浅析基于物联网的智能温室信息管理系统设计.doc

浅析基于物联网的智能温室信息管理系统设计.doc浅析基于物联网的智能温室信息管理系统设计温室作物生产受外界气候影响小,能满足不同季节对各种农产品需求, 已经成为现代农业的重要组成部分。物联网技术是信息发展的最新阶段, 温室作物生产引入物联网技术可以提高温室环境的控制水平从而提高作物的产量和质量, 同时又可以为温室作物网上销售提供平台,提升温室作物生产适应及市场需求能力,提高经济效益。因此,物联网技术在各类温室的应用成为当前研究的热点。国内温室主要分日光温室、普通温室和智能温室三种类型。日光温室及普通温室由于应用历史长、应用范围广, 其物联网应用研究较受关注。黎贞发等和孙忠富等研发的日光温室小气候与生态环境监测的物联网网络,可以有效满足日光温室低温灾害监测和预警需要。普通玻璃温室和塑料连栋温室的物联网监控系统, 具有低造价、易施工的优点。智能温室是指能优化控制温室环境及作物生长状态、同时能为绿色产品的可追溯及网络销售提供信息数据支持的现代大型温室。与普通温室相比, 智能温室出现历史短、信息处理复杂, 针对智能温室的物联网应用研究目前还比较少。本文提出一种适用于智能温室信息管理的混合型物联网系统方案, 能很好的满足智能温室需要处理大量、多类型数据信息处理要求。 1 系统设计及测试方法 硬件设计硬件系统整体网络系统分为本地网络和远程网络。本地网络布置在温室内, 包括环境信息采集子网、作物信息采集子网、控制子网。环境信息采集子网负责采集环境信息,环境信息为数值型,数据不大但种类多, 各类传感器分布在温室内部。环境信息采集子网采用 Zigbee 无线网络,能稳定连接多种环境信息传感器。空气温湿度测量选用全防水 HLTH-242 型温湿度传感器; 光强强度测量选用 HLAS-53-GZ-x 型光照传感器; 二氧化碳测量选用 HTU22201 型二氧化碳传感器; 选用 HLW-G33-g 型无线采集器作为无线网络采集点, 选用嘉兴宏联电子的无线网关作为无线网络聚集点。作物信息采集子网用来采集作物信息,作物信息为矢量型数据, 以视频或图片的形式展现, 数据量大。因此作物信息采集子网采用 WIFI 无线网络, WIFI 内部局域网带宽达 45 Mb /s 满足图片及视频传输带宽的要求。图像及视频的采集使用海康 DS-2DE8174 型球型摄像头进行旋转角度扫描采集,采用海康 DS-7808N-E2 型网络硬盘录像机进行视频和图像的保存。摄像头直接通过 WIFI 无线连接到路由器, 硬盘录像机有线连接到以太网交换机。系统通过 H3C ER3108GW 无线路由器连接到外部网络。控制子网主要实现控制信息的通讯及赋值,控制信息为开关型, 用来控制温室环境和灌溉设备的开停, 因此对通讯的实时性要求高。控制子网采用有线的工业以太网,能够很好的满足实时要求。环境因子控制器选用西门子 S7-300 模块式 PLC ,水肥控制器选用带有工业以太网接口的 S7-1200 整体式 PLC , 选用 H3C-S5024P 以太网交换机进行控制网络组网。 软件系统设计软件系统包括数据采集层、数据管理层、应用层三个层次。在数据采集层进行环境信息及作物信息的采集并传递给管理层。数据管理层的数据管理系统是整个软件系统的核心, 对环境信息、生长信息、控制信息统一管理, 并为应用层提供服务。应用层包括本地应用和远程应用, 本地应用即