溫溼度監測系統用於設施農業論文

1系統設計

1.1基於ARM的嵌入式控制器

嵌入式控制器一般是由ARM9處理器、SDRAM、FLASH、電源及復位模組、人機介面LCD觸控式螢幕及相關外圍電路組成。筆者選用的S3C2440處理器，是SAMSUNG公司開發的一款基於ARM9核心的微處理器。S3C2440是基於ARM920T核心，0.13UmComs標準單元和儲存單元複合體。它的特點是功耗低、簡單、穩定、功能強大、價效比相對高，並且還具有豐富的擴充套件功能介面，便於構建外圍電路，如圖3所示。嵌入式控制器作為資料資訊收集處理的主節點，通過SPI匯流排與ZigBee模組通訊，用於和無線感測器節點進行資料傳輸，該ZigBee模組作為ZigBee網路協調器負責整個網路的組建和給加入節點分配地址；嵌入式控制器通過UART串列埠與GPRS模組通訊，用於接入Internet網路實現資料上傳web伺服器，同時可以接入GSM網路，實現手機資訊收發功能。在感測器節點發來的資料存在溫溼度異常時，啟動報警訊號。嵌入式控制器上植入linux作業系統、驅動程式和監控程式，系統啟動後依次載入各種驅動程式，並執行監控程式，

1.2基於Internet的遠端線上客戶訪問服務平臺

資料管理級遠端綜合服務平臺基於B/S（Browser/Sever），形成所謂前端Browser瀏覽器、中間層應用程式（Application）、後端資料庫（Database）的3層3-Tier結構。主要事務邏輯在伺服器端（Server）實現，極少部分事務邏輯在前端（Browser）實現，使用者工作介面是通過www瀏覽器來實現。實現不同的使用者，從各自的所在地點，以各自的接入方式（比如Internet/Intranet，LAN，WAN等）訪問和操作共同的資料庫。從而簡化客戶端電腦載荷，減輕了系統維護與升級的工作量，節省了使用者的總體成本，同時它還能有效地保護資料平臺嵌入式控制器軟體結構圖和管理訪問許可權，伺服器資料庫也很安全。

2溫溼度監控系統在設施溫室的應用

2.1設施蔬菜溫室中溫溼度監控裝置的應用

所選溫室為天津應用廣泛的溫室之一，覆蓋範圍廣，此裝置是一套集溫溼度為一體的無線網路監控裝置，有著監控點分佈廣泛、實時收發資料的特點，使用者可根據自身需要設定收發間隔，可廣泛應用在大棚生產、溫室生產、特殊環境監測等。即使遇到惡劣天氣，訊號收發功能也能清楚地接收監控裝置的訊號，實用性和適用性都符合天津現階段的要求，在農戶應用中口碑很好，而且裝置佔用空間小，在溫室本來就有限的面積內，有著良好的空間優勢。操作簡單，只要簡單培訓，農戶就可以上手，不需要專業的知識背景，介面人性化設計，可語音報數，提供良好的服務功能。

2.2設施食用菌溫室中溫溼度監控裝置的應用

天津市北辰區下河頭食用菌種植專業合作社是以工業化廠房為標準規模的.大型食用菌種植基地，主要以生產白靈菇為主，其他食用菌為輔，現佔地面積3.3hm2，共建5個大型的工廠化車間。在已開發的溫溼度監控器基礎上可以增加光照和二氧化碳感測器，實現溫室內溫度、溼度、光照、二氧化碳、氧氣的實時資料在遠端電腦端顯示，實現溫室環境因子監控的閾值報警功能，實現3個溫室的統一監測管理平臺等實用功能的專業性管理系統。可有效地節約管理資源，提高業務產能，規避操作風險。

3小結與討論

筆者設計了適用於溫室大棚的溫溼度監測系統，能夠採集大棚中任意位置的溫溼度引數，並實時將資料上傳到web伺服器資料庫中；無線感測器節點預留感測器介面，可以接插相應的感測器實現更大範圍引數的監測。Web伺服器提供使用者可以通過Internet網隨時查詢溫室大棚各個引數資訊，使用者也可以通過手機簡訊獲取溫室大棚中的引數資訊，實現在任何時刻任何地點對大棚的資料監測。後期將對大棚中引數調節控制方法進行研究，採用增加溫度、溼度調節等相關技術，實現農作物的自然催長環境。