基于无线传感网络的大棚花卉种植智能控制技术的设计

刘波平++饶兰香++孟莎莎++汤辉++付康

摘 要：随着社会经济的发展，花卉产业迎来更为广阔的市场竞争，这促使大棚花卉的种植必须要朝着更加科技化、智能化的方向发展。而要使得智能控制的技术能够获得同步提升，加强技术方法的设计研究则显得尤为重要。由此，本文从大棚花卉种植中有关无线传感网络的相关内涵入手，并重点阐述了关于无线传感网络的智能控制技术的设计方法。

关键词：无线传感网络；大棚花卉种植；智能控制技术；设计

中图分类号：TN919 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）02-0021-02

将无线传感网络中的智能控制技术运用于大棚花卉的种植，具有多方面的作用。并且，伴随着技术的愈发进步，日益拓展的市场化需求也对大棚花卉的种植与管理方式提出了新的技术要求。[1]据此，本文对无线传感网络中关于大棚花卉种植中的智能控制技术所作出的分析，也便具有着十分深刻的现实意义。

1 无线传感网络智能控制技术的运用概述

1.1 实现无线传感网络运用的内容

第一，首先利用無线传感的网络对种植花卉进行作业，需要对大棚内的温度与湿度进行控制。在花卉的生长过程中，合适的温度与湿度对其非常重要，要满足这些要求，过去常用到的方法通常是利用电暖机、风机等来完成调节工作，而现在种植人员可以利用JC100S和JC600B送变器来达到调节温度与湿度的功能，便可完成对于大棚内温度和湿度的管控。[2]其互感式的电流变动器的运行原理如下图1所示。而在其中安装的无线传感器也能够为营造舒适的种植环境提供更为准确的数据支撑。[3]

第二，无线传感器能够实现对大棚内氧气、二氧化碳等浓度的测量与控制，同时运用一体式的传感器也能够通过这种将计算机与传感机相互连接起来的方式完成相关的监测工作，当输出的信号在4-20mA时，这些控制器便能够对空气浓度展开智能化调节。[4]其具体无线传输方式主要如下图2所示。

第三，根据大棚内种植的花卉通常都具有喜光性的特点，因而从不同花卉品种的需求出发，进行光照补偿，也成为智能控制设计中需要考虑的内容。对喜阳的花卉的加强光照，以及对一些不喜阳光的花卉品种进行遮阳处理，从科学化的角度对室内的关照强度展开调节，这也为大棚种植创造最为有利的条件。[4]例如，种植人员可以安装JCJ100P照度的变送器，并通过智能化的设备连接，便可以实时地对各种花卉展开分区监控与调节。

1.2 利用无线传感网络智能控制技术的优势意义

将无线传感网络中的智能控制技术运用到大棚花卉的种植上，具有多方面的意义。一方面，科学、合理的技术引进能够对大棚的花卉实时生长环境进行及时、高效的监测与管控，并且这种技术方式也能够为节省人力、物力、时间成本等创造有利条件。另一方面，这种先进技术的使用与花卉种植的实践作业结合起来，也能够促进花卉种植质量与产量的提高，进而也为我国生态农业的发展奠定了有益基础。[5]

2 无线传感网络中的智能控制技术的具体应用方法

2.1 关于大棚花卉种植中的控制技术研究的相关理论

第一，对花卉生长情况所进行的无线监控系统设计。无线监控系统是保证种植户能够随时对作物生长情况及时观察、监测的必然要求。关于整个无线监控的系统主要包括了自动气象站、大棚内部的监控节点、无线个域网的无线传感网络、计算机监测以及数据库等组成。这其中包含的检测内容主要可以分为以下内容：其一是对于土壤环境的参数内容监测，这里便需要设置土壤温度与适度的传感器。其二，可供远程控制的执行器，而这些执行器中主要包括了排风扇、卷帘机、喷滴灌等构成内容。其三，有关空气环境的参数值监测，所要监测的对象主要为空气的湿度、温度以及氧气、二氧化碳的浓度等。其四，通过自动气象站对大棚外的环境展开监测工作也具有十分重要的作用，所包含的参数监测应当有光照量、降水量以及大气压力等。

第二，关于不同节点的控制，虽然在其功能上会存在较大区分，但是总的来说也存在许多相似之处。举例来说，关于大棚环境的节点监测都是采用嵌入式的方式，而其系统内部也主要包括了电源管理、STM32的最小系统、实时时钟、LED状态显示、片外EEPROM以及拨码开关的地址选择等。在设计上需要对不同之处加以区别注意，其中最为显著的区别在于传感器的输入部分，在自动气象站的节点偏向于RS232的部分时，那么执行器的侧重点便在MOSFET与其继电器的接口功能上。

2.2 在大棚花卉的种植中运用的具体职能控制办法

要将无线传感网络中的智能控制技术高效地运用到大棚花卉的种植过程中，简要概况起来应当从以下方面进行把握：

第一，在无线传感网络中运用到最为主要的技术是关于现场总线的通信技术，而要保障这种通过计算机发出控制指令便能够通过通讯传播得以实现操作目的，并且相应的控制节点还可以依照命令的实际执行情况对相关的动作以及效果予以及时返回。因而在智能控制的设计中要将界面的参数显示以及执行控制器的使用作为重点方向来抓。

第二，实现无线传感的具体方法应当落在对无线个域网的模块设计上，这类模块也可以通过串口配置以及网络ID与节点的参数设置方式来开始。接着再将串口收到的数据内容传送给无线个域网中的其他节点位置，传感器再通过输送通道对指定的读写指令展开访问。而监控计算机与无线节点又主要通过以下方式来实现传感通信，即计算机通过所签署的主机运行协议，并向串口传送出相关的数据请求内容，然后再与其相连的模块利用广播的途径转发出该请求指令，此时在无线个域网的网络中的节点也都会收到无线传输的数据包内容，之后在控制器中的从机协议内相关的程序便能够找出这些指令数据，并且进行解析与处理，这样便实现了整个无线传感的任务。

第三，关于大棚内部的监控节点的硬件设计主要可以分为以下三方面的内容。其一是对大棚内花卉的种植环境的节点监测，这里为了使得大棚内的硬件设计的难度能够有所降低，并且保障整个监测系统具有一定的稳定性，因而在传感器内部也应当配备智能型的传感器，这样便可以将土壤湿度在2-100%的数值直接转换为4-20mA的电流信号。其二，关于执行器的节点控制。在设计这类的节点时，需要对农业机械设备的控制展开细致的分析，并且通过MOSFET或者是继电机器的接口来完成执行。其三，对于自动气象站的节点监测，这类设计的最终目的在于能够控制大气环境的控制，比如对大气风向、降雨、风速等内容的监测。通过对这些气象信息的监测以及通信手段的利用，传感器也能够获取到准确的信息内容。

3 结语

有关无线传感网络的智能控制技术在大棚花卉种植中的应用，不仅能够直接使得种植监测工作更加简便，同时对于提升种植效果也有着突出贡献。因而，只有做好相关技术研究并积极投入实践，才能以此促进整个花卉市场发展的更为繁荣。

参考文献：

[1]胡勇.基于无线传感网络的大棚花卉种植智能控制技术研究[J].现代园艺，2012，10：161.

[2]陈静.物联网技术在日光温室大棚中的应用研究[J].科技信息，2012，36：578-579.

[3]陈利江，徐凯，王峻.温室大棚无线监控系统的设计与开发[J].江苏农机化，2013，02：19-22.

[4]黄莺.基于Android系统的蔬菜大棚环境参数监控系统[J].江苏农业科学，2014，12：423-425.

[5]邹承俊.物联网技术在蔬菜温室大棚生产中的应用[J].物联网技术，2013，08：18-21+24.