基于物联网技术的温室智能监测系统

王蓓

物联网技术是一种融合了传感器、信息处理技术与互联网等技术的新型信息技术，被广泛应用到农业设施中，受到人们的认可。近年来在现代温室环境监测和调控、产品溯源及病虫害诊治方面获得了巨大贡献。文章主要从物联网技术入手，研究了物联网技术的温室智能监测系统的应用，以供参考完善。

【关键词】物联网技术 温室智能监测系统 设计路线

物联网技术的温室智能监测系统在农业生产的应用，能够实时远距离监控温室运行的情况，为温室内部的农作物生长提供良好的生态环境，及时管理温室中农作物生长的情况，从而提升农作物的生产产量与生产水平，促进信息化农业建设的发展。

1 温室智能环境监测系统框架

一般情况下，为了提升物联网技术的温室智能监测效率，大部分的温室智能环境监测会使用分布式系统架构方式来检测温室内部气候环境。温室智能环境监测系统框架主要包括以下几部分：

1.1 温室现场监测控制层

作用是将温室内部的各种环境参数传送到控制层中，然后按照系统设置的系数对设备使用进行控制。

1.2 总控室群测群控层

通过无线传感网络将控制器中的因数传送到计算机主控室中，让技术人员按照规定来处理数据信息，达到自动化控制的目的。

1.3 网络远距离访问层

在系统远程综合服务平台上，利用授权的网络计算机对温室环境中的信息数据进行管理，达到提升远距离管理效率的目的。

2 系统设计技术路线

2.1 实时数据采集处理

在物联网技术背景下，温室智能监测系统在农业生产中的应用，主要是通过现场监控子系统对温室环境数据信息进行采集和处理，从而提升温室环境数据采集的准确性与真实性。但是由于温室环境数据的采集受测量电路性能和传感器准确性等一系列因素的影响，因此，必须采用平滑方式对采集的数据信息进行处理。具体操作方法为：使用分布图法将采集的温室环境数据中存在的离异值排除，防止传感器出现故障以及网络传输发生异常情况，降低平滑处理的效率，从而影响到数据采集的真实性。

2.2 异步数据交换

远距离监控子系统的作用即是将温室环境中数据采集与使用设备的状态进行监控，方便用户了解温室环境的基本情况。但是由于远距离监控子系统内部包含了设备控制、历史数据查询、因数设置和报表分析的信息数据，必须采用Ajax技术的异步数据交互模式，建立一个远距离的监控系统，方便用户实时监控温室环境的同时，减轻服务器的负担，达到提升网络传输效率的目的。例如在温室智能监测系统中，在用户远距离用户页面中的JavaScript定时向Set Interval函数发出请求，不断触发系统内部的Ajax引擎，将数据更新请求传输到Web服务其中，然后通过检索最新的温室环境数据，将采集的信息储存到数据库中，借助JOSN格式将储存的数据资料传输到原来的客户端中，实现温室环境数据的同步更新与共享。

2.3 设备控制

在物联网技术背景下，温室智能监测系统中的设备控制内容主要包括以下几方面：

2.3.1 设备状态的同步更新

该系统的功能是：当系统中某一部分的子系统运行状态改变后，可及时通知另一个子系统，确保子系统与子系统之间运行状态的同步更新，从而提升控制指令的安全性与准确性。

2.3.2 控制逻辑

现场控制指令执行后，会将采集信息传输到下一个现场监控软件中，将相应的控制子函数调取出来，对设备运行状态进行控制，等到设备运行状态改变后，就会传回到远距离客户端中。

2.3.3 温室温度系统智能控制

现阶段，我国温室控制设备中采用的智能控制系统时开关控制，该系统控制变量是分散的，能够连续扰动输入变量，是一个较为常用的典型混杂动态化系统。

2.4 设备状态识别和校准

温室智能监测系统中的双向型设备的无位置反馈装置，它的运行状态主要以时间为依据，因此在使用该装置的过程中，会受用户手动操作的影响，导致反馈装置检测的具体位置和控制系统识别记忆的位置存在明显差距，而图像识别技术自动校准的目的，主要是保证反馈装置监控位置与实际位置保持一致。例如在设备自动校准中DS-2CD3212D-15型号的网络红外摄像机运用，主要是按照校准指令→获取图像→图像规格化→图像灰度比→滤波去噪→Zernike矩的提取→比对设置状态→运行时间的确认→天窗关闭等一系列流程来实时采集温室环境中的图像，借助系统内部的Zernike矩将采集的图像调取出来，将天窗开度的实时图像比例设置成0%、50%以及100%，然后比较系统中设置的特征状态的Zernike矩图像，对某一阶段的天窗状态运行情况进行识别，以此计算出当天开启与关闭所需要的时间。经过试验证明，天窗从开始到关闭等整个运行过程所需要的时间是30s，提取的温室环境图像特征时间是2～3s，虽然存在误差，但是由于天窗中安装了限位开关，因此图像提取的运行时间误差的2～3s，不会影响到天窗运行的稳定性与安全性，符合温室环境监测的要求。

3 结束语

综上所述，本文在物联网技术的基础上，详细介绍了温室智能监控系统框架与实时数据采集处理、异步数据交换、设备控制以及设备状态识别和校准等系统设计技术路线的内容，有利于提升物联网技术的温室智能监测系统在农业生产中应用的效率，实现对温室中环境与湿度的远距离监控，为温室中农作物生长提供良好的生态环境。

参考文献

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作者单位

上海電子信息职业技术学院 上海市 201411