基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

汪春燕 曹俊 重慶能源職業(yè)學(xué)院

現(xiàn)代溫室的發(fā)展很大程度上已能夠代表園藝水平的進步。在我國溫室快速發(fā)展的背景下，對溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計提出了更高的要求。為了能夠提高溫室環(huán)境控制的效率，促進溫室的快速發(fā)展。本文對物聯(lián)網(wǎng)的溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計展開研究。本文研究的主要目的是為了提高溫室環(huán)境控制效率提供設(shè)計參考。

1 系統(tǒng)框架的分析

溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫、溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)三個部分組成?，F(xiàn)對遠程監(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)進行分析：

1.1 遠程監(jiān)控系統(tǒng)

遠程控制系統(tǒng)以嵌入式B/S結(jié)構(gòu)為設(shè)計基礎(chǔ)，分為表現(xiàn)交互層、邏輯應(yīng)用層和數(shù)據(jù)獲取層三個組成部分。其一，表現(xiàn)交互層是指控制系統(tǒng)邏輯的交互性，遠程控制、檢查和獲取溫室的環(huán)境星系；其二，邏輯應(yīng)用層是指為實現(xiàn)控制溫室的環(huán)境，下達的相關(guān)控制命令；其三，數(shù)據(jù)獲取層是指能夠獲取溫室環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)。遠程監(jiān)控系統(tǒng)有著溫室遠程視頻控制、溫室設(shè)備遠程控制、異地和實時查看溫室環(huán)境控制情況等功能。簡單而言，即是溫室管理人員不在溫室內(nèi)，也能通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)提供的溫室環(huán)境的信息，并且實現(xiàn)對溫室環(huán)境和設(shè)備的控制，從而有效控制溫室的環(huán)境，實現(xiàn)了現(xiàn)代自動化的管理，提高了溫室管理的質(zhì)量。遠程控制系統(tǒng)打破了溫室的時間、空間和地域的限制，顯現(xiàn)了現(xiàn)代化物聯(lián)網(wǎng)的溫室智能空間系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的水平。

1.2 現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)

現(xiàn)場控制系統(tǒng)同樣是以嵌入式B/S結(jié)構(gòu)為設(shè)計的基礎(chǔ)。包括了溫室環(huán)境信息輸出模塊和溫室環(huán)境信息輸入模塊兩方面。一方面，溫室環(huán)境系信息輸入模塊，溫室現(xiàn)場控制軟件發(fā)出的信息和命令能夠通過現(xiàn)場分布的CAN總線傳輸?shù)匠鋈肽K，從而通過輸出模塊控制操控系統(tǒng)。實現(xiàn)對溫室環(huán)境的調(diào)節(jié)，如：空調(diào)、遮陽、風(fēng)機、采光等設(shè)備來調(diào)節(jié)溫室的環(huán)境，包括太陽輻射、濕度等。另一方面，輸入模塊重要是收集溫室內(nèi)環(huán)境信息的模塊，包括傳感器等設(shè)備，如溫室內(nèi)的太陽輻射強度、溫度、濕度等方面的信息。通過輸入模塊獲取溫室內(nèi)的環(huán)境信息，并通過室內(nèi)分布的CAN總線傳輸?shù)接嬎銠C控制系統(tǒng)上，并將信息通過直觀的方式展現(xiàn)出來，同時將信息存儲在數(shù)據(jù)庫里。

另外，現(xiàn)場控制系統(tǒng)不僅不能調(diào)節(jié)溫室的環(huán)境，還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的查詢和到處相關(guān)數(shù)據(jù)的信息，為遠程控制系統(tǒng)提供可靠、安全、及時和高效的數(shù)據(jù)信息。實現(xiàn)與遠程控制系統(tǒng)的同步控制。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)與技術(shù)

2.1 信息采集與處理

信息采集和處理是現(xiàn)場控制系統(tǒng)的重要組成部分。在現(xiàn)場控制系統(tǒng)信息采集的過程中，首先要確保采集信息的準確性和及時性，若采集得到信息出現(xiàn)錯誤，將會影響到溫室環(huán)境的控制。影響現(xiàn)場信息采集準確性的因素主要有電路、傳感器的敏感性等，在就需要在信息采集的過程中，進行平滑處理，提高信息采集的準確性。同時要避免信息在傳輸?shù)倪^程中，由于電路較差引起的電磁反應(yīng)，而對傳輸?shù)男畔⒃斐捎绊懞推茐?。這需要通過濾波器過濾掉高頻信號，保障現(xiàn)場控制系統(tǒng)信息采集的準確性。

通過將溫室環(huán)境采集信息的周期定位1s，儲存的周期定位30s，這就能采集到溫室環(huán)境信息的30個數(shù)據(jù)，并對30個樣本排除最高最低的差異之后，選取平均值，從而確保了溫室信息采集的準確性，減小誤差，為溫室環(huán)境控制提供了可靠、準確的信息。

2.2 數(shù)據(jù)異步交換

遠程控制系統(tǒng)不僅要分析和查詢歷史數(shù)據(jù)，還需要顯示當前溫室環(huán)境的信息和設(shè)備運行的狀態(tài)。之后才能進行參數(shù)設(shè)置和控制設(shè)備的相關(guān)操作。這需要運用到數(shù)據(jù)異步交換。通過Ajax技術(shù)能夠確保數(shù)據(jù)異步交換的流暢性和穩(wěn)定性，并且還能夠提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，實現(xiàn)溫室環(huán)境數(shù)據(jù)信息的實時更新。

2.3 控制相關(guān)設(shè)備

在遠程控制系統(tǒng)和現(xiàn)場控制系統(tǒng)運行的過程中，都需要控制相關(guān)的設(shè)備，確保設(shè)備運行的同步?？赏ㄟ^Web的請求，通過Web向總服務(wù)發(fā)出請求，從而獲取設(shè)備運行的狀態(tài)，并確認是都正常運行，確保設(shè)備運行的同步性。

綜上所述，本文通過現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)和遠程監(jiān)控系統(tǒng)兩方面對溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)框架進行分析。并分別從控制相關(guān)設(shè)備、數(shù)據(jù)異步交換、信息采集與處理三方面，對溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)與技術(shù)展開探討。毫無疑問，確保溫室環(huán)境信息采集的準確性，加快溫室數(shù)據(jù)異步交換的效率，提高溫室控制相關(guān)設(shè)備的水平。有利于確保溫室智能監(jiān)控的質(zhì)量，促進溫室的發(fā)展。

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