数字化温室大棚环境参数信息采集控制方法研究.docx

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数字化温室大棚环境参数信息采集控制方法研究

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王丽平张维轩王叶融巨振兴周曼妮程丽彤

摘要；随着数字化信息时代的到来，温室大棚的信息数字化技术的实现也越来越重要和广泛关注。尤其是在基本环境参数信息的采集和作物控制等方面对农业领域发挥重要作用，现代化温室大棚正在向数字化的方向发展，建立一个运行稳定、采集精度高、节点功耗低、反馈控制准确，满足温室大棚数据采集和控制的系统，可以进一步解放生产力，增加效益。

关键词：数字化；信息采集控制；温室大棚

：TP311：A：1009-3044（2017）07-0213-02

从传统农业方式向数字化现代农业方式过渡阶段，在农业生产过程中占据重要作用的是温室大棚的数字化和智能化，它能最大限度地改变粗放的传统农业生产经营方式，并大幅度提高温室大棚的生产功效和产量、质量，推进农业信息化进程的飞速发展，实现“手机或者电脑也能种地”的宏伟蓝图。

在我国农业种植中占比重较大的是温室大棚种植方式，这样可以极大地丰富人民群众的日常成活消费水准，而传统的温室种植也可以实现这个目的。但是由于传统种植方式无论是对作物的种植还是对生长环境的控制基本凭借经验和感觉来实现，导致温室种植的效率、产量和质量不够高。

对温室大棚采取数字化的智能监控可以免除棚内种植的作物受空间和时间的约束，可以全年没有间歇的种植和收获，获得的农产品产量高、质地优良。根据温室大棚种植作物的高投入和高产出，以及高效益的特殊生产方式，结合不同作物不同时期的生长需求，对温室内的环境参数进行适当调控，可以提高作物产量、改善质量，极大提高农产品的经济效益。

1现阶段温室大棚的国内外现状

随着我国农业现代化程度的不断提高，要求农业生产必须高效产出，因此提高农业设施的科技含量是当前农业发展的重中之重。依据我国“十二五”发展规划纲要和“农业农村信息化”发展规划要求，为实现农业生产产业化经营模式的尽快推进，最大程度的提高农业生产的智能化、数字化程度，必须尽快全面实施数字化农业智能监控系统进行环境数据采集和控制，为实现“智慧农业”或“数字信息化农业”提供契机和动力。将数字化环境监控系统应用在温室大棚的环境信息采集和监测、生产意外情况预警、设施环境智能调控和农作物长势诊断等领域，可以大大提高农业生产的效率和产量，使得传统的粗放农业大棚生产方式得到极大改进，为农业生产数字化程度的提高提供高效、科学、合理的依据和支持。

而我国现阶段的传统种植经营管理模式，大部分都是依靠种植者摸索经验和感觉来实现作物生长期间的通风遮阳、灌溉加湿、温度调节等各项指标，需要消耗大量人力，实时性差，生产效率低下，一旦判断有误或偏差大就会造成资源浪费或者产量减少。也有一部分温室大棚简单的实现了数字化但成都不高，只能够进行基本的温度、湿度采集，然后根据采集的数据人工实现环境调节，如浇水、遮光或通风等，无法完全实现数字化、智能化。

而且即使实现了智能温室环境监控系统，仍然存在很多问题。例如对于使用有线传输的场合，当温室大棚面积较大时，布置的采集信息点也较多，因此铺设的线路也是错综复杂的，这样的情况对于使用和维护都带来一定的难度，受到很大程度的限制；其次大部分的通信都是采用有线传输，在温室内部温度高、空气潮湿，土壤和空气具有较强的腐蚀性，容易损坏通信电缆出现故障，使系统的可靠性降低。

国外的数字化温室大棚监控系统程度较高，随着在斯坦福大学召开的基于Internet的远程监控诊断会议的成功举办，基于Internet的远程监控诊断示范系统被开发并得到了制造行业、计算机行业和仪器仪表行业等多家公司的大力支持。随着网络技术的不断发展，数字化程度较高的控制系统不但在工业领域得到较大的发展，也逐渐的渗透到农业生产的各个领域。而我们原来采用的传统监控系统不够精细和高度数字化，已经无法满足国家社会发展步伐对现代化农业生产的精细要求，因此人们也越来越认识和重视到数字化监控系统在农业生产中的巨大作用，监控系统也发生了很大的改变，正在向远程监控逐渐过渡，这使得农业远程监控自動化生产成为现实。

2数字化温室大棚的实现总体方案研究

数字化温室大棚为了实现远程环境监控，必须借助网络对远程端进行监视和控制，完成环境参数采集、参数调节、远程控制和故障恢复等操作。因此系统方案采取基于B/S结构的模型来实现，其中的服务器端运行在Web服务器上，是搭建在主控制端的；而客户端运行在远程本地客户机上，主要用来采集环境信息数据，并进行数据分析。数字化远程监控系统是以网络作为通信平台，以HTTP技术为基础，充分利用现有的网络资源，实现信息的实时获取和实时控制以及信息、资源的合理化配置，能够简单、高效的实现系统配置控制目标，也是农业生产中普遍应用网络实施的远程监控模式。

随着网络技术和智能感知芯片技术的结合和飞速发展，