李延國(guó) 黃雷 歐志鵬

摘 要：本文介紹了使用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)溫室的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警管理的系統(tǒng)。其包括移動(dòng)檢測(cè)裝置，數(shù)據(jù)獲取裝置，數(shù)據(jù)接收器，射頻識(shí)別接收設(shè)備和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器。目的是為了監(jiān)控和管理農(nóng)作物在溫室中的生長(zhǎng)情況。該系統(tǒng)可以自動(dòng)收集溫室環(huán)境參數(shù)，如空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、土壤溫度和土壤濕度等，而且還會(huì)自動(dòng)分析每個(gè)參數(shù)，并判斷是否報(bào)警，使用ZigBee芯片上的集成無(wú)線傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊。采用這套系統(tǒng)提供的檢測(cè)裝置，可大大降低對(duì)溫室的自動(dòng)化管理的成本。

關(guān)鍵詞：環(huán)境參數(shù);實(shí)時(shí)監(jiān)控;數(shù)據(jù)獲取;數(shù)據(jù)接收

中圖分類(lèi)號(hào)：S-1 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190830011

概述

農(nóng)業(yè)與國(guó)家經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)密切相關(guān)，發(fā)揮的作用顯著。我國(guó)擁有大量的人口，仍是發(fā)展中國(guó)家。目前我國(guó)的溫室大棚主要通過(guò)人工檢查，其效率非常低下。想要得到溫室如空氣溫度、濕度、光照、土壤溫度和濕度、土壤中無(wú)機(jī)元素含量等數(shù)據(jù)，就必須親自檢查溫度計(jì)、濕度指示器或其他設(shè)備。通常是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)管理溫室大棚。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有了一些作物自動(dòng)化管理系統(tǒng)，可以提供給農(nóng)民種植智能系統(tǒng)集成服務(wù)，如測(cè)量、配置、運(yùn)營(yíng)和施肥，從而實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)的科學(xué)管理方式。然而，這些智能系統(tǒng)不但體積大，而且非常昂貴且沒(méi)有管理農(nóng)作物的批次的功能，也不能提供報(bào)警功能。因此很難普及。

盡管也有一些小的溫室施肥和灌溉系統(tǒng)，但那些系統(tǒng)往往是單一的，而且僅限于溫室的一個(gè)有限的區(qū)域。如果從業(yè)者要檢查或監(jiān)視某些環(huán)境參數(shù)，就不得不進(jìn)入溫室內(nèi)，在固定的計(jì)算機(jī)上操作。一旦離開(kāi)，就不能得到實(shí)時(shí)的信息?？傊壳叭狈σ环N智能系統(tǒng)，使從業(yè)者實(shí)時(shí)監(jiān)控作物的生長(zhǎng)以及生長(zhǎng)環(huán)境。此外，目前這些系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)收集單元和處理單元是有線連接的，因此很大程度上降低了那些系統(tǒng)的靈活性?？上攵?，如果使用太多的線，如何分布將是一個(gè)比較大的問(wèn)題。

為解決這些問(wèn)題，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)溫室進(jìn)行監(jiān)控和警報(bào)管理，并實(shí)時(shí)地自動(dòng)收集數(shù)據(jù)，比如：土壤溫度和濕度、空氣溫度和濕度、是否需要施肥、植物的灌溉頻率以及生活環(huán)境是否適合等。如果肥料和水分，或其他部分因素超出適當(dāng)?shù)姆秶鷷r(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警給管理人員，報(bào)警方式可以使播放1段音樂(lè)或者自動(dòng)發(fā)送警報(bào)。此外，該系統(tǒng)還允許用戶設(shè)置1個(gè)固定的時(shí)間點(diǎn)，一旦時(shí)間達(dá)到該點(diǎn)，將以用戶設(shè)置的默認(rèn)方式報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫室內(nèi)的作物和花卉的自動(dòng)化管理。同時(shí)，所有的收集和管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將被存儲(chǔ)在互聯(lián)網(wǎng)中，管理人員可以通過(guò)訪問(wèn)計(jì)算機(jī)或智能手機(jī)隨時(shí)隨地了解和掌握所需的信息。此外還可以根據(jù)自己的設(shè)定，通過(guò)移動(dòng)終端獲得語(yǔ)音廣播服務(wù)。管理人員在溫室外面使用移動(dòng)的檢查裝置，根據(jù)接收的信號(hào)將自動(dòng)地廣播距離最近的溫室內(nèi)農(nóng)作物在生長(zhǎng)狀況，從而確定是否要進(jìn)入溫室。使用這些移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，從業(yè)者甚至沒(méi)有必要進(jìn)入溫室即可掌握農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況。所以該系統(tǒng)具有智能，易于操作，靈活多變，而且成本低，功耗低的特點(diǎn)。

1 系統(tǒng)工作原理及操作方法

1.1 ?系統(tǒng)工作原理

采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)管理溫室監(jiān)控和報(bào)警管理系統(tǒng)。包括至少1套數(shù)據(jù)處理設(shè)備，可以只是1臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)或服務(wù)器，用于處理從接收裝置傳來(lái)的數(shù)據(jù)，比如：空氣溫度、空氣濕度、光照、土壤溫度和濕度等?？梢园岩呀?jīng)處理的數(shù)據(jù)結(jié)果以文本消息、圖形等信息告知你，也會(huì)自動(dòng)地判定是否滿足報(bào)警條件。如果滿足報(bào)警條件，會(huì)提供給用戶多種報(bào)警方式，例如，語(yǔ)音警報(bào)、文本消息警報(bào)、電子郵件警報(bào)、記錄報(bào)警等。此外，所有收集到的數(shù)據(jù)將被用來(lái)生成每日和每月報(bào)告。數(shù)據(jù)處理設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接，并設(shè)有從業(yè)者可訪問(wèn)用戶界面。接收裝置用于接收土壤溫度和濕度，空氣溫度和濕度的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)通過(guò)串聯(lián)端口發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置。數(shù)據(jù)收集單元，負(fù)責(zé)收集包括空氣的溫度和濕度等。土壤傳感器，用于實(shí)時(shí)收集農(nóng)作物“生活環(huán)境”參數(shù)，通過(guò)ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到上述數(shù)據(jù)處理裝置。射頻識(shí)別設(shè)備，也被稱為電子標(biāo)簽，用于識(shí)別1個(gè)特定的溫室。巡回檢查設(shè)備可以從中讀取標(biāo)簽信息。

溫室監(jiān)控和報(bào)警管理系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)還包括1個(gè)終端設(shè)備，用來(lái)顯示溫室內(nèi)各種環(huán)境因素。一旦環(huán)境不適合農(nóng)作物生長(zhǎng)，終端將播放1首樂(lè)曲作為報(bào)警。該裝置主要用于面積比較大的溫室，以便于從業(yè)者實(shí)時(shí)掌握環(huán)境參數(shù)。而在面積較小的溫室中，為了降低成本，不設(shè)有終端，在這種情況下，從業(yè)者直接從數(shù)據(jù)處理裝置中獲得需要的環(huán)境參數(shù)。

該溫室監(jiān)控和報(bào)警管理系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備還包括：移動(dòng)檢測(cè)裝置，用于讀取溫室內(nèi)射頻識(shí)別設(shè)備的電子標(biāo)簽，以確定1個(gè)唯一的標(biāo)簽讀取模塊。無(wú)線通信模塊可用于該設(shè)備，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還有1個(gè)語(yǔ)音播報(bào)模塊，可以用聲音廣播的形式告知管理人員溫室的數(shù)據(jù)和相關(guān)建議。

溫室監(jiān)控和報(bào)警管理系統(tǒng)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)集中了數(shù)據(jù)處理設(shè)備、接收設(shè)備和移動(dòng)設(shè)備于1個(gè)多功能移動(dòng)檢測(cè)裝置。該裝置包括1個(gè)數(shù)據(jù)接收單元、射頻識(shí)別讀取模塊、存儲(chǔ)單元、1個(gè)數(shù)據(jù)處理單元、通信模塊、輸入/輸出模塊和電源。該射頻識(shí)別讀取模塊讀取距離最近的溫室，以確定為唯一的標(biāo)簽。接收的數(shù)據(jù)單元負(fù)責(zé)接收傳回的環(huán)境參數(shù)。在接收到數(shù)據(jù)后，將其傳送到處理單元，然后將上述數(shù)據(jù)保存到存儲(chǔ)單元并判斷是否報(bào)警。數(shù)據(jù)處理單元將定期在互聯(lián)網(wǎng)上通過(guò)通信模塊上傳所有數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器中。輸入/輸出模塊所使用的用戶的配置系統(tǒng)，還可以查詢一些相關(guān)的信息，整個(gè)裝置由電源供電。

1.2 溫室監(jiān)控和報(bào)警管理系統(tǒng)的操作方法

數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)地收集環(huán)境參數(shù)，如空氣溫度、空氣濕度、光照、土壤溫度和土壤濕度等。

接收裝置有規(guī)律地將從收集單元取得的數(shù)據(jù)，并將其傳送給處理設(shè)備。

數(shù)據(jù)處理設(shè)備負(fù)責(zé)處理接收的數(shù)據(jù)，并將其存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以使其可用于以后的分析和顯示。

數(shù)據(jù)處理裝置負(fù)責(zé)分析這些環(huán)境參數(shù)。如果其中任何一項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到先前設(shè)定的報(bào)警值，會(huì)激活報(bào)警功能，并給出了一些建議。

數(shù)據(jù)處理裝置被連接到互聯(lián)網(wǎng)上，并在用戶界面上提供了一個(gè)圖形，用戶可以管理系統(tǒng)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作物地生長(zhǎng)和生活環(huán)境因素。

通過(guò)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)從業(yè)者可以通過(guò)因特網(wǎng)來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)處理設(shè)備，管理系統(tǒng)，或者監(jiān)視溫室。

管理人員也可以使用智能手機(jī)或其他移動(dòng)終端，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)連接到上述的數(shù)據(jù)處理設(shè)備中。

當(dāng)從業(yè)者攜帶移動(dòng)設(shè)備在大棚周?chē)膊闀r(shí)，這些設(shè)備會(huì)通過(guò)語(yǔ)音信息自動(dòng)播出距離最近的溫室中的狀況，并進(jìn)一步提出建議。

2 附圖說(shuō)明

3 具體實(shí)施方案

本方案中該系統(tǒng)的功能主要包括：實(shí)時(shí)收集，例如：環(huán)境參數(shù)、空氣的溫度、空氣的濕度、光照、土壤溫度和土壤濕度等;自動(dòng)報(bào)警，管理人員根據(jù)收集的數(shù)據(jù)，設(shè)置預(yù)設(shè)類(lèi)型和報(bào)警條件;作物信息管理;用戶管理;管理傳感器節(jié)點(diǎn)和其他硬件。

圖1所示為本監(jiān)視和報(bào)警管理系統(tǒng)中在互聯(lián)網(wǎng)的整體架構(gòu)下的設(shè)備配置。在該圖中，溫室監(jiān)控和報(bào)警管理系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)處理裝置1、接收裝置2、數(shù)據(jù)收集單元3、射頻識(shí)別裝置4、終端裝置5、ZigBee網(wǎng)絡(luò)6、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)7、互聯(lián)網(wǎng)8、移動(dòng)終端9、通信網(wǎng)絡(luò)10和移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備11。收集單元3實(shí)時(shí)采集環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)，并將它們通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)6發(fā)送到接收裝置2。數(shù)據(jù)接收裝置2，定期將接收的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的報(bào)警條件來(lái)判斷是否傳送給報(bào)警處理裝置1。連接接收裝置2和處理裝置1通常通過(guò)串聯(lián)或USB端口。數(shù)據(jù)處理設(shè)備1通過(guò)該遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)7和因特網(wǎng)8或提供用戶界連接，可通過(guò)因特網(wǎng)8實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)作物內(nèi)部溫室生長(zhǎng)或管理系統(tǒng)。移動(dòng)終端9，能夠在通信網(wǎng)絡(luò)上的TD-SCDMA 10訪問(wèn)由數(shù)據(jù)處理裝置1提供的用戶界面和實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)部作物生長(zhǎng)或管理系統(tǒng)。移動(dòng)檢查裝置11能夠讀取射頻識(shí)別裝置4上的電子標(biāo)簽，以確定1個(gè)唯一的溫室，并連通過(guò)接到通信網(wǎng)絡(luò)的TD-SCDMA 10中的數(shù)據(jù)處理裝置1。會(huì)查詢有關(guān)溫室信息并將它們以語(yǔ)音的方式傳播給從業(yè)者。放置在1個(gè)較大的溫室中的終端裝置5可以處理的由接收裝置2傳送的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，并判斷當(dāng)前環(huán)境是否適合作物的生長(zhǎng)，如果沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)自動(dòng)播放1段音樂(lè)報(bào)警，是從業(yè)者實(shí)時(shí)了解溫室環(huán)境參數(shù)。

圖2 為溫室內(nèi)部的裝置構(gòu)成，這些設(shè)備包括：接收裝置2、射頻識(shí)別設(shè)備4、終端設(shè)備5和傳感器12，多個(gè)傳感器12構(gòu)成了1個(gè)數(shù)據(jù)收集單元。這些傳感器12實(shí)時(shí)地收集環(huán)境參數(shù)如空氣的溫度和濕度、光照、土壤溫度和濕度等，通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)6，將其發(fā)送到接收裝置2。接收裝置2中的數(shù)據(jù)通過(guò)RS232端口連接到終端設(shè)備5，終端設(shè)備5分析那些環(huán)境參數(shù)，并判斷當(dāng)前環(huán)境是否適合作物的生長(zhǎng)。射頻識(shí)別設(shè)備4識(shí)別確定唯一的1個(gè)溫室，并保存信息?？梢怨臉I(yè)者的移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備11隨時(shí)讀取。

圖3所示為設(shè)備應(yīng)用于本監(jiān)控和報(bào)警管理系統(tǒng)的功能，其功能如下：

數(shù)據(jù)收集，收集模塊負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)地采集環(huán)境參數(shù)，并將其按照用戶設(shè)置的每個(gè)指定的時(shí)間間隔，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中的對(duì)應(yīng)表中。該模塊可以自動(dòng)識(shí)別并適應(yīng)某些硬件端口，并長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

作物信息管理，作物信息包括某些作物的數(shù)量、名稱、位置、施肥時(shí)間、開(kāi)花期、果實(shí)期、最佳生長(zhǎng)溫度、肥料用量和作物的特性。管理信息包括添加、刪除、修改和查詢作物的信息。

報(bào)警管理，報(bào)警管理主要分為2個(gè)部分：報(bào)警信息的管理，報(bào)警配置。報(bào)警信息管理包括添加，刪除，修改，查詢報(bào)警信息。報(bào)警配置允許用戶設(shè)置報(bào)警模式，其中主要有2個(gè)途徑：音樂(lè)報(bào)警和短信報(bào)警。音樂(lè)鬧鈴播放1段音樂(lè)提示用戶當(dāng)前的環(huán)境不適合某些作物的生長(zhǎng)，而短信提醒是用飛信發(fā)送短信（短信服務(wù)提供商）來(lái)通知用戶。此外，還有1個(gè)默認(rèn)的日志警報(bào)，也就是說(shuō)該警報(bào)日志將被自動(dòng)存儲(chǔ)在系統(tǒng)日志中，用戶可以隨時(shí)查看該報(bào)警信息

硬件管理，通過(guò)硬件管理模塊用戶可以訪問(wèn)不同的傳感器節(jié)點(diǎn)等的狀態(tài)信息，查看傳感器節(jié)點(diǎn)是否處于正常工作狀態(tài)，電源是否充足，還有傳感器的類(lèi)型等。硬件信息管理也包括添加新的傳感器節(jié)點(diǎn)，去除傳感器節(jié)點(diǎn)，修改傳感器節(jié)點(diǎn)等信息。

用戶管理，用戶管理模塊負(fù)責(zé)管理用戶的信息，為用戶提供1個(gè)登錄界面。其主要功能包括添加，刪除，修改和查詢用戶信息和登錄界面。

數(shù)據(jù)收集設(shè)備3通過(guò)傳感器12實(shí)時(shí)地自動(dòng)收集環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，如空氣的溫度和濕度、光照、土壤溫度和濕度等，并且將它們傳輸?shù)浇邮昭b置2，接收裝置將定期發(fā)送參數(shù)數(shù)據(jù)到處理設(shè)備1。數(shù)據(jù)處理設(shè)備1將存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，并與先前所設(shè)定的報(bào)警值進(jìn)行比較，來(lái)判斷是否得到滿足警報(bào)條件。在較大的溫室中，管理人員可以從數(shù)據(jù)處理設(shè)備1的終端設(shè)備5提供的內(nèi)部連接用戶端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù)，也可以直接操作數(shù)據(jù)處理設(shè)備1。而在較小溫室中，通過(guò)使用因特網(wǎng)8進(jìn)行遠(yuǎn)程連接，可以連接到數(shù)據(jù)處理設(shè)備1中的任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，來(lái)監(jiān)視或管理溫室。同時(shí)移動(dòng)設(shè)備可通過(guò)遠(yuǎn)程用戶通信網(wǎng)絡(luò)10做同樣的管理。從業(yè)者攜帶移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備11在大棚周?chē)鷻z查時(shí)，這些設(shè)備11會(huì)自動(dòng)檢測(cè)溫室中的農(nóng)作物最新的生長(zhǎng)環(huán)境因素，通過(guò)廣播給管理人員并提出一些建議。

圖4為本系統(tǒng)中移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其功能如下：

移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備包括：射頻識(shí)別讀取模塊14，它沿著incepting（不接受）路徑自動(dòng)搜索，先從最近的溫室的識(shí)別裝置開(kāi)始，再到達(dá)指定的1個(gè)具體的溫室中;數(shù)據(jù)接收裝置13負(fù)責(zé)發(fā)送指令，按要求接收溫室中的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)并將所接收到的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng);數(shù)據(jù)處理裝置16，負(fù)責(zé)分析所接收的數(shù)據(jù)是否滿足報(bào)警條件;數(shù)據(jù)通訊模塊17負(fù)責(zé)和外部進(jìn)行通訊，數(shù)據(jù)處理裝置16負(fù)責(zé)接收發(fā)送的各種信息，定期地上傳給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置15;I/O模塊獲取用戶輸入的信號(hào)，以執(zhí)行某些操作，并顯示出1個(gè)交互式圖形界面;電源為整套移動(dòng)檢查裝置提供能源。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)

互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于溫室的監(jiān)控和報(bào)警管理系統(tǒng)時(shí)所需的裝置包括：移動(dòng)的檢測(cè)設(shè)備，包括數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)、標(biāo)記識(shí)別模塊、存儲(chǔ)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)綜合系統(tǒng)、I/O模塊、電源，還有讀取溫室電子標(biāo)記裝置，可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)跟蹤指定的溫室，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù)，保存數(shù)據(jù)，以判斷是否報(bào)警。一旦報(bào)警條件滿足，移動(dòng)的檢查裝置，根據(jù)用戶預(yù)先進(jìn)行的報(bào)警設(shè)定，匯總所有的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器中。

數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)包括空氣的溫度和濕度傳感器，照度傳感器和土壤參數(shù)的傳感器，被放置在溫室中，實(shí)時(shí)地收集的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)并輸出環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)。其中，接收裝置被放置在溫室中，接收環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或串聯(lián)端口輸出數(shù)據(jù)。標(biāo)記識(shí)別設(shè)備也被放置在溫室中，以供移動(dòng)檢查裝置讀取來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)時(shí)，可以根據(jù)特定溫室標(biāo)記確定是哪一個(gè)具體的溫室，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器用于存儲(chǔ)管理系統(tǒng)所需的環(huán)境參數(shù)的所有數(shù)據(jù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的用戶訪問(wèn)界面提供環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)。用戶可以登錄服務(wù)器，監(jiān)測(cè)農(nóng)作物生活環(huán)境，或通過(guò)管理系統(tǒng)訪問(wèn)其他界面。

該系統(tǒng)包括的數(shù)據(jù)收集裝置和接收裝置之間的聯(lián)絡(luò)使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

該系統(tǒng)還包括1個(gè)終端設(shè)備放置于1個(gè)比較大的溫室中，通過(guò)終端裝置來(lái)處理接收裝置中的數(shù)據(jù)，如果環(huán)境參數(shù)被判定為不適合當(dāng)前的作物生長(zhǎng)，即會(huì)播放1首歌曲作為報(bào)警鈴聲，這種方式方便了從業(yè)者實(shí)時(shí)地控制溫室環(huán)境參數(shù)。

收集裝置包括空氣的溫度和濕度傳感器、照度傳感器和分布式土壤傳感器。

溫室監(jiān)控和警報(bào)管理系統(tǒng)，其中的移動(dòng)檢測(cè)裝置，根據(jù)功能包括一部分固定裝置，這部分裝置被放置在1個(gè)單獨(dú)的控制室中。其中，所述固定裝置包括一個(gè)數(shù)據(jù)處理設(shè)備，負(fù)責(zé)處理移動(dòng)檢測(cè)裝置采集的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)據(jù)通信模塊，還有移動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備中的I/O模塊，通過(guò)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息來(lái)判斷，是否滿足某些作物種植的要求和是否達(dá)到需要報(bào)警的要求。固定接收設(shè)備的數(shù)據(jù)和上述移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)相同，用于接收和傳送收集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)比如：土壤溫度和濕度和空氣的溫度和濕度等，通過(guò)該接收裝置的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理設(shè)備和串聯(lián)端口相連，傳送到數(shù)據(jù)處理裝置中。

溫室監(jiān)控和報(bào)警管理系統(tǒng)，移動(dòng)檢測(cè)設(shè)備從溫室內(nèi)的標(biāo)簽裝置中讀取標(biāo)簽信息，從而確定某一個(gè)具體的溫室，并通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的TD-SCDMA連接到數(shù)據(jù)處理裝置中查詢溫室的信息，以語(yǔ)音廣播的形式把收集到的信息提供給管理人員。

溫室監(jiān)控和報(bào)警管理系統(tǒng)，還包括1個(gè)路由器，通過(guò)以太網(wǎng)連接。具體通過(guò)路由器建立1個(gè)局域網(wǎng)，通過(guò)該路由器連接的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)獲得的環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)。

溫室監(jiān)控和警報(bào)管理系統(tǒng)還包括1個(gè)串聯(lián)端口和溫室監(jiān)控和報(bào)警管理系統(tǒng)進(jìn)行通信。

溫室監(jiān)控和警報(bào)管理系統(tǒng)還包括1個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)被放置于溫室中。其中該實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置是1個(gè)定時(shí)的單片機(jī)，其責(zé)任是監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)，從收集系統(tǒng)中獲得數(shù)據(jù)，并判斷該數(shù)據(jù)是否滿足報(bào)警條件，如滿足條件，即通過(guò)串聯(lián)主機(jī)啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)?？刂浦鳈C(jī)相當(dāng)于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和常斷開(kāi)和接通的引導(dǎo)主機(jī)系統(tǒng)，以顯示實(shí)時(shí)監(jiān)視器引導(dǎo)報(bào)警信號(hào)按照預(yù)先設(shè)定的方式向從業(yè)者報(bào)警。其中控制主機(jī)和實(shí)時(shí)顯示器之間通過(guò)串口或串聯(lián)USB端口連接。

5 結(jié)論

該系統(tǒng)能夠自動(dòng)地收集空氣溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤濕度等環(huán)境參數(shù)，并判斷參數(shù)臨界值和報(bào)警，具有高智能化的特點(diǎn)。該系統(tǒng)使用的ZigBee芯片上集成無(wú)線傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊，使其具有低功耗和低成本的特點(diǎn)。在這個(gè)系統(tǒng)中的傳感器和接收系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送使用無(wú)線傳輸，所以移動(dòng)方便，操作簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)展，并且節(jié)省空間。

總之，使用這套系統(tǒng)來(lái)管理溫室大棚效果是顯著的。土壤溫度和濕度、光照、空氣溫度和濕度，還有土壤中的營(yíng)養(yǎng)含量等數(shù)據(jù)都可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲得，并能夠及時(shí)地掌握這些參數(shù)，同時(shí)根據(jù)這些數(shù)據(jù)及時(shí)作出調(diào)整，這樣可以保證作物始終生活在一個(gè)比較合適的環(huán)境中，以提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此，該系統(tǒng)能夠科學(xué)地監(jiān)測(cè)作物，幫助農(nóng)民提高收入，并降低溫室大棚的管理成本，使農(nóng)民可以參與實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。