温湿度监测系统用于设施农业论文

1系统设计

1.1基于ARM的嵌入式控制器

嵌入式控制器一般是由ARM9处理器、SDRAM、FLASH、电源及复位模块、人机接口LCD触摸屏及相关外围电路组成。笔者选用的S3C2440处理器，是SAMSUNG公司开发的一款基于ARM9内核的微处理器。S3C2440是基于ARM920T内核，0.13UmComs标准单元和存储单元复合体。它的特点是功耗低、简单、稳定、功能强大、性价比相对高，并且还具有丰富的扩展功能接口，便于构建外围电路，如图3所示。嵌入式控制器作为数据信息收集处理的主节点，通过SPI总线与ZigBee模块通信，用于和无线传感器节点进行数据传输，该ZigBee模块作为ZigBee网络协调器负责整个网络的组建和给加入节点分配地址；嵌入式控制器通过UART串口与GPRS模块通信，用于接入Internet网络实现数据上传web服务器，同时可以接入GSM网络，实现手机信息收发功能。在传感器节点发来的数据存在温湿度异常时，启动报警信号。嵌入式控制器上植入linux操作系统、驱动程序和监控程序，系统启动后依次加载各种驱动程序，并运行监控程序，

1.2基于Internet的远程在线客户访问服务平台

数据管理级远程综合服务平台基于B/S（Browser/Sever），形成所谓前端Browser浏览器、中间层应用程序（Application）、后端数据库（Database）的3层3-Tier结构。主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，用户工作界面是通过www浏览器来实现。实现不同的用户，从各自的所在地点，以各自的接入方式（比如Internet/Intranet，LAN，WAN等）访问和操作共同的数据库。从而简化客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的工作量，节省了用户的总体成本，同时它还能有效地保护数据平台嵌入式控制器软件结构图和管理访问权限，服务器数据库也很安全。

2温湿度监控系统在设施温室的应用

2.1设施蔬菜温室中温湿度监控设备的应用

所选温室为天津应用广泛的温室之一，覆盖范围广，此设备是一套集温湿度为一体的无线网络监控设备，有着监控点分布广泛、实时收发数据的特点，用户可根据自身需要设定收发间隔，可广泛应用在大棚生产、温室生产、特殊环境监测等。即使遇到恶劣天气，信号收发功能也能清楚地接收监控设备的信号，实用性和适用性都符合天津现阶段的要求，在农户应用中口碑很好，而且设备占用空间小，在温室本来就有限的面积内，有着良好的空间优势。操作简单，只要简单培训，农户就可以上手，不需要专业的知识背景，界面人性化设计，可语音报数，提供良好的服务功能。

2.2设施食用菌温室中温湿度监控设备的应用

天津市北辰区下河头食用菌种植专业合作社是以工业化厂房为标准规模的.大型食用菌种植基地，主要以生产白灵菇为主，其他食用菌为辅，现占地面积3.3hm2，共建5个大型的工厂化车间。在已开发的温湿度监控器基础上可以增加光照和二氧化碳传感器，实现温室内温度、湿度、光照、二氧化碳、氧气的实时数据在远程电脑端显示，实现温室环境因子监控的阈值报警功能，实现3个温室的统一监测管理平台等实用功能的专业性管理系统。可有效地节约管理资源，提高业务产能，规避操作风险。

3小结与讨论

笔者设计了适用于温室大棚的温湿度监测系统，能够采集大棚中任意位置的温湿度参数，并实时将数据上传到web服务器数据库中；无线传感器节点预留传感器接口，可以接插相应的传感器实现更大范围参数的监测。Web服务器提供用户可以通过Internet网随时查询温室大棚各个参数信息，用户也可以通过手机短信获取温室大棚中的参数信息，实现在任何时刻任何地点对大棚的数据监测。后期将对大棚中参数调节控制方法进行研究，采用增加温度、湿度调节等相关技术，实现农作物的自然催长环境。