)的過程中自我學(xué)習(xí)，從而使得對溫度的調(diào)節(jié)相應(yīng)速度更快且精度更高。針對不同的環(huán)境條件，在集中管理平臺中預(yù)先設(shè)置了相應(yīng)的控制策略：如發(fā)現(xiàn)棚內(nèi)溫度整體過高，就啟動對流風(fēng)扇與外界的冷空氣進行交換，直到棚內(nèi)的溫度處于預(yù)設(shè)的范圍；：如監(jiān)測到棚內(nèi)分區(qū)的溫度不均衡，則啟動均衡風(fēng)扇，根據(jù)不同分區(qū)的溫度情況，將高溫氣體吹向低溫區(qū)域，直到棚內(nèi)各區(qū)域的溫度達(dá)到平衡；：如果遇到連日陰雨天氣或者極寒天氣，棚內(nèi)空氣溫度低于適宜作物生長的要求時，啟動供暖系統(tǒng)的電加熱設(shè)備，同時，打開棚內(nèi)溫度循環(huán)管道閥門，并啟動對應(yīng)的循環(huán)泵，同時監(jiān)測棚內(nèi)的空氣溫度，如發(fā)現(xiàn)存在分區(qū)溫度不均衡的現(xiàn)象，則會自動執(zhí)行的操作；：如溫室大棚內(nèi)土壤溫度達(dá)不到作物生長所需時，首先根據(jù)熱傳導(dǎo)模型與熱交換公式估算出所需供暖系統(tǒng)循環(huán)液體的溫度值和流速，并借助對這個參數(shù)進行自適應(yīng)調(diào)整，由于土壤溫度的熱傳遞較慢，需要的時間會相對長一些，并不斷監(jiān)測管道周圍土壤的溫度變化情況，當(dāng)調(diào)整到預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時，且外部環(huán)境能夠保持土壤溫度波動不大時，將循環(huán)液導(dǎo)流回儲存罐中。 溫度集中管理平臺及智能交互終端 溫度集中管理平臺溫室大棚內(nèi)的集中管理平臺實際上是一臺接入互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)器，具有完備的功能模塊，主要由登陸權(quán)限管理、網(wǎng)絡(luò)配置（和互聯(lián)網(wǎng)）、云服務(wù)器接口管理、溫度監(jiān)測和控制策略、大棚分區(qū)管理、作物專家信息庫、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計和報表管理等組成。軟件架構(gòu)如圖所示。服務(wù)器通過板卡與溫室大棚內(nèi)的溫度監(jiān)測和調(diào)溫執(zhí)行設(shè)備節(jié)點進行通信，收集溫室大棚內(nèi)各區(qū)域的空氣溫度、土壤溫度以及設(shè)備的運行狀態(tài)等信息，并上傳至云服務(wù)器，同時保存在本地的數(shù)據(jù)中，根據(jù)當(dāng)前溫室大棚內(nèi)生長的作物（品種、生長期）從專家信息庫中獲取適宜生長的溫度信息，然后服務(wù)器運算得到對應(yīng)的控制策略，最后將具體的執(zhí)行命令通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到設(shè)定的執(zhí)行設(shè)備，實現(xiàn)對溫度的智能調(diào)節(jié)。 智能交互終端云服務(wù)器是溫室大棚本地管理服務(wù)器與農(nóng)戶智能交互終端的紐帶，通過向兩者開放不同的端口提供服務(wù)，云平臺不僅存儲溫室大棚各節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)，還傳送智能終端對溫室內(nèi)執(zhí)行設(shè)備發(fā)出的控制指令。為了讓農(nóng)戶更方便地管理溫室大棚內(nèi)的溫度，在智能手機終端上開發(fā)了與云服務(wù)器進行交互的。智能手機終端的主要任務(wù)是獲取并顯示管理平臺的數(shù)據(jù)，并與使用者（農(nóng)戶）進行人機交互。在智能手機設(shè)計方面，主要涉及到兩大部分：界面和通信。采用了分層架構(gòu)，把數(shù)據(jù)處理的部分獨立出一層來，對上層提供數(shù)據(jù)接口，這樣就不需要和提供的資源，層不用關(guān)心數(shù)據(jù)的來源（內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)、緩存）。同時，層向下，和剝離了數(shù)據(jù)處理的責(zé)任后，持有的引用，負(fù)責(zé)獲取數(shù)據(jù)并展示，向傳遞數(shù)據(jù)，絕不進行網(wǎng)絡(luò)請求和緩存讀寫，大幅減輕的壓力，實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。智能手機交互軟件架構(gòu)如圖所示。江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第卷第期最上的層主要顯示溫室大棚的實時數(shù)據(jù)和設(shè)備的運行狀態(tài)等信息，并具有手動控制設(shè)備的按鈕，向溫室大棚內(nèi)的設(shè)備發(fā)送指令，實現(xiàn)農(nóng)戶與溫室大棚的智能交互。 試驗結(jié)果為了驗證設(shè)計系統(tǒng)的可行性和對溫度的控制精度，年月日在北京市昌平區(qū)小湯山對面積為×的日光溫室大棚進行了測試和比對試驗。在同一溫室集群中選取棟（和）建筑結(jié)構(gòu)（朝向、面積、挑高、材料）均相同的大棚，且處于同一地理位置，將大棚安裝本研究設(shè)計的全方位智能調(diào)溫系統(tǒng)，將大棚不處理作為參照對比。在設(shè)備的部署上，地埋管直徑為，布局間隔為，埋深為，總長度為，預(yù)設(shè)土壤的平均溫度為；棚內(nèi)在靠北側(cè)墻的位置安裝組散熱片，個空氣均衡風(fēng)扇，個熱交換風(fēng)扇，空氣的預(yù)設(shè)平均溫度為。選取一段時間（：至翌日：）作為試驗，來驗證調(diào)溫系統(tǒng)的功能，設(shè)備開啟前，在：測定土壤和空氣的起始溫度分別為和。由于溫室棚內(nèi)外的環(huán)境在不停變化，：后日照作用逐漸消失，棚內(nèi)溫度迅速降低，為了控制溫度盡可能接近預(yù)設(shè)溫度值，在沒有光照的條件下，需要啟動供熱系統(tǒng)，根據(jù)監(jiān)測到的溫度，自適應(yīng)調(diào)節(jié)循環(huán)管道內(nèi)的水溫和流速。通過對溫室大棚內(nèi)土壤中個溫度監(jiān)測點和空氣中個監(jiān)測點的平均數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，得到數(shù)據(jù)如表所示。表 溫室大棚（）內(nèi)溫度變化情況時間溫室棚外溫度（）土壤平均溫度（）空氣平均溫度（）：從表中的數(shù)據(jù)可以看出，：后溫室大棚外從左右迅速下降，深夜達(dá)到了左右。雖然大棚有保溫措施，但是受外部冷空氣影響較大，棚內(nèi)溫度下降的較快，空氣最低溫度達(dá)到了左右，土壤最低溫度達(dá)到了左右，這樣的環(huán)境是非常不利于作物的生長，如果長期處于這樣的環(huán)境下，作物有被凍傷的危險。溫室大棚在這樣寒冷的天氣條件下，啟用了全方位智能調(diào)溫系統(tǒng)，得到的數(shù)據(jù)如表所示。表 溫室大棚（）內(nèi)溫度變化及設(shè)備狀態(tài)時間溫室棚外溫度（）土壤平均溫度（）空氣平均溫度（）循環(huán)液溫度（）循環(huán)速度（）內(nèi)風(fēng)機轉(zhuǎn)速（）內(nèi)風(fēng)機轉(zhuǎn)速（）內(nèi)風(fēng)機轉(zhuǎn)速（）：從表中的數(shù)據(jù)可以看到，雖然棚外的溫度非常低，但是通過啟用加熱和循環(huán)系統(tǒng)，在開始階段循環(huán)液的溫度和內(nèi)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速都較高，為的是進行高效熱傳遞，整個過程中設(shè)備的運行狀態(tài)及循環(huán)液的溫度也是隨外界溫度的變化進行智能的調(diào)整，目的是用最低的能耗將棚內(nèi)空氣和土壤溫度維持在和。試驗結(jié)果表明：啟動溫度調(diào)節(jié)設(shè)備后，在內(nèi)，空氣和土壤溫度分別先后達(dá)到了預(yù)設(shè)的溫度范圍，達(dá)到熱平衡后，與預(yù)設(shè)的溫度最大偏差僅為和，具有較高的控制精度，保證了作物不受外界惡劣天氣的影響，有利于作物的增產(chǎn)增收，從而也驗證了本研究設(shè)計的全方位智能調(diào)溫系統(tǒng)的可用性。 結(jié)論傳統(tǒng)日光溫室大棚抵御極寒天氣能力差，且調(diào)溫僅考慮了空氣溫度對作物的影響，忽略了土壤溫度也是作物生長的重要環(huán)境因素，為此，借鑒集中供暖的思想，設(shè)計了全方位溫度智能調(diào)溫系統(tǒng)，根據(jù)氣候的變化情況，利用熱源較為集中的管道分別對空氣和土壤進行加熱，并在大棚內(nèi)部安裝了均衡風(fēng)扇，有效解決了由于日光溫室大棚內(nèi)空氣流動性差容易造成的溫度分布不均衡現(xiàn)象。同時，對土壤建立了三維非穩(wěn)態(tài)的溫傳熱數(shù)學(xué)模型，通過智能控制實現(xiàn)對土壤溫度的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，從根本上解決調(diào)溫的遲滯和不均衡問題。農(nóng)戶還可利用開發(fā)的智能終端實現(xiàn)對溫室大棚內(nèi)的溫度和設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測。試驗結(jié)果表明：設(shè)計的溫室全方位智能調(diào)溫系統(tǒng)，工作穩(wěn)定可靠、溫度調(diào)節(jié)見效快、精度高，對土壤和空氣的溫度控制最大誤差僅為和，能夠有效應(yīng)對北方極端天氣，確保作物不受到凍傷，利于作物的增產(chǎn)增收，為智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 年第卷第期櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄參考文獻(xiàn)：牟華偉，劉雙喜，王金星，等溫度差動式日光溫室通風(fēng)系統(tǒng)的研制江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，（）：李雪?，郝文秀冀中日光溫室土墻溫度場測試實驗與分析河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，（）：張國祥，劉星星，張領(lǐng)先，等基于的日光溫室溫度與卷簾開度關(guān)系研究農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，（）：塔 娜，張 馳，朱英開，等溫室內(nèi)溫度無線測試系統(tǒng)及溫度場模擬東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，（）：劉文合，蓋世臣太陽能輔助加溫系統(tǒng)對日光溫室內(nèi)溫度的影響江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，（）：何 芬，富建魯，丁小明，等基于毛細(xì)管網(wǎng)的日光溫室苗床加溫系統(tǒng)研究中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，（）：王鴻磊，徐平平，樊繼德，等多源感知高效循環(huán)智能控制設(shè)施大棚架構(gòu)與實現(xiàn)浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，（）：張 健，謝守勇，劉軍，等土壤濕度傳感器的溫度補償模型研究農(nóng)機化研究，（）：，張 軍，張侃諭溫室溫度控制系統(tǒng)不確定性與干擾的灰色預(yù)測補償算法農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，（）：劉 洋，張 鋼，韓 璐，等基于物聯(lián)網(wǎng)與云計算服務(wù)的農(nóng)業(yè)溫室智能化平臺研究與應(yīng)用計算機應(yīng)用研究，（）：劉 錦，張 巖，張榮輝基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的溫室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，（）：于 威，王鐵良，劉文合，等日光溫室地中熱水管加溫對土壤溫度的影響沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，（）：夏 爽，李麗宏基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在溫室溫度預(yù)測中的應(yīng)用計算機工程與設(shè)計，（）：申超群，楊 靜溫室溫度控制系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制控制工程，（）：崔文順，張芷怡，袁力哲，等基于云計算的日光溫室群物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺計算機工程，（）：，康云川，代 彥，梁裕巧基于與的智能大棚監(jiān)控系統(tǒng)的研究江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，（）：基于與的智能大棚監(jiān)控系統(tǒng)的研究康云川，代 彥，梁裕巧（重慶三峽學(xué)院計算機科學(xué)與工程學(xué)院，四川重慶；重慶市文化信息中心，四川重慶）摘要：針對當(dāng)前農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與流行的單片機開發(fā)板，提出了種應(yīng)用于農(nóng)業(yè)大棚的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的選型與構(gòu)建方案，利用、技術(shù)，設(shè)計了種低成本、低功耗、高效率的智能農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)的主要功能包括用戶可以通過手機微信、終端對大棚內(nèi)溫度、濕度、光照度、濃度、土壤濕度、煙霧等數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測與分析，以及對農(nóng)業(yè)設(shè)施設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，為農(nóng)業(yè)信息化、智能化提供一種新的技術(shù)解決方案。關(guān)鍵詞：智能農(nóng)業(yè)；智能大棚；監(jiān)控系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)中圖分類號：； 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： 文章編號：（）收稿日期：作者簡介：康云川（），男，重慶銅梁人，碩士，高級工程師，主要從事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與信息安全研究。：。隨著我國經(jīng)濟與科技的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式已無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)需求，也無法滿足我國加快農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢，農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化還必須逐漸從傳統(tǒng)的實踐方式走向信息化，以信息化在農(nóng)業(yè)信息科學(xué)中的理論指導(dǎo)、以現(xiàn)代信息技術(shù)手段為工具，以數(shù)據(jù)信息流為調(diào)節(jié)手段，調(diào)整農(nóng)業(yè)活動全過程，使之成為農(nóng)業(yè)信息化的一個重要環(huán)節(jié)。如農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)信息采集、信息加工和信息管理等主要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，通過各傳感器采集相應(yīng)的環(huán)境數(shù)據(jù)，管理人員或相應(yīng)的信息系統(tǒng)根據(jù)傳感器采集后的數(shù)據(jù)進行加工與分析，最終通過人工或系統(tǒng)自動處理數(shù)據(jù)，自動干預(yù)設(shè)備設(shè)施進行作業(yè)，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息智能化，農(nóng)業(yè)機械智能化，輔助農(nóng)業(yè)管理人員做出決策，輔助作物種植人員對農(nóng)作物進行栽培、種植等。智能大棚是保障農(nóng)作物大規(guī)模高效種植、反季節(jié)種植、防止大自然病蟲害等利用現(xiàn)代化科技手段必要的一種方式，智能大棚主要依托現(xiàn)代化物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、單片機技術(shù)，而傳統(tǒng)的單片機技術(shù)開發(fā)使農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)的利用更為復(fù)雜，如、等單片機技術(shù)的開發(fā)，開發(fā)人員需要熟悉語言、匯編語言或語言、電路設(shè)計、模擬電路與數(shù)字電路，還需熟悉單片機寄存器等知識，由于技術(shù)門檻很高，沒有大量專業(yè)技術(shù)人員的參與，沒有示范場、實驗室就不可能大規(guī)模推廣這些技術(shù)。采用、開發(fā)板有望解決這一難題，其開源、免費的設(shè)計理念、簡單的開發(fā)模式和豐富的外圍軟硬件資源吸引了大批創(chuàng)客和非計算機專業(yè)人士的加入，打破了物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)壁壘，形成了一種大眾化創(chuàng)新的新局面，為推動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了一種廉價高效的解決方案。本系統(tǒng)將實現(xiàn)大棚內(nèi)感知數(shù)據(jù)進行自動江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 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