基于物联网的温室农业种植环境监控系统研究

为有效提升我国温室种植环境监控系统工作的智能化与精准化水平,以农业物联网为应用平台,针对监控系统进行设计研究.以温室种植的功能需求为切入点,采用物联网各层级分别构思、整体融合的方法,建立基于物联网的参数监测数学模型,并从软件设计与硬件配置两大维度构建完整的监控系统.试验结果表明:监控系统的网络数据丢包率可控制在0.70...     

温室环境连续型调控系统开发

开发了一种温室环境连续型调控系统,主要由温室环境现场测控系统、嵌入式服务器和远程监控计算机3个部分组成。试验结果表明,该系统能够为温室中作物生长提供经济适宜生长条件并且满足温室生产中对系统的实时性和可靠性要求。      

基于时间自动机的温室环境监控物联网系统建模

由于温室环境的复杂性,系统设计的不合理会直接导致数据的不确定和系统的不稳定。基于体系结构的物联网层次模型对物联网的实施具有指导意义,但是体系结构模型没有提供系统建模工具和模型验证的方法。基于时间自动机理论的建模与模型验证方法是一种对物联网系统建模的有效手段,能在系统设计时提高系统的稳定性,保证系统设计的正确性。通过对智能温室监控物联网系统的分析,从系统实施的角度重新对温室环境监控物联网系统进行了层次划分,利用时间自动机理论对系统中的相应组件进行建模,在对各个子系统分别建模的基础上形成了时间自动机网络模型。最后利用时间自动机建模工具UPPAAL,对已经建立的形式化模型进行了系统逻辑正确性验证与系统执行时序验证。结果表明,利用时间自动机理论及其建模工具UPPAAL可以对智能温室监控物联网系统进行建模及模型验证,可以在系统设计时对系统进行准确的模型分析,避免系统设计错误,降低系统设计缺陷,在系统投入运行中规避设计风险,从而提升系统的稳定性与可靠性,确保系统设计的正确性。     

物联网技术在农业温室大棚中的应用

随着网络技术的推广应用,农业信息化已成为现代农业的主要发展方向,因此物联网技术在现代农业中的应用也备受关注.文章简要介绍物联网的基本概念与关键技术,分析智能温室大棚的理念设计及物联网技术的具体应用.     

温室大棚内环境自动化控制方案设计

随着科学技术的快速发展,自动化控制技术正不断向各行各业延伸。其中,在农业温室大棚中的利用成为其一亮点。现代化温室大棚,通过自动化控制技术对温室内环境进行实时监测,并作出相应的自动操作改变室内环境,创造出最适宜植物生长的环境。为此,总结了传统温室大棚的缺陷,结合现代自动化控制技术,提出了现代温室大棚内环境改变的控制方案,对现代化温室大棚自动化控制的发展起到积极作用。     

温室无线智能水表物联网应用系统

针对目前农村温室用水管理中存在的问题,设计了一种温室无线智能水表物联网应用系统。该系统主要用于温室用水的无线抄表管理,无线充值以及阀门的远程控制。利用互联网或GPRS网络将各个村镇的温室水表用水数据发送到用水管理中心,实现了远程用水查询和统计分析的功能。介绍了该系统的总体架构,并对各个组成部分的功能、原理及实现方法进行了详细论述。目前该系统已在北京部分区县进行了示范,效果良好。     

基于物联网的温室大棚远程控制系统研究

为实现农业温室大棚的智能感知与远程控制,设计了基于物联网的智能化温室,研究了物联网在农业温室大棚的应用。首先,阐述了基于物联网的智能化温室工程整体方案,包括基础结构的设计、覆盖材料的选择、通风系统的设计以及保温系统的设计等,详细设计了智能化温室的结构。其次,对物联网的层次架构进行设计,为了兼容各类终端,在物联网标准的3层模式上附加了终端接入层,共计4层结构:终端接入层、系统应用层、中间件及感知层。然后,阐述了系统功能设计,在6大功能模块中着重阐述其中的数据采集功能以及数据分析预测功能,重点对涉及到的关键技术,即物联网关的设计、服务器通讯协议的实现及逻辑控制模式进行阐述。结合温室数据量以及传输模式,对主要命令字的代码及含义、消息头与消息体进行设计,对主要字段的定义名称、字段宽度及字段数据类型、含义等进行设计。     

基于农业物联网技术的智能温室系统实现

农业物联网技术应用到农业管理中能够实现农业数字化和精准化,达到增产增效的目的。通过分析温室大棚监控的指标提出基于农业物联网的智能温室标准架构方案:感知控制层由无线传感器模块检测土壤水分、环境温湿度和光照度,利用数据融合的相关知识,并提出无迹卡尔曼(UKF)算法用于感知数据的处理,启动滴灌、喷灌、补光或通风等控制设备;网络传输层以AVR单片机ATMEGA328P构成的Arduino板为控制核心,采用ESP8266 WIFI模块支持数据传输和数据同步,建立了系统层间数据枢纽;终端应用层采用可视化的TLINK物联网平台,可在任何时间和地点查看环境监测数据,同时根据平台监测到的数据,手动或自动启动设备。仿真结果表明:本系统成本低,却具有较高的自动化水平,对进一步提高我国农业种植向智能化方向发展具有指导意义。     

新疆地区智能温室环境因子测控平台设计

根据新疆地区气候的特点,通过对植物生长所需环境指标的研究,建立有效的控制策略,使温室环境和植物生长发育环境相符,设计出适合地区特点的智能温室环境因子测控平台.设计成果是温室环境优化和控制、促进地区农业发展的基础性工作,具有重要的实际意义和应用前景.     

温室环境信息智能化管理研究进展

随着我国温室园艺业和信息技术的迅速发展,现代信息技术越来越多地应用于温室环境管理中,促进了温室环境智能化管理技术的发展。本文针对面向物联网的温室环境信息智能化管理需求,分别从温室环境信息获取、信息处理与决策服务3个方面对国内外研究进展进行了系统的分析和阐述,并提出了今后在温室环境信息智能化管理方面迫切需要开展的工作。     

互联网温室环境自动控制系统

以温室环境自动控制系统构成和发展历程为切入点,利用SWOT对我国互联网自控温室发展的优势与劣势、机遇与挑战进行了简要分析,并根据分析结果提出了部分互联网理念条件下的温室环境自动控制系统发展趋势。     

基于物联网和模糊PID技术的温室智能监控系统

针对温室范围广、监控点多、布线困难、且具有非线性、大延时、控制模型难以确定等特性,以CC2530为核心设计了无线传感器节点、汇聚节点及智能控制节点,实现对温湿度、光照等参数的实时采集,以Zigbee技术实现各无线传感器节点之间的数据传输;以GPRS技术实现汇聚节点与监控平台的对接,采用带Smith预估器的模糊PID控制算法实现对遮阳网、风机、湿帘、均热扇等设备的控制,经现场长时间运行表明,整个系统经济实用,控制精度高,运行稳定可靠,满足大棚生产要求。     

基于模糊神经网络的智能温室环境控制方案

针对农业温室环境的精确建模和控制问题,提出了一种基于模糊神经网络的智能控制方案。首先,在考虑室内外环境因素下,构建一个有效的温室环境数学模型,获得通风量、喷雾量和加热量的微分表达式;然后,利用一种自适应模糊神经推理系统(ANFIS),以温度和湿度差作为输入,通过神经网络自学习和模糊推理获得控制输出;最后,通过遗传算法优化控制器的输出比例因子,提高控制响应速度和稳定性。实验结果表明:该方案能够快速且稳定地追踪环境设置值,具有很好的控制效果。     

基于SSA-LSTM的日光温室环境预测模型研究

构建日光温室环境预测模型,准确预测温室环境变化有助于精准调控作物生长环境,促进果蔬生长。而温室小气候环境数据多参数并存、耦合关系复杂,且具有时序性和非线性,难以建立准确的预测模型。针对以上问题,提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化的长短期记忆网络(LSTM)温室环境预测模型,实现了温室环境数据的精准预测。实验结果表明,采用SSA自动进行参数选优的方式,解决了LSTM模型参数手动选择的难题,大幅缩短模型训练时间,且最优的网络参数能够发挥模型的最佳性能。对日光温室内空气温湿度、土壤温湿度、CO₂浓度和光照强度6种环境参数进行预测,SSA-LSTM平均拟合指数高达97.6%,相比BP、门控循环单元(GRU)、LSTM,其预测拟合指数分别提升8.1、4.1、4.3个百分点,预测精度明显提升。     

基于WSN的农业温室环境监控系统

设计了一种基于无线传感器网络的智能化温室环境监控系统,实现了对温室内多个采集节点的温度、湿度以及光照强度的远程监控,并且通过上位机的温室环境监控软件实现了数据的显示与处理。此外,为了更合理地调控温室环境,系统建立了各种环境预测模型,对未来一段时间内温室的环境数据值进行了预测,以避免异常的发生,极大地减小农作物的经济损失。该系统结构设计合理,有良好的可维护性和可扩展性,能够满足温室环境监控的应用需求。     

基于Internet温室环境控制系统研究设计

针对传统温室环境控制系统工作人员需亲临现场操作的问题，利用计算机技术和网络通信技术，提出了以Internet为信息交换平台的温室环境控制系统。详细阐述了基于Internet温室环境控制系统软、硬件组成和工作原理，用Visual C 6．0编写了完整的控制软件。系统操作简便，性价比高，易于推广。     

我国几种温室环境控制系统的架构方案

现代传感器技术、通信技术、自动化技术和计算机技术的发展为现代温室控制系统的架构提供了多种可选方案。为此,列举了几种典型的测控系统模式,并简要地分析了其优缺点,最后提出了未来温室控制系统的发展趋势。     

现代温室环境智能控制的发展现状及展望

在简述智能控制技术基本理论的基础上,分析了现代温室环境智能控制系统的拓扑结构以及智能控制技术在现代温室环境控制中的研究和应用进展.现代温室环境智能控制涉及硬件结构和控制算法等问题.控制系统硬件配置多采用分布式系统框架,现场控制站功能可以采用单片机、可编程控制器或工业控制机来完成,系统网络结构有CAN总线、现场总线和工业以太网等多种形式.将多种控制算法交叉与融合的混合控制算法更能满足现代温室环境智能控制的要求.为此,探索了新型的温室内环境和生物信息的获取方法,开展了温室内小气候模拟和实验研究,为实现温室内作物生理指标的智能控制、智能控制系统硬件配置及结构优化提供了理论依据.     

模糊控制在温室温湿度控制系统中的应用

温室环境参数的调节与控制是保证作物高产、稳产和提高经济效益的前提.通过对模糊控制算法的研究,确定了温室温湿度控制系统的输入输出变量,建立了有效的隶属度函数、模糊控制规则和模糊控制表,采用查表法进行模糊推理,实现了温室的温度与湿度自动控制,使温室达到作物生长的最佳环境.     

基于物联网技术的温室土壤环境监测系统的设计

针对传统的有线监测系统线缆密布、安装维护困难等问题,设计开发了一种基于物联网技术的温室土壤环境监测系统,该系统主要由无线传感器网络和监测系统两部分构成。主要介绍了基于cc2430的无线传感器节点的硬件设计,以及基于labview的上位机软件设计,并进行了系统测试。实验分析结果表明,该系统能实现对作物生长的土壤温、湿度进行自动实时监测,并结合作物生长的信息进行适量的灌溉,具有广阔的应用前景。