基于WIFI的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

楊 飛,謝 濤,伍 英,蘇維均

(北京工商大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，北京 100048)

基于WIFI的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

楊 飛,謝 濤,伍 英,蘇維均

(北京工商大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，北京 100048)

針對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)溫室大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)中存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于WIFI技術(shù)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；該系統(tǒng)由監(jiān)控中心、WIFI基站、環(huán)境采集節(jié)點(diǎn)與視頻監(jiān)控構(gòu)成；環(huán)境采集節(jié)點(diǎn)以STM32F作為主控器，采集溫室大棚內(nèi)光照度、環(huán)境溫濕度、土壤溫濕度等信息；視頻監(jiān)控采用有線與無(wú)線結(jié)合的方式；所得環(huán)境數(shù)據(jù)通過(guò)WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及光纖傳回監(jiān)控中心。設(shè)計(jì)了基于B/S架構(gòu)的上位軟件和基于C/S架構(gòu)的移動(dòng)終端環(huán)境監(jiān)測(cè)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境的監(jiān)測(cè)與控制的下達(dá)；現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)、性能穩(wěn)定。

溫室大棚；環(huán)境監(jiān)測(cè)；WIFI；STM32F；B/S；C/S

0 引言

農(nóng)業(yè)溫室大棚的出現(xiàn)是為了使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不受環(huán)境、氣候、區(qū)域等因素的限制。為了給農(nóng)作物的生長(zhǎng)創(chuàng)造合適的生長(zhǎng)環(huán)境，其各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)必須嚴(yán)格控制在一定的范圍內(nèi)。因此，生產(chǎn)人員需要時(shí)刻關(guān)注各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)是否正常，傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需求，并引發(fā)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的變革。智能農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上融合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等，利用部署在大棚內(nèi)的各類(lèi)傳感器節(jié)點(diǎn)采集土壤水分、溫度、濕度、光照、CO2等環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)無(wú)線采集、無(wú)線傳輸、視頻監(jiān)控、異地監(jiān)控等功能，不僅解放了勞動(dòng)力，降低了生產(chǎn)成本，而且還能調(diào)節(jié)農(nóng)作物產(chǎn)期，提高了生產(chǎn)率[1-2]。

許多發(fā)達(dá)國(guó)家在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的智能監(jiān)測(cè)基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全覆蓋。以美國(guó)為例，智能化農(nóng)業(yè)已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，美國(guó)大農(nóng)場(chǎng)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的使用數(shù)量更是十分龐大，采用率高達(dá)80%。以日本為例，由于人口和耕地面積的限制，日本溫室大棚內(nèi)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用率和普及率更高，為了克服耕地面積少的缺點(diǎn)，日本的農(nóng)作物前期培養(yǎng)通常是采用培養(yǎng)液代替土壤，因此，農(nóng)作物的生長(zhǎng)過(guò)程必須嚴(yán)格把控，各項(xiàng)參數(shù)必須穩(wěn)定控制在一定范圍內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)的結(jié)合有效的解決了這一難題[3-4]。目前，我國(guó)還處于由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向智能農(nóng)業(yè)的過(guò)渡階段，提出高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)解決方案，有利于改善我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)落后的現(xiàn)狀。本文針對(duì)傳統(tǒng)溫室大棚生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于WIFI技術(shù)的農(nóng)業(yè)溫室大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

農(nóng)業(yè)園區(qū)溫室大棚有著面積大，棚數(shù)多，環(huán)境信息統(tǒng)計(jì)繁瑣的問(wèn)題。采用基于無(wú)線通訊的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可有效改善這一現(xiàn)狀。紅外技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)的傳輸速率都較高，但傳輸距離十分有限；ZigBee網(wǎng)絡(luò)為自組網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)多跳路由節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，不僅廉價(jià)而且功耗低，因此，目前絕大多數(shù)農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都采用ZigBee技術(shù)，但是當(dāng)存在較多節(jié)點(diǎn)且傳輸數(shù)據(jù)量較大時(shí)，如存在多路視頻數(shù)據(jù)，ZigBee節(jié)點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)組網(wǎng)復(fù)雜，傳輸速率慢且十分不穩(wěn)定等問(wèn)題。WIFI具有傳輸速度快，覆蓋范圍廣，可實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)無(wú)縫連接等優(yōu)勢(shì)，并且WIFI在農(nóng)業(yè)園區(qū)的覆蓋，可直接使移動(dòng)終端接入系統(tǒng)，更適應(yīng)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求[5-7]。

針對(duì)一個(gè)擁有85個(gè)農(nóng)業(yè)大棚的通州某農(nóng)業(yè)園區(qū)，僅需10個(gè)WIFI基站即可實(shí)現(xiàn)園區(qū)無(wú)死角的WIFI全覆蓋。由于農(nóng)業(yè)園區(qū)地勢(shì)環(huán)境復(fù)雜，對(duì)于視頻的采集，選取了有線與無(wú)線相結(jié)合的方式，難以走線的溫室大棚，采用無(wú)線攝像頭，通過(guò)與WIFI基站建立連接，高清視頻同樣可以高速傳輸至監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)園區(qū)全方位視頻監(jiān)控，這一點(diǎn)是ZigBee等其他無(wú)線通訊技術(shù)難以做到的。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

圖1中的環(huán)境采集節(jié)點(diǎn)主要由環(huán)境傳感器、控制器和WIFI模塊所組成，其中環(huán)境傳感器包括：空間光照度傳感器、空間溫濕度傳感器與土壤溫濕度傳感器。控制器通過(guò)IIC協(xié)議與485協(xié)議等實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字傳感器的數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)UART口將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送給WIFI模塊。WIFI模塊、無(wú)線攝像頭、移動(dòng)終端等與WIFI基站建立連接，并由基站通過(guò)光纖將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心的服務(wù)器，遠(yuǎn)程PC和移動(dòng)終端可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫室大棚內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋及接入設(shè)計(jì)和環(huán)境采集節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 硬件結(jié)構(gòu)圖

2.1 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋及接入設(shè)計(jì)

WIFI技術(shù)是近年出現(xiàn)的基于以太網(wǎng)的無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)，WIFI網(wǎng)絡(luò)傳輸速率快，傳播距離遠(yuǎn)，最大可以達(dá)到300米左右，在移動(dòng)狀態(tài)下，WIFI網(wǎng)絡(luò)也能保持很好的傳輸特性，且十分易于系統(tǒng)后期擴(kuò)展。因此針對(duì)通州某農(nóng)業(yè)大棚園區(qū)，采用多個(gè)由北京億波普天公司生產(chǎn)的2401型智能WIFI基站進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。智能WIFI基站配備了高功率天線，可以有效覆蓋方圓200米內(nèi)的范圍,之內(nèi)的環(huán)境采集節(jié)點(diǎn)、PC及移動(dòng)終端可與其連接。同時(shí)基站具有Ping Watchdog功能，即通過(guò)設(shè)置一定時(shí)間內(nèi)Ping 1至2個(gè)IP地址的方式來(lái)檢測(cè)當(dāng)前連接狀態(tài)，當(dāng)遠(yuǎn)程IP地址均Ping失敗的時(shí)候，基站會(huì)執(zhí)行失敗動(dòng)作，失敗動(dòng)作可配置為重啟基站或重新建立WIFI連接，這一機(jī)制，有效保證了智能基站長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。

環(huán)境采集節(jié)點(diǎn)通過(guò)WIFI模塊接入基站網(wǎng)絡(luò)。WIFI模塊是超低功耗嵌入式UART轉(zhuǎn)WIFI模塊USR-C322。該模塊采用的控制器是德州儀器生產(chǎn)的CC3200芯片，內(nèi)核為ARM Cortex-M4，超低功耗，80 MHz的運(yùn)行頻率，內(nèi)帶硬件看門(mén)狗，穩(wěn)定性高抗干擾能力強(qiáng)。嵌入式控制器STM32F僅需通過(guò)UART口與WIFI模塊連接即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)。環(huán)境數(shù)據(jù)往往不需要一直上傳，為了進(jìn)一步減小功耗，可以開(kāi)啟USR-C322的低功耗模式，即當(dāng)USR-C322的串口在一定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到數(shù)據(jù)時(shí)，則會(huì)進(jìn)入DeepSleep模式，在此模式下，工作頻率會(huì)下降為40MHz，功耗減至5mA，當(dāng)需要上傳數(shù)據(jù)時(shí)，可以通過(guò)串口數(shù)據(jù)包或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行喚醒。WIFI模塊支持IEEE802.b/g/n標(biāo)準(zhǔn)，采用外置2.4 G天線來(lái)增加信號(hào)強(qiáng)度，接口為IPEX接口。

無(wú)線WIFI模塊有兩種工作模式：STA模式和AP模式，STA為無(wú)線站點(diǎn)，是一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的終端，AP為無(wú)線接入點(diǎn)，是一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)。本系統(tǒng)WIFI模塊工作于STA模式，基站處于中心位置。USR-C322 WIFI模塊集成了多種通信模式：TCP/UDP透?jìng)髂Ｊ健ttpd Client模式、SSL Client模式以及Web Socket模式，本文采用的是TCP/UDPClient透?jìng)髂Ｊ剑琖IFI串口接收數(shù)據(jù)后，模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行PC1加密，上傳至服務(wù)器，同時(shí)服務(wù)器也可下發(fā)送命令給模塊。通過(guò)自定義注冊(cè)包信息，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)源的區(qū)分，在本文應(yīng)用中，自定義注冊(cè)包信息為節(jié)點(diǎn)位置信息。

2.2 環(huán)境采集節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

環(huán)境采集節(jié)點(diǎn)由數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及穩(wěn)壓電源模塊組成。如圖3所示。

圖3 環(huán)境采集節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖

數(shù)據(jù)處理模塊采用STM32F來(lái)實(shí)現(xiàn)，STM32F是ARM公司采用Cortex-M3內(nèi)核生產(chǎn)的增強(qiáng)型處理器，具有外圍接口廣，功耗低，串口資源豐富，抗干擾能力強(qiáng)及價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)[8]。STM32F工作頻率可達(dá)72MHz，MHZ下的功耗僅為uA級(jí)別,有效保證了數(shù)據(jù)采集及處理的時(shí)效性，并采用SP706設(shè)計(jì)了硬件看門(mén)狗電路，結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)處理模塊結(jié)構(gòu)圖

數(shù)據(jù)采集模塊主要用于感知溫室大棚內(nèi)的環(huán)境信息，包括空間光照度傳感器、空間溫濕度傳感器及土壤溫濕度傳感器。滿足精度的前提下，盡量選擇低功耗的復(fù)合型傳感器。1)光照度傳感器采用了B-LUX-V30B環(huán)境光傳感器，與STM32F通過(guò)IIC協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，具有32位光照值寄存器和112字節(jié)EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，滿負(fù)荷工作時(shí)功耗僅為0.7 mA，外部設(shè)計(jì)有濾光器，以防止紫外線和紅外線對(duì)光強(qiáng)的檢測(cè)的影響，從0.054流明至200000流明，片內(nèi)自動(dòng)量程調(diào)整機(jī)制能夠自動(dòng)進(jìn)行增益調(diào)整，其性能十分適用于農(nóng)業(yè)大棚。2)溫濕度測(cè)量采用了Sensirion溫濕度傳感器中的SHT11系列，與STM32F通過(guò)IIC協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，傳感器封裝尺寸小，內(nèi)部通過(guò)調(diào)用存儲(chǔ)在OTP內(nèi)存的校準(zhǔn)系數(shù)對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行精確校準(zhǔn)，因此，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室與濕度的高精度測(cè)量。3)土壤溫室度檢測(cè)采用SWR-100W土壤溫濕度傳感器，與STM32F通過(guò)485協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，傳感器通過(guò)測(cè)量土壤的介電常數(shù)來(lái)測(cè)量土壤的濕度，通過(guò)內(nèi)嵌德國(guó)Heraeus公司A級(jí)ST-1-PT1000鉑電阻來(lái)測(cè)量土壤的溫度。是目前國(guó)內(nèi)外較為先進(jìn)的土壤環(huán)境檢測(cè)方法。各傳感器指標(biāo)如表1所示。

表1 傳感器指標(biāo)

穩(wěn)壓電源模塊為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的能量。通過(guò)在每個(gè)溫室的配電箱內(nèi)安裝一個(gè)明緯DR-30-24電源轉(zhuǎn)換模塊將220V的交流電壓轉(zhuǎn)換為24V的直流電壓再輸入到節(jié)點(diǎn)，通過(guò)德州儀器生產(chǎn)的LM2596產(chǎn)生5V直流電壓，5V電源與LM1117-3.3V的輸入端相連，產(chǎn)生3.3V直流電壓。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

基于WIFI技術(shù)的農(nóng)業(yè)溫室大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其軟件設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)、監(jiān)控中心軟件設(shè)計(jì)及移動(dòng)終端軟件設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了長(zhǎng)期穩(wěn)定性系統(tǒng)測(cè)試。

3.1 數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的軟件運(yùn)行于控制器STM32F中，主要實(shí)現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)的處理和數(shù)據(jù)的發(fā)送。其流程如圖5所示。

圖5 環(huán)境采集節(jié)點(diǎn)流程圖

如圖所示，系統(tǒng)上電后，首先進(jìn)行軟硬件環(huán)境初始化，讀取節(jié)點(diǎn)位置信息編號(hào)后進(jìn)入循環(huán)采集環(huán)境數(shù)據(jù)，時(shí)間節(jié)奏由STM32F的中斷來(lái)控制，一次觸發(fā)中斷進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集，當(dāng)采集60次數(shù)據(jù)后，進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)的滑動(dòng)平均濾波處理。為了防止數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中出錯(cuò)，傳輸過(guò)程中引入了循環(huán)冗余校驗(yàn)，即CRC校驗(yàn)。它利用多項(xiàng)式運(yùn)算來(lái)作錯(cuò)誤偵測(cè)。發(fā)送前計(jì)算出CRC值并附在數(shù)據(jù)末端隨數(shù)據(jù)一同發(fā)送給接收端，接收端對(duì)收到的數(shù)據(jù)重新進(jìn)行多項(xiàng)式運(yùn)算得到CRC的值并與數(shù)據(jù)末端收到的CRC值相比較，若兩個(gè)CRC值不同，則說(shuō)明數(shù)據(jù)通訊出現(xiàn)錯(cuò)誤，其特點(diǎn)是信息字段和校驗(yàn)字段的長(zhǎng)度可以自由選定。

3.2 監(jiān)控中心軟件設(shè)計(jì)

基于B/S架構(gòu)的智能農(nóng)業(yè)大棚園區(qū)的監(jiān)控中心軟件運(yùn)行于監(jiān)控中心的服務(wù)器，采用C#語(yǔ)言進(jìn)行web應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)劃分為四大功能模塊，分別是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)模塊、設(shè)備安全預(yù)警模塊及系統(tǒng)管理模塊。

1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)：查詢(xún)各測(cè)點(diǎn)的溫度、濕度、光照、土壤溫濕度等信息，并通過(guò)數(shù)字和曲線圖的方式展現(xiàn)。

2)歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)：查看不同測(cè)點(diǎn)在某時(shí)間段內(nèi)所采集的環(huán)境數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)信息，支持excel表格導(dǎo)出，方便園區(qū)工作人員管理。

3)設(shè)備安全報(bào)警：系統(tǒng)分別針對(duì)不同環(huán)境因子設(shè)置相應(yīng)的警戒線數(shù)值，一旦測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)警戒線，將生成報(bào)警記錄。

4)系統(tǒng)管理：主要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置和管理，其中包括用戶(hù)權(quán)限管理、數(shù)據(jù)信息維護(hù)管理(警戒線設(shè)置與節(jié)點(diǎn)初值設(shè)置)等。系統(tǒng)WEB端首頁(yè)局部效果展示如圖6所示。

圖6 WEB首頁(yè)局部效果展示

3.3 移動(dòng)終端軟件設(shè)計(jì)

基于C/S架構(gòu)的移動(dòng)終端軟件，采用java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。終端連接至園區(qū)WIFI網(wǎng)絡(luò)或者移動(dòng)流量網(wǎng)絡(luò)下進(jìn)行登入。園區(qū)工作人員可隨時(shí)隨地通過(guò)終端查看溫室大棚環(huán)境信息，并設(shè)計(jì)有消息推送功能，當(dāng)某一環(huán)境值超出預(yù)設(shè)值時(shí)，會(huì)立刻向手機(jī)發(fā)送報(bào)警推送，同時(shí)園區(qū)工作人員可以通過(guò)APP進(jìn)行短信交流與消息的通知。手機(jī)APP軟件首頁(yè)中包括了園區(qū)圖片輪播，天氣預(yù)報(bào)與農(nóng)業(yè)新聞資訊等，首頁(yè)效果展示如圖7所示。

圖7 APP首頁(yè)展示

4 系統(tǒng)測(cè)試與結(jié)果分析

通過(guò)模擬現(xiàn)場(chǎng)10個(gè)農(nóng)業(yè)溫室大棚，對(duì)所設(shè)計(jì)的基于WIFI的農(nóng)業(yè)溫室大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行30*24小時(shí)的軟硬件測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明：

1)環(huán)境采集節(jié)點(diǎn)可以穩(wěn)定采集環(huán)境信息，其采集結(jié)果與標(biāo)定裝置的測(cè)量結(jié)果統(tǒng)一，在系統(tǒng)精度范圍之內(nèi)。

2)30個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)與WIFI基站建立連接，無(wú)連接失敗節(jié)

點(diǎn)，可以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)最多20個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向WIFI發(fā)出連接請(qǐng)求的情況。

3)WEB端進(jìn)行壓力測(cè)試，系統(tǒng)運(yùn)行良好穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)時(shí)性滿足要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)溫室大棚生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出了基于WIFI的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)為:引入了WIFI無(wú)線通訊技術(shù)，具有帶寬高、覆蓋范圍廣以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)；設(shè)計(jì)了多參數(shù)的環(huán)境采集節(jié)點(diǎn)，可監(jiān)測(cè)溫室溫度、濕度、光照度、土壤溫濕度以及視頻信息，簡(jiǎn)化了農(nóng)業(yè)溫室生產(chǎn)管理過(guò)程；設(shè)計(jì)了基于C#的WEB端軟件與基于android的移動(dòng)終端APP監(jiān)測(cè)軟件，使農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)更加智能化，便捷化。目前該系統(tǒng)已運(yùn)用于通州區(qū)某智能農(nóng)業(yè)示范基地，并取得了良好的應(yīng)用效果。

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Design of Monitoring System for Greenhouse Environment of Agricultural Internet of Things Based on WIFI

Yang Fei,Xie Tao,Wu Ying,Su Weijun

(School of Computer and Information Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)

In view of the problems existing in the modern agricultural greenhouse environment monitoring, the monitoring system of the Agricultural Internet of things based on WIFI technology is designed. The system consists of the monitoring center, WIFI base station, the environment collecting node and the video surveillance system. Environmental data acquisition nodes to STM32F as main controller, collecting the information of illumination, temperature and humidity, soil temperature and humidity in the greenhouse; video monitor with wired and wireless combination; environmental data obtained through the WiFi wireless network and fiber returns monitoring center. The design of the upper software based on B/S architecture and C/S architecture based mobile phone APP environmental monitoring software to achieve environmental monitoring and control of the release. Field application results show that the design of the environmental monitoring system is simple, reliable and stable performance.

greenhouse;environmental monitoring;WIFI;STM32F;B/S; C/S

2016-08-27；

2016-09-14。

北京市教委科研計(jì)劃面上項(xiàng)目(KM201510011010)；北京市自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(9164025)；2016年研究生科研能力提升計(jì)劃項(xiàng)目。

楊 飛(1992-)，男，河北省邢臺(tái)市人，碩士研究生，主要從事智能控制與檢測(cè)技術(shù)方向的研究。

1671-4598(2017)02-0050-04

10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.02.013

TP274

A