基于物联网技术的智慧农业解决方案
基于物联网技术的智慧农业解决方案
近年来，农业温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，针对目前农业大棚发展的趋势，为实现上述环境因子自动监控的系统，提出一种大棚监控系统的设计。
该系统利用物联网技术，可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度等等，实现自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备，保证温室大棚内环境最适宜作物生长，为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。本方案适用于各种类型的日光温室、连栋温室、智能温室。
无线采集：运用当今最流行的物联网技术，可在线实时24小时连续的采集和记录监测点位的温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分、CO2浓度等环境各项参数情况，以数字、图形和图像等多种方式进行实时显示和记录存储监测信息，监测点位可扩充多达上千个点。
组网传输：信号采用先进组网无线传输技术，克服距离障碍、信号无衰减，无串扰，抗干扰强。
实时监控：采用自动化无线监控功能，每天24小时实时监控，避免了人工监控可能出现的监控不及时、不准确，设备长时间非正常运转等问题。实时显示、记录各监测点的温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分、CO2浓度等曲线变化。
测温准确、安装简单：测温范围在-50℃～100℃内可任设，测量精度达±0.1℃，测量温度准确度±0.2℃。数据无线上传，无需单独穿墙布线，安装方便简单。
自动开关控制：远程自动控制系统开关，远程调试设备状态及参数。实现水泵、冷风机等设备启停历史记录的查询及频率分析。
快速查询：系统提供历史数据查询、数据导出、图表显示、报表生成和打印等。
低成本高效率：比传统有线监控成本更低，无需布线；克服传统有线温度监控线路经常断线、查线的麻烦问题，传输效率更高。
LCD显示：控制显示仪采用LCD大屏幕触摸屏显示，使显示结果更清晰明了。监控主机端利用监控软件可随时打印不同时刻的温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分、CO2浓度等环境数据及运行报告。
2.3.1 气候参数的采集
温室环境气候参数的采集依靠传感器进行，包括土壤湿度传感器、叶面湿度传感器、空气温湿度一体化传感器、光照度传感器、CO2传感器。它们是监控系统的信息来源，关系到整个系统的检测、数据分析和控制的可靠性与准确性。
2.3.2 伺服机构
伺服机构是“气候自动控制器”具体控制的执行者，包括通风机、加热器、喷淋水泵、光照调节装置、CO2施放机构等设备。
2.3.3 气候自动控制器
“气候自动控制器”可在无主机的情况下单独控制本温室的气候，本温室各种气候参数通过传感器进行实时检测，然后经单片机分析处理后输出控制指令，经执行机构完成最佳气候的自动化控制。这种控制方式成本较低，特别适用于对我国中小型温室的智能化控制。
图2-1 系统构成原理图
目前，我国农村正在大力发展温室栽培，绝大部分温室大棚已经安装有通风、加热、喷淋等设备，只需添加“自动控制系统”中的气候自动控制器、环境参数采集传感器及输出控制柜。系统经济、灵活，而且操作方便，比较适合在中、小规模大棚内使用和推广。
