農村溫室大棚智能監控系統新方向進展研究

劉有奇 劉通 鐘琪 范桂齡

【摘? ?要】 伴隨我國工業化、城市化以及人工智能的迅速發展，要想實現大棚農作物高產，必須將我國農村農業發展推進現代化發展道路，從而促進我國農業優良發展。

【關鍵詞】 農村;溫室大棚;智能監控系統;研究新方向

中圖分類號：S26+1? ? ? ? ? ? ? ?文獻識別碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-1073（2020）01-0036-37

農村溫室大棚中的智能監控系統已經成為了當今社會廣泛關注的課題，伴隨國家促進綠色發展相關政策的部署以及農業技術不停發展，以溫室大棚種植為代表的設施農業得到飛速發展[1]，農村溫室大棚相關技術已經得到相應良性發展，但目前來看，真正使用傳感器對溫室大棚進行數據信息采集與數據信息處理的溫室大棚智能監控系統，仍未受到農村溫室大棚的普及，但是我國新時代社會極其需要上述的智能溫室大棚。本文對溫室大棚智能監控系統創新發展方向進行策略研究，以期為相關農業部門提供建設性意見，推進農村溫室大棚智能監控系統創新建設。

1? 農村溫室大棚智能監控系統全面分析

1.1? 農村溫室大棚智能監控系統結構分析

我國農村大棚普遍是傳統溫室大棚，通過溫度計等基礎設備對大棚進行溫度測量，隨即依照管理人員自身管理大棚的經驗對大棚進行環境變量調控，檢測與實施都需要種植者自身全權進行管理。上述傳統溫室大棚管理方法較為落后，不符合新時代社會發展需求，從而構建出溫室大棚智能監控系統。

此控制系統利用傳感器對數據進行采集，且利用RS485/232轉換器對采集到的數據進行轉換并讀取其數據將數據存入服務器中。管理者利用網絡對服務器進行連接，隨即可以在網絡平臺中對相關數據進行查看[2]。當系統數據超過管理者所設置的閾值時，網絡服務器會對數據進行詳細分析，還可能會觸發警報通知管理者。與此同時服務器還可以與管理者進行智能網絡連接，管理者可以通過網絡對溫室大棚進行溫度、濕度、照射等調控。數據傳輸是經由數據無線線路、有線線路進行傳輸，其中無線傳輸的優勢是范圍更加廣泛，且因農村地形普遍較為復雜，因此無線傳輸的優勢對農村溫室大棚更為有利。管理者依據網絡可以了解相關農業產物的生長環境與狀況，依據了解到的信息可以對其進行相應調節[3]。

1.2? 農村溫室大棚智能監控系統技術分析

此控制系統利用傳感器對數據進行采集，采集到的數據為二氧化碳濃度、空氣、土壤濕度、光強度、測量溫度，將上述數據傳輸到PIE覆盆子中，隨即覆盆子利用無線傳輸到服務器端，以HTML5 CSS與J2EE為基礎，利用WEB服務器進行監控，以測量線路所處理的數據。管理員能夠利用PC端訪問服務器編碼，將WAP訪問權限進行報告。利用此監控系統可以自動對頂窗側窗、遮陽、加溫、風扇、補光等進行調控，與此同時其網頁利用動態網頁形式，管理者可以通過手機進行動態網頁瀏覽，實時監控信息，從根源上實現智能化與信息化的遠程控制管理。

1.3? 農村溫室大棚智能監控系統層次分析

1.3.1? 農村溫室大棚智能監控系統物理層? ? 物理層主要組成部分就是各類傳感器設備等，利用各類傳感器收集到原始數據且不做任何處理加工直接傳輸到監控系統的中間層中。與此同時監控系統的物理層中還存在許多裝置如加熱器、加濕器、空調等，其作用為控制大棚中環境因素，幫助農作物在適應環境中優良生長。

1.3.2? 農村溫室大棚智能監控系統中間層? ? 中間層由WEB服務器端、SQL數據庫、數據分析、數據處理等組成。上述中間層組成部分功能分別為：WEB服務器端直達管理者，令管理者可以在控制界面對監控系統進行操作;SQL數據庫作用為存儲傳感器等收集到的數據;數據分析部分主要作為把在SQL數據庫中存儲的數據進行分析，從而令管理者了解農產品生長情況以及生長環境;數據處理部分主要作用為將傳感器收集到的數據簡單處理后存儲到SQL數據庫中。

1.3.3? 農村溫室大棚智能監控系統應用層? ? 應用層主要由管理者應用程序操控界面所組成，系統操控界面主要由Bootstrap所建設出的動態WEB網站組成。應用程序的操控界面基礎功能為視頻監控、環境調控、實時數據檢測、歷史數據查找等，管理者可以通過應用層對溫室大棚中環境等數據進行實時監測，并可以對相應所需環境進行實時調控，從而保證大棚農作物最佳生長環境。

2? 農村溫室大棚智能監控系統新方向進展體系模型

農村溫室大棚智能監控系統主要使用傳感器進行系統模型組建，實際完善的智能監控系統主要涵蓋以下幾方面：WEB服務器端、傳感器端、管理者操作端、無線網絡傳輸端、管理者通信端、環境調控端等。下文將通過傳感器、無線傳輸、監控、調控等新方向對農村溫室大棚智能系統的建設進行闡述。

2.1? 從傳感器方向進行改進策略研究

想要采集溫室大棚內的環境信息，應依賴于溫室大棚內的光照強度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、土壤濕度傳感器、氧氣濃度傳感器、土壤溫度傳感器等完成。溫室大棚內的空氣溫度、空氣濕度、光照強度、土壤濕度、土壤溫度等眾多環境因素參數都可以被相應傳感器進行記錄，隨后利用無線網絡信息傳輸辦法對所采集到的數據進行傳輸，環境監控中心就可以收到上述傳輸數據并將其進行存儲。

2.2? 從管理者無線網絡以及通信終端方向進行改進策略研究

環境監控中心與溫室大棚內部無線數據信息通訊網絡建設，是溫室大棚中無線信息傳輸網絡第一大組成部分;自組織節點間的無線數據信息通訊網絡建設，是溫室大棚中無線信息傳輸網絡第二大組成部分。自組織節點網絡建設是利用傳參器對數據進行收集，且將控制器和傳感器間的數據進行交互，大棚中所收集的環境數據能夠進行匯集，匯集為某節點后全部傳輸至環境監控中心，而后環境監測中心能夠對溫室大棚中作物所需環境參數進行自動智能監控。

2.3? 從管理者控制終端方向進行改進策略研究

完善的溫室大棚中環境智能監控系統部分由安裝附件、控制板塊、網絡板塊、測量板塊及供電板塊組成，利用環境監控中心與無線網絡傳輸部分相互連接，利用數據所顯示的空氣濕度空氣溫度、空氣濕度、光照強度、土壤濕度、土壤溫度等眾多環境因素參數，環境監控中心可以依據上述數據進行相應調控，調控內容包括進行溫室通風、打開濕度加濕器或打開溫度加熱器等。

2.4? 從監控視頻方向進行改進策略研究

溫室大棚智能控制系統中視頻監控體系系統，其主要是利用網絡傳輸技術以及視頻信號傳輸技術，從而實現全天候地對大棚進行實時環境情況視頻監控。溫室大棚智能控制系統中視頻監控主要是由視頻服務器、WEB服務器端、攝像探頭所組成。管理者可以在服務器WEB端利用互聯網技術對溫室大棚進行實時監控，利用遠程圖像訪問技術實現簡便線上視頻監控，幫助管理者實時了解溫室大棚中的環境因素。

2.5? 從環境監控方向進行改進策略研究

整個溫室大棚監控系統的核心就是環境監控中心，其由UPS及配套網絡設備、多業務綜合光端機、服務器、大屏幕顯示系統所組成。監控系統中建設環境管理中心的主要目的是統一對溫室大棚進行監控與信息化管理。與此同時管理視頻環境監控系統，能夠預測與報警所檢測出的數據。

2.6? 從互聯網服務端口方向進行改進策略研究

利用軟件平臺能夠與傳感器獲取到的數據存儲與管理者的SQL數據庫中并對數據進行相應數據挖掘與統一數據處理，利用系統軟件只可以進行決策，利用信息推送以及報警的辦法可以指導并通知管理員對大棚環境因素進行相應調節，與此同時可以利用加濕器、加熱器、空調等對大棚環境進行設備調控，或依據實際溫室大棚環境所傳達出的數據信息進行自動調控，確保農作物生長的適宜溫室大棚環境。

綜上所述，在進行農村溫室大棚智能監控系統新方向進展研究時，利用新時代社會對于溫室大棚所需建設出智能監控系統，利用管理者不同需求進行系統模型定制建設。支持新時代平板電腦端、計算機網絡系統端等各類端口進行溫室大棚環境等數據的訪問與實時監控，與此同時為管理者提供相應信息數據推送與微信平臺實時監控，從而將溫室大棚智能監控系統的靈活性高效提升。溫室大棚智能系統具有良好的可擴展性、再開發性，可以有效幫助管理者對自家溫室大棚進行實時監控與環境調控，真正意義上實現溫室大棚監測系統的智能性。

參考文獻：

[1] 劉輝，王川，葛俊. 小型溫室大棚移動底盤設計與仿真研究[J]. 延邊大學農學學報，2019，41（02）：95-101.

[2] 孫康，王靜秋，冷晟，葉文華.基于物聯網的溫室環境監控系統[J].測控技術，2019，38（09）：118-121.

[3] 汪言康，周建平，許燕，等.基于物聯網的溫室大棚智能監控系統研究[J].機床與液壓，2019，47（17）：103-107+70.

（編輯 ：赫亮）