科技成果！溫室環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

近年來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理人員可以便捷地獲得各種市場供求信息、氣象與土壤信息、作物與病蟲害信息等，綜合管理生產(chǎn)過程。溫室內(nèi)部傳感器、環(huán)境調(diào)控設(shè)備數(shù)量多、分布廣，且溫室地理位置偏遠(yuǎn)，面積廣，現(xiàn)場環(huán)境惡劣，現(xiàn)場管理難度大、成本高，因此，從溫室環(huán)境信息實時、遠(yuǎn)程監(jiān)測和多因子自動控制的角度出發(fā)，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測和干預(yù)調(diào)控，有助于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科技水平，推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院杜尚豐教授團(tuán)隊研發(fā)的溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷，監(jiān)控過程中節(jié)點地址、測控周期、環(huán)境參數(shù)設(shè)定值等信息均可修改調(diào)整，系統(tǒng)維護(hù)成本低，通用性較強(qiáng)。

系統(tǒng)優(yōu)勢

①具有先進(jìn)的智能控制算法，基于模型的優(yōu)化控制，部分蔬菜可實現(xiàn)全自動管理化管理；

②降低能耗，節(jié)約生產(chǎn)能耗50%；

③采用嵌入式技術(shù)研發(fā)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的環(huán)境調(diào)控設(shè)備價格低廉，非常適合普及，適合農(nóng)民用戶；

④具有自主知識產(chǎn)權(quán)的溫度、濕度、二氧化碳一體化傳感器；

⑤無論在何時何地，都可以使用手機(jī)APP遠(yuǎn)程瀏覽溫室環(huán)境和遠(yuǎn)程控制。

成果簡介

系統(tǒng)主要分為三層：溫室現(xiàn)場測控層、服務(wù)器層和用戶應(yīng)用層。

由溫室現(xiàn)場測控層實現(xiàn)溫室內(nèi)外環(huán)境信息的感知；服務(wù)器層實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和綜合分析，并調(diào)控現(xiàn)場設(shè)備改變環(huán)境；用戶應(yīng)用層實現(xiàn)信息遠(yuǎn)程獲取和控制過程干預(yù)。

溫室現(xiàn)場測控層和服務(wù)器層之間采用分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以服務(wù)器層為測控核心，利用RS485總線或無線通信模塊等方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，負(fù)責(zé)指令下發(fā)、數(shù)據(jù)分析、處理和存儲，溫室現(xiàn)場測控層信息采集、狀態(tài)測控等子節(jié)點接收指令后完成各環(huán)境信息采集、設(shè)備狀態(tài)采集和控制功能。

服務(wù)器層與用戶應(yīng)用層之間采用C/S和B/S混合架構(gòu)，通過Internet網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通信。B/S即瀏覽器-服務(wù)器結(jié)構(gòu)，由瀏覽器訪問存儲于服服務(wù)器層的動態(tài)網(wǎng)頁獲取相關(guān)信息； C/S即客戶端-服務(wù)器結(jié)構(gòu)，需在移動設(shè)備中安裝Android應(yīng)用程序才可訪問服務(wù)器。

溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)工作示意圖

系統(tǒng)構(gòu)成

♦溫室現(xiàn)場測控層

環(huán)境監(jiān)測模塊： 由視頻監(jiān)控模塊、溫室內(nèi)環(huán)境信息采集節(jié)點和溫室外氣象站組成，可采集溫室內(nèi)外環(huán)境信息、獲取視頻圖像信息；

環(huán)境調(diào)控模塊： 由數(shù)字量輸入板、數(shù)字量輸出板和環(huán)境調(diào)控設(shè)備組成，可采集、輸出16路開關(guān)量，實現(xiàn)環(huán)境調(diào)控設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測和控制。

信息采集結(jié)點示意圖

♦服務(wù)器層

以ARM系列嵌入式開發(fā)板為硬件平臺，通過配套軟件實現(xiàn)各層之間的數(shù)據(jù)通訊。

串口通信模塊軟件： 服務(wù)器層與溫室現(xiàn)場測控層之間的數(shù)據(jù)通信軟件， 實現(xiàn)包含溫室內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測、溫室環(huán)境自動或手動控制等功能；

信息存儲模塊軟件：存儲系統(tǒng)配置信息、環(huán)境信息和測控過程信息；

服務(wù)器守護(hù)模塊軟件： 服務(wù)器層與用戶應(yīng)用層之間的通信軟件，實現(xiàn)遠(yuǎn)程客戶端數(shù)據(jù)查詢和信息修改請求的響應(yīng)。

♦用戶應(yīng)用層

系統(tǒng)為用戶提供多種類型的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺。

瀏覽器： 訪問系統(tǒng)中提供的動態(tài)網(wǎng)頁；

Android移動設(shè)備： 安裝Android應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)服務(wù)器訪問。

監(jiān)控終端示意圖

系統(tǒng)功能

系統(tǒng)可利用無線通信模塊綜合管理溫室現(xiàn)場信息采集節(jié)點及狀態(tài)測控節(jié)點，構(gòu)成分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，便于系統(tǒng)升級維護(hù)。系統(tǒng)核心功能如下：

服務(wù)器層：環(huán)境信息、設(shè)備開關(guān)狀態(tài)采集；溫室環(huán)境自動調(diào)控；

用戶應(yīng)用層：溫室環(huán)境手動調(diào)控；溫室現(xiàn)場視頻圖像獲取；溫室現(xiàn)場節(jié)點地址配置和攝像頭登錄信息設(shè)置；溫室環(huán)境自動調(diào)控參數(shù)查詢與修改（環(huán)境設(shè)定值、測控周期、控制方法）；系統(tǒng)測控模式切換。

技術(shù)參數(shù)

系統(tǒng)供電：服務(wù)器層供電5V直流電源；溫室現(xiàn)場信息采集節(jié)點供電24V直流電源；

通訊方式：溫室現(xiàn)場與服務(wù)器層—RS485/無線通信模塊，服務(wù)器層與用戶應(yīng)用層—互聯(lián)網(wǎng)通信；

測控周期： ≥1min；

控制方法：滯環(huán)控制，PID控制，模糊控制，魯棒控制，預(yù)測控制；

溫度檢測范圍：－10℃～+60℃；檢測精度： ±0.5℃；

濕度檢測范圍： 5~95%；

CO2濃度檢測范圍： 0~2000ppm；檢測精度： ±30ppm；

光照檢測范圍：0~200000Lux。

來源：武漢機(jī)房監(jiān)控  浙江機(jī)房監(jiān)控  http://www.scdprobes.com/news/3070.html   本文采集于網(wǎng)絡(luò)，如有問題有聯(lián)系刪除