农村温室大棚智能监控系统新方向进展研究

刘有奇 刘通 钟琪 范桂龄

【摘   要】 伴随我国工业化、城市化以及人工智能的迅速发展，要想实现大棚农作物高产，必须将我国农村农业发展推进现代化发展道路，从而促进我国农业优良发展。

【关键词】 农村;温室大棚;智能监控系统;研究新方向

中图分类号：S26+1               文献识别码：A               文章编号：2096-1073（2020）01-0036-37

农村温室大棚中的智能监控系统已经成为了当今社会广泛关注的课题，伴随国家促进绿色发展相关政策的部署以及农业技术不停发展，以温室大棚种植为代表的设施农业得到飞速发展[1]，农村温室大棚相关技术已经得到相应良性发展，但目前来看，真正使用传感器对温室大棚进行数据信息采集与数据信息处理的温室大棚智能监控系统，仍未受到农村温室大棚的普及，但是我国新时代社会极其需要上述的智能温室大棚。本文对温室大棚智能监控系统创新发展方向进行策略研究，以期为相关农业部门提供建设性意见，推进农村温室大棚智能监控系统创新建设。

1  农村温室大棚智能监控系统全面分析

1.1  农村温室大棚智能监控系统结构分析

我国农村大棚普遍是传统温室大棚，通过温度计等基础设备对大棚进行温度测量，随即依照管理人员自身管理大棚的经验对大棚进行环境变量调控，检测与实施都需要种植者自身全权进行管理。上述传统温室大棚管理方法较为落后，不符合新时代社会发展需求，从而构建出温室大棚智能监控系统。

此控制系统利用传感器对数据进行采集，且利用RS485/232转换器对采集到的数据进行转换并读取其数据将数据存入服务器中。管理者利用网络对服务器进行连接，随即可以在网络平台中对相关数据进行查看[2]。当系统数据超过管理者所设置的阈值时，网络服务器会对数据进行详细分析，还可能会触发警报通知管理者。与此同时服务器还可以与管理者进行智能网络连接，管理者可以通过网络对温室大棚进行温度、湿度、照射等调控。数据传输是经由数据无线线路、有线线路进行传输，其中无线传输的优势是范围更加广泛，且因农村地形普遍较为复杂，因此无线传输的优势对农村温室大棚更为有利。管理者依据网络可以了解相关农业产物的生长环境与状况，依据了解到的信息可以对其进行相应调节[3]。

1.2  农村温室大棚智能监控系统技术分析

此控制系统利用传感器对数据进行采集，采集到的数据为二氧化碳浓度、空气、土壤湿度、光强度、测量温度，将上述数据传输到PIE覆盆子中，随即覆盆子利用无线传输到服务器端，以HTML5 CSS与J2EE为基础，利用WEB服务器进行监控，以测量线路所处理的数据。管理员能够利用PC端访问服务器编码，将WAP访问权限进行报告。利用此监控系统可以自动对顶窗侧窗、遮阳、加温、风扇、补光等进行调控，与此同时其网页利用动态网页形式，管理者可以通过手机进行动态网页浏览，实时监控信息，从根源上实现智能化与信息化的远程控制管理。

1.3  农村温室大棚智能监控系统层次分析

1.3.1  農村温室大棚智能监控系统物理层    物理层主要组成部分就是各类传感器设备等，利用各类传感器收集到原始数据且不做任何处理加工直接传输到监控系统的中间层中。与此同时监控系统的物理层中还存在许多装置如加热器、加湿器、空调等，其作用为控制大棚中环境因素，帮助农作物在适应环境中优良生长。

1.3.2  农村温室大棚智能监控系统中间层    中间层由WEB服务器端、SQL数据库、数据分析、数据处理等组成。上述中间层组成部分功能分别为：WEB服务器端直达管理者，令管理者可以在控制界面对监控系统进行操作;SQL数据库作用为存储传感器等收集到的数据;数据分析部分主要作为把在SQL数据库中存储的数据进行分析，从而令管理者了解农产品生长情况以及生长环境;数据处理部分主要作用为将传感器收集到的数据简单处理后存储到SQL数据库中。

1.3.3  农村温室大棚智能监控系统应用层    应用层主要由管理者应用程序操控界面所组成，系统操控界面主要由Bootstrap所建设出的动态WEB网站组成。应用程序的操控界面基础功能为视频监控、环境调控、实时数据检测、历史数据查找等，管理者可以通过应用层对温室大棚中环境等数据进行实时监测，并可以对相应所需环境进行实时调控，从而保证大棚农作物最佳生长环境。

2  农村温室大棚智能监控系统新方向进展体系模型

农村温室大棚智能监控系统主要使用传感器进行系统模型组建，实际完善的智能监控系统主要涵盖以下几方面：WEB服务器端、传感器端、管理者操作端、无线网络传输端、管理者通信端、环境调控端等。下文将通过传感器、无线传输、监控、调控等新方向对农村温室大棚智能系统的建设进行阐述。

2.1  从传感器方向进行改进策略研究

想要采集温室大棚内的环境信息，应依赖于温室大棚内的光照强度传感器、二氧化碳浓度传感器、土壤湿度传感器、氧气浓度传感器、土壤温度传感器等完成。温室大棚内的空气温度、空气湿度、光照强度、土壤湿度、土壤温度等众多环境因素参数都可以被相应传感器进行记录，随后利用无线网络信息传输办法对所采集到的数据进行传输，环境监控中心就可以收到上述传输数据并将其进行存储。

2.2  从管理者无线网络以及通信终端方向进行改进策略研究

环境监控中心与温室大棚内部无线数据信息通讯网络建设，是温室大棚中无线信息传输网络第一大组成部分;自组织节点间的无线数据信息通讯网络建设，是温室大棚中无线信息传输网络第二大组成部分。自组织节点网络建设是利用传参器对数据进行收集，且将控制器和传感器间的数据进行交互，大棚中所收集的环境数据能够进行汇集，汇集为某节点后全部传输至环境监控中心，而后环境监测中心能够对温室大棚中作物所需环境参数进行自动智能监控。

2.3  从管理者控制终端方向进行改进策略研究

完善的温室大棚中环境智能监控系统部分由安装附件、控制板块、网络板块、测量板块及供电板块组成，利用环境监控中心与无线网络传输部分相互连接，利用数据所显示的空气湿度空气温度、空气湿度、光照强度、土壤湿度、土壤温度等众多环境因素参数，环境监控中心可以依据上述数据进行相应调控，调控内容包括进行温室通风、打开湿度加湿器或打开温度加热器等。

2.4  从监控视频方向进行改进策略研究

温室大棚智能控制系统中视频监控体系系统，其主要是利用网络传输技术以及视频信号传输技术，从而实现全天候地对大棚进行实时环境情况视频监控。温室大棚智能控制系统中视频监控主要是由视频服务器、WEB服务器端、摄像探头所组成。管理者可以在服务器WEB端利用互联网技术对温室大棚进行实时监控，利用远程图像访问技术实现简便线上视频监控，帮助管理者实时了解温室大棚中的环境因素。

2.5  从环境监控方向进行改进策略研究

整个温室大棚监控系统的核心就是环境监控中心，其由UPS及配套网络设备、多业务综合光端机、服务器、大屏幕显示系统所组成。监控系统中建设环境管理中心的主要目的是统一对温室大棚进行监控与信息化管理。与此同时管理视频环境监控系统，能够预测与报警所检测出的数据。

2.6  从互联网服务端口方向进行改进策略研究

利用软件平台能够与传感器获取到的数据存储与管理者的SQL数据库中并对数据进行相应数据挖掘与统一数据处理，利用系统软件只可以進行决策，利用信息推送以及报警的办法可以指导并通知管理员对大棚环境因素进行相应调节，与此同时可以利用加湿器、加热器、空调等对大棚环境进行设备调控，或依据实际温室大棚环境所传达出的数据信息进行自动调控，确保农作物生长的适宜温室大棚环境。

综上所述，在进行农村温室大棚智能监控系统新方向进展研究时，利用新时代社会对于温室大棚所需建设出智能监控系统，利用管理者不同需求进行系统模型定制建设。支持新时代平板电脑端、计算机网络系统端等各类端口进行温室大棚环境等数据的访问与实时监控，与此同时为管理者提供相应信息数据推送与微信平台实时监控，从而将温室大棚智能监控系统的灵活性高效提升。温室大棚智能系统具有良好的可扩展性、再开发性，可以有效帮助管理者对自家温室大棚进行实时监控与环境调控，真正意义上实现温室大棚监测系统的智能性。

参考文献：

[1] 刘辉，王川，葛俊. 小型温室大棚移动底盘设计与仿真研究[J]. 延边大学农学学报，2019，41（02）：95-101.

[2] 孙康，王静秋，冷晟，叶文华.基于物联网的温室环境监控系统[J].测控技术，2019，38（09）：118-121.

[3] 汪言康，周建平，许燕，等.基于物联网的温室大棚智能监控系统研究[J].机床与液压，2019，47（17）：103-107+70.

（编辑 ：赫亮）