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獻各，义考）寸７鷄＇（Ｘｒ；ＡＮＵＭＶＩＫＳ１ＴＹＯＫＣｌｌｌＮＡ硕±学位论文ＭＡＳＴＥ民ＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ论文题目：基壬物联网技术的智能种植系统设计逼实现ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＩｎｔｅｌｌｉｅｎｔＰｌａｎｔｉｎＳｙｓ化ｍｇｇＢａｓｅｄｏｎｌＯＴＴｅｃｈｎｏｌｏ英文题目：ｇｙ＿作者：卢文景指导教师：冯源学位类别；全日制专业型学位专业名称；农业信息化研究方向：业电子商务涵物流衣？ｊｆｒ。可．．．？２０１５年Ｓ月巧日 谨从此论文巧给我的导师及所有支持关瓜巧的人。卢文景 基于物联网技术的智能神植系统设计与实现ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＰｌａｎｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎｌＯＴ恥ｃｈｎｏｌｏｇｙ学位论文答辩日期；。）巧張／＇指导教师签字；ＣｉｏＸｊ－答辩委员会成员签字：＾１＾１＿Ｓ－Ｍｊ－－ｍ－ 独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得或其他教育机构的学位或证书使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名签字日期？：年＾月文学位论文版枚使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意Ｗ下事项：１、学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。２、学校可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印‘‘、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学中国学术期刊＂（光盘版）电子杂志社用于出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，授权中国科学技术信息研巧所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签字■签字日期月；舍签字日期：年月／ 基于物联网技术的鲁能种植系统设计与实现摘要自上世纪中叶起，西方发达国家陆续开展了种植相关技术的研巧，并相继获取了利用计算机信息化技术监测、控制、管理植物种植过程的相关理论积累与技术成果，此后更是酝酿研制出更为先进的种植环境控制系统。在此基础上，随着近年来传感器技术的不断进步，将光照、温度、湿度、二氧化碳等植物所需种植环境的传感器节点与控制系统应用到现代化高水平种植行业中，已经成为了近年来农业信息化技术研究的重要方向。我国居于世界农业大国地位，虽然随着我国改革开放的逐步深入，农村地区一的种植技术得到了定水平的提高，但与西方发达国家相比仍有较大差距，难Ｗ摆脱人力劳动强度大、资源集约化利用率低、化肥农药滥用等弊端。为改变传统农业粗放种植的方式，解决当前我国农业种植行业面临的相关问题一，在农业信息化发展的大背景下，研发套基于物联网技术的旨在提高农产品种植效率，、减少人力劳动管理成本、远程操作控制简便的智能种植系统对提升当前农业种植领域科技水平具有广泛的实践价值。一、本文设计并实现了套基于物联网技术的智能种植系统，其不仅可Ｗ力阳台一露台、花园种菜的都市人群提供种新型省时省力的种植方式，并还可应用于农。产品企业大棚种植环境中，提高所种植农产品的精确控制和科学管理水平本系统主要功能如下：（。１）控制系统与外围设备控制使用市面上被广泛应用于物联网技术的低成本５，并描述了单片机通过１０１单片机控制系统和树巷派开发板多功能控制系统接口。在此基、ＩＩＣ总线、电磁继电器、ＵＳＢ摄像头等控制外围电路与电子设备，包括局域网内配置服础上，实现了联网远程控制单片机运行与数据存取的方法务器方法或远程ＷＥＢ访问方法。（２）系统模块设计与实现。通过光敏电阻、光强度传感器等方式监测实时光照强度并控制各种类植物生长补光灯实现植物生长对照明的需求；通过王壤与空气温度传感器获取当前种植环境水分含量，实现植物生长过程中的最适湿度保持；设计了系统运行过程中的太阳能供电模块与异常断电监测；通过温度传感器获取二实地温度通过控制保温棚或地电热实现植物生长的温度恒定；通过氧化碳传感 器监测二氧化碳浓度实现植物种桂过程中的二氧化碳补充。（３）智能控制与拓展功能。在Ｗ上监测与控制设备基础上，运用物联网技术、ＷＥＢ技术等方式，设计实现了异常状态判断、种植数据分析、用户邮件提醒与决策辅助、天气预测、种植数据分享、植物影像资料采集、用户交互等外围拓展功能。本文最后总结了系统实现与运行情况，提出了笔者对智能种植行业发展的见，归纳了当前研究的不足与未来研究方向的展望解。关键字：物联网技术、智能种植系统、传感器技术、ＷＥＢ技术、单片机控制 ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｉＷｅｌｌｉｇｅｎｔＰｌａｎｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎｌＯＴＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｂｓｔｒａｃｔＳｉｎｃｅｔｈｅｍｉｄｄｌｅｏｆｌａｓｔｃｅｎｔｕｒｙ，ｗｅｓｔｅｒｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｃｏｕｎｔｒｉｅｓｈａｄｓｔａｒｔｅｄｒｅｓｅａｒｃｈａｂｏｕｔｌａｎｔｉｎｔｅｃｈ打ｏｌｏｉｅｓｗｈｉｃｈａｉ打ｅｄｉｔｉｉｐｇｇ，ｅｘｅｒｅｎｃｅｏｆｈｅｏｒｅｓａ打ｄａｃｕｒｅｍｅ打ｔｏｆｇｐｑｈｃｈｎｏ＊ｌｏｉｅｓｆｒｏｍｔｄｕ呂；ｈｅｒｏｃｅｉｅｔｈａｔｕｓｉｎｉｎｆｂｒｍａｔｉｏｎ化ｃｈｎｏｌｏｇｙ化ｍｏｎｉ化ｒｃｏｎｔｒｏｌｐｇ，，ｍａｎａｇｅｔｈｅｐｌａｎｔｉｎｇｐｌａｎｔｓ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｗｅｓｔｅｒｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｃｏｕｎｔｒｉｅｓｈａｄｂｅｅｎｒｅａｒｉｎｐｐｇｔｏｄｅｖｅｌｏｍｏｒｅａｄｖａｎｃｅｄｌａｎｔｔｒｌＯｎｉｆｋｐｐｉｎｇｃｏｎｏｓｙｓ化ｍ．ｔ；ｈｅｂａｓｓｏｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｔｅｃｈｎｏｌｏｉｍｒｏｖｅｍｅｎｔｈｏｗｔｏａｌｔｈｅｄｅｓｉｒｌｉｈｔｔｔｈｕｍｉｄｉｇｙｐ，ｐｐｅｄｅｍｅｒａｕｒｅｔｃａｒｂｏｎｙｇ，ｐ，ｙ，ｄｉｏｘｉｄｅａｎｄｏｔｌｔｉｔｉ化ｅｒｌａｎｃｕｖａｏｎｅ打ｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｅｎｓｏｒｎｏｄｅｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｓｔｅｍｔｏｐｙｈ－ｍｏｄｅｍｉｈｌｅｖｅｌｌａｎｔｉｈａｉｉｉｇｐｉｎｇｎｄｕｓｔｒｙｓｂｅｃｏｍｅａｓｎｆｉｃａｎｔｄｒｅｃｔｉｏ打ｏｆａｒｉｃｕｌＵｉｒｅｇｇｉｎｆｏｒｍａｔｉｉｚａｔｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｒｅｃｅｎｔｅａｒｓｙ．＇ＡｓＣｈｉｎａｉｓａｈｕｅａｒｉｃｕｈｕｉａｌｃｏｕｎｔｒａｈｈｏｕｈ１ｈｅｒｅｆｒｉｆｏｔｈｇｇ：ｏｍａｎｄｏｅｎｎｒｅｙ，ｇｐｇｐａ巧ｙｅａｒｓｈａｓｇｒａｄｕａｌｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｔ：ｈｅｐｌａｎｔｉｎｇｔ；ｅｃｈｎｉｑｕｅｓｉｎｒｕｒａｌａｒｅａｓｔ：ｏａｃｅｒｔａｉｎｌｅｖｅｌｂｕｔｗｈｅ打ｃｏｍａｅｄｉｔｈｔｌｔｒｉｉｉｔｉｌｌｉｉ，ｐｒｗｗｅｓｅｒｎｄｅｖｅｏｅｄｃｏｕｎｅｓａｂａｓｓｅｘｓｔｎ．ｐ，ｇｇｐｇＣｈ＇－ｉｎａｉｓｓｔｉｌｌｄｌｉｉｆｉｃｕｔＵ）ｅｔｒｄｏｆ１ｈｅａｒｉｃｌｔｌｏｂｌｅｍｓｓｕｃｈａｈｕｍａｎｌａｂｏｒｇ；ｇｕｕｉａｐｒｓｉｎｔｅｎｓｉｖｅｌｏｗｒｅｓｏｕｒｃｅｉｎｔｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎｄｅｓｔｉｃｉｄｅｍｉｓｕｓｅａｎｄｏｔｈｅｒ，，ｐｄｅｆｅｃｔｓ．＊Ｉｎｏｄｅｒｌｒｔ；ｏｃｈａｎｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｒｉｃｕｌｔ：ｕｒａｌｅｘｔｅｎｓｉｖｅｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｔｏｓｏｖｅｇｇ，ｒｅｌａｔｅｄｒｏｂｌｅｍｓｔｈａｔｏｕｒｃｏｕｎｔｒｌａｎｔｉｎｉｎｄｕｓｔｒｉｓｆａｃｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｉｎａｎｉｎｔｅｌｌｉｅｎｔｐｙｐｇｙｇ，ｇｇｏｎｌｉｎｅｐｌａｎｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｌａｂｏｒｉｌｉｉｉｌｌｉｈｅｌｌｌｔｉｃｏｓｔｓａｎａｅｘｔｅｎｓｖｅｒａｃｔｃａｒｏｅｆｏｒｅｎｈａｎｃ打ｔｃｕｒｒｅｎｔｅｖｅｏｆａｎｎｐｙｇｐｇｐｇｈｎｏｌｏｔ：ｅｃｇｉｅｓ．Ｉｎｔｈｉｉｔｌｌｉｔｌｔｉｓｓｔｅｍｂａｓｅｄｏ打ｌＯＴｔ：ｅｃｈｎｏｌｏｈａｓｂｅｅ打：ｓａｅｒａｎｎｅｅｎａｎｎｇｐｐ，ｇｐｙｇｙ－ｔｉｄｅｓｉ打ｅｄａ打ｄｌｔＩｔｓｎｏｔｏｎｒｏｖｅａｎｅｗｔｉｍｅｓａｖｉ打ｃｕｌｔｉｖａｏｎｍｅｔｈｏｄｓｉｍｅｍｅｎｅｄ．ｉｌｉｄｇｇｙｐｐｆｏｂｉｌｉｂｕｔｃａｎｌｂｅｌｉｅｄｒａｌｃｏｎｉｅｓｌｅｓｄｅｎｖｅｅｔ：ａｂｌｅｓｎｕｒｂａｎｏｕａｔｏｎａｓｏａ：ｅｒｒａｃ，ｒ，，ｇａｇｐｐｐｐｔｏａｒｕｌｒｒｉｓｅｓｒｅｅｌｔｉｖｔｉｉｔａｉｍｉｎ！：〇ｉｍｒｏｖｅｔｈｅｇｉｃｕｌｔｒａｅｎｔｅｐｎｈｏｕｓｅｃｕａｏｎｅｎｖｒｏｎｍｅｎ，ｇｐｇ＊ｉｔ３；１１１ｃｌｔｉｔｉｏｎｒｅｃｉｓｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｓｃｅｎｔｉｆｉｃｍａｎａｅｍｅｎ．§１（：１１；１１巧ｕｖａｐｇＴｈｅｍａｉｎｆｕｎｃｔｏｎｓｏｆ１：ｈｅｓｓｔｅｍａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｉｙｋ－ｌｔｌｔＰｅｒｉｈｅｌｉｍｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌ．Ｔｈｅｓｓｌ：ｅｍｔａｅｓｏｗｃｏｓ１Ｃｏｎｔｒｏｓｓｅｍａｎｄｒａｅｕｙ（）ｙｐｑｐ５ｉｄｖａｎｌｔ１ＭＣＵｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｎｄＲａｓｐｂｅｒｒｙＰｂｏａｒｄｓｆｏｒａｃｅｄｃｏｎｔｒｏｓｙｓｅｍｓｗｈｉｃｈｆｂｒｌＯＴｔｌＴｈｃｔｉｏｎｏｆａｅｒｅｓｃｒｂｅｓｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｂ比ｅｄｅｖｅｌｏｅｒｓｅｃｈｎｏｏ．ｉｓｓｅｐｐｄｉｙｐｇｙ＊ｈｅ１０ｌｔＭＣＵｕｓｅｌｆａｃｅｎＣｌｔｒｔｉｃｒｅｌａＵＳＢｃａｍｅｉａｓｔ；ｏｃｏｎｔｒｏｔ；ｈｅｉｎ：ｅｒｂｕｓｅｅｃｏｍａｎｅ，，ｇｙ， 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目录一、前言综述１１．１应用背景与研究现状１１．２研巧意义与实际应用价值２１．３研究ａ的３１．４种植领域应用物联网技术的研究现状３１．５本文研究内容及组织结构６１７．６本文主要创新点二、需求分析９２．１功能与性能分析９２２１０．开发环境（１）Ｋｅ＂与ＳＴＣ１０（２）ＩＤＬＥ１１）Ｐｌ１２（３ｒｏｔｅ（４）网站ＷＥＢ服务器架构１２（５）阿里云服务Ｕ２巧．３成本预测与市场前景Ｈ１６、种植控制系统设升实现３１６．１低成本低功耗５１单片机控制系统１８３．２树萄派与Ｒａｓｐｂａｉｎ操作系统巧３．３系统信息显示１６０２显示信息巧（１）字符液晶显示屏（２）点阵液晶显示屏１２８６４显示信息２０口连２１（３）通过ＨＤＭＩ接接显示器２１３．４网络控制与远程登录２１（１）远程登录方式２３（２）Ｗ巧服务器方式２４（３）云服务巧３．５外围设备模块控制ｉ ３５．１ＧＰ．ＩＯ直接控制巧３．５．２电磁维电器间接控制高功率电器２７３５３ＩＩＣ．．总线控制巧３．６使用摄像头２９四、系统臟设计实现３１４１．光照模块设计实现３１４．１．１不同光谱对植物生长状态影响３１４．１．２常见蔬菜作物光照时间３２４．１．３光照强度监测３３（１）光敏电阻巧（２）光敏二极管３４（３ＧＹ－３０）型号数字式光强度传感器３４４．１Ａ植物促生长Ｌ￡Ｄ灯补光实现３５４．２自动灌概施肥模块设计实现３７４．２．１王壤湿度检测３７４．２．２統水与±壤湿度朴充模块设汁３９４２．．３空气湿度检测与林充４１４．２Ａ有机肥的配置与林肥模块４４（１）复合有机肥废物堆肥法４４（２）按植物所需元素自制肥料４４（３）肥料的除臭４５４．２．Ｓ肥料定时按需自动补给４６４．３供电模块设计实现４７４．３．１供电需求功耗分析４７４３．２供电模块设计４８（１）太阳能光伏电池板５Ｖ供电４８（２）蓄电池辅助供电５０（３）２２０Ｖ电压供电５１４．３３断电监测５１４．４温度控制模块设计实现２５ｉｉ ４．４．１王壌与空气温度检测５２４．４．２温度按制与保持５３４Ａ．２地电热５４４．５二氧化碳系统５６４．５．１二氧化碳检测５６４．５２二氧．化碳控制系统５７五、智能拓展功能设升实现６１５．１种植数据智能分析、用户提醒与决策辅助６１（１）基于ＳＭＴＰ协议的邮件提醒功能６１（２）短信平台实时提醒功能６１（３）决策辅助６２５．２种植数据图表展示与社会化分享６３（１）种植数据展示６３（２网页社会化分享）６４５－．３基于ＷＥＢ的云天气预警机制种植天气预测化５．４植物生长影像资料记录６６５．５植物生长模型构建６８六、系统实现与运行７１．６１系统运行体系结构７１６丄１系统运行架构７１６．１２系统各模块运７２．行流程６２７４．系统数据库表与系统运行数据６．２７４．１数据库配制与连接６．．２２数据库重要信息表７５６．２３数据库表键值与关系视图７８６．２Ａ数据库存储优化８０６８１．２５数据库备份６８１．３系统ＷＥＢ服务器６．１Ｗ化Ｓ１．３服务器配置ｉｉｉ ６３．２树璋派数据与Ｗ巧服务器连接８１６．４系统与用户交互界面８２走、总结与展望８６７．１未来家庭与企业种植信息资源开发与利用８６７．２本文的局限性８６７．３全文总结８７参考文巧８９職９２附录１；相关核也元器件与传感器价格９２附录２：常见经济农作物蔬菜种植数据归纳表９３附录３：常见可食用蔬菜生长习性数据归纳表９３附录４；香菜种植实际实验中生长情况９４致谢９５个人巧历９６ｖｉ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现—、前言综述１．１应用背景与硏究现状自２０世纪中叶开始，世界经济前列的发达国家，Ｗ美国、日本等国为代表，１相继开始研究利用已有的温室种植技术研巧成果培植蔬菜、花巧等农作物。在此基础上，六屯十年代后，发达国家农业巧关学科科研机构陆续研巧开发了将计２算机技术信息化思想应用于植物生长阶段的控制装置或管理系统，到１９８３年曰本已有成规模的计算机用于温室管理，并于此后研制出更为先进的种植环境控制系统，。九十年代末期日本国内园艺设施环境标准及普及协会整理当前发展现状，３整理并发布了《环境监测与控制计算机远程操作的方法与标准》，该标准规范化的提出了，将光照、温度、湿度、光照强度、二氧化碳等植物生长过程中所需的环境数据，适过计算机精确控制，在植物生长阶段自动的模拟、调整与控制生长环境，其逐步成为亚洲标志性的计算机控制智能种植系统的设计与实现标准。我国在当前及未来很长一一一段时间内，将会直处于世界首屈指的农业大国一地位、，农产品作为关系到人民群众日Ｈ餐的核屯原料，其的质量与稳定供应是４关系国内民生发展的传统支柱性产业。２１世纪Ｗ来，随着我国改革开放成果的逐步深入，我国农业种植技术取得了较大发展。但纵观世界发达国家当前所处的农业自动化、农业信息化水平，我国与其相较依然与其有较大追赶完善的空间。而在我国中西部部分相对落后的地区，种植者仍使用手工工具与畜力农具往返于，近田间劳作，农民劳动强度大却难Ｗ获得理想的农产品收入。在沿海发达地区几年逐步地过度到使用不同规模的种植机械代替传统方式进行农业生产，但仍然，。摆脱不了人力成本高，资料利用率低尤其是水资源浪费等局限性将世界当下信息技术前沿科技应用到种植行业中，发展我国现代化农业，促进农产品集约高，２１效种植，是我国基于农业大国当前国情下贯穿世纪中叶的农业发展重要过程一代信息技术的重要发展与应用方向通常。物联网技术逐步成为新世纪Ｗ来新意义上的物联网技术是通过ＲＦＩＤ射频标签、传感器、ＧＰＳ等电子元器件设备一，按照定的通信协议与标准，通过信息技术计算机手段，将物品与互联网相连接。进行远程实时的信息交互、、信息管理，实现对种植的智能、信息通信信息共享５已经被广化检测、控制、预测和管理。最近几年间，物联网技术高速进步，目前１ 基于物联网技术的智能种檀系统设计与实现泛运用到工业生产、远程管理、环境监测等诸多领域。在我国种植业机械化、信一息化发展的背景下，套基于物联网技术的探索出，旨在提高农产品种植过程中科技水平，减少种植人力成本、降低资源消耗提升管理效率的智能种植系统，对提升当前农业种植领域的科技与管理水平具有广阀的应用前景。１．２研究意义与实际应用价值我国作为当前世界上最大的发展中国家，农业种植领域的可持续发展、面临一着资源紧张、环境恶化、极端气候频发等系列因素的制约，未来的发展形势受到诸多的严峻挑战。尤其在近年来，我国西南地区多地发生较大旱情，对植物种植行业带来了相当程度上的经济损失。而我国沿海发达地区，也受到异常气候环境等影响，部分季节旱巧情频发。Ｗ笔者所处的山东为例２０１４，年山东降水持续，全省降水量５１２毫米，总体较常年偏少近４成偏少，是山东省近十年来降水量６，最低的年份降水量、水利工程蓄水量均创十年来的最低值。我国气候与水资源情况难Ｗ预测，异常天气灾害较多，利用传感器数据发展智能种植，科学预警与精细化种植，是我国未来种植行业发展，克服异常天气灾害的有效措施。智能精细化种植作为发展我国农业的重要组成部分之一，是改变我国传统农业种植方式粗放、资源利用率低的有效途径。农业智能种植系统使种植者能够在种植过程中，实时动态地掌捏种植的各项要素。与此同时，智能种植系统又能将计算机学科与农业各类专业学科的当今研巧成果有机相结合，从而使得农业研究者能够获得更多的手段监控农业的种植不同阶段过程，在未来可Ｗ将传感器数据利用大数据方法Ｗ预测整个种植行业的发展状态与趋势７。与农业自动化机械相比，本智能种植系统主要改进在于应用物联网技术成果，加之将市面上低价稳定传感器技术应用到植物种植过程中，并可Ｗ利用太阳能自供电，不受供电线路限制，在此基础上，与传统的农业自动化机械相结合。传统自动种植技术大多局限于自动根据定时器定量擁水，本系统根据传感器采集数据产生智能的应变与反馈，可更好的适用于多种气象环境条件。本系统依托物联网技术平台结合配套ＷＥＢ网站，可Ｗ直观的了解本系统特点，在线远程查看传感器数据与系统运行情况，异常状态下及时预警并提出决策意见，并在论坛中与其它用户交流使用，将种植成果与社交网络分享，及时反馈客户的意见与建议。２ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现一从家庭用户的角度分析，本系统可；＾为阳台、露台、花园种菜人群提供种省时省力的种植选择，不必每曰，应用本系统可Ｗ获得更为简便时擊的种植体验窺水施肥、打理农作物，。从企业用户的角度分析大规模系统化的改良并实地按需应用本系统，能够大大节约人力成本与资源成本，做到对种植产品的精确控制和科学管理。１３．硏究目的（１）归纳并分析了物联网技术在农产品种植领域应用所需的传感器基本数据。（２）总结了农产品智能种植所需的传感器设备、外围控制设备与控制逻辑和编程实现方法。（３）模型化种植中各流程行为要点，不同种植模块功能相互区分，相互独立，一。用户既可Ｗ成套采用，又可Ｗ单独购买某功能模块（４）探索物联网技术应用背景下的农产品种植环节品质检测与生产追溯方法。（５）异常天气。、极端气象灾害发生前的农业种植行业的预警与自然灾害应对（６）研究种植过程中的种植信息服务与决策辅助方式。，（７）探索种植过程中ＷＥＢ交互流程，包括种植前分析种植中人机智能交。互与异常提醒，种植后数据分析与导出１４．种植领域应用物联网技术的研究现状物联网技术在种植业为核也的农业信息化领域已经得到了初步应用，如传感、技术在农业数据采集的应用、远程专家管理与决策辅助系统自动控制与远程人８、。通过种植工控制、３Ｓ诊断系统、农产品信息公示食品质量安全追溯系统等过程中部署的传感器节点的数据采集与传输，将数据加Ｗ整理、分析并储存于本地与互联网云端服务器，可Ｗ实现农业种植环境的评估与预测，为种植过程中的控制与管理提供数据依据。一本文所述种植系统采用不同的传感器设备，依托５１系列单片机组成整套的低成本低功耗的种植控制系统，或者依托当下物联网热口技术平台树璋派组成一套智能化高性能的种植控制系统，两套系统在不同情况下灵活部署并可相互通、±壤温、空气温度、光照度信，Ｗ此来监测种植过程中止壤湿度度、空气湿度３ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现和Ｃ〇屯、２浓度等种植领域相关核的物理量数据，通过ＷＥＢ技术实时远程显示控制或作为自动控制的变量传输至智能种植系统中，为植物生长过程中水分、温度、二氧化碳、光照等环境精准调控提供科学依据，模拟植物生长的最适宜环境。在实施过程中，不仅可获得植物当前生长的种植环境数据，还可智能化地高效精确控制种植Ｗ提高水资源的利用率、减少农药与化肥滥用的可能性，从而实现种植过程的智能化与集约化管理与控制。通过传感器数据采集、分析与联动控制功能，将植物生长过程中光照、水分、二氧化碳等核也要素精确按时干预，能够及时控制并满足植物生长对环境各项指标的要求，达到实现植物种植效率最大化，提升经济效益的目的。Ｗ上所述的传感器技术、ＷＥＢ技术中在我国已经广泛的在计算机Ｗ及周边行业应用，但查阅资料后应用于农业种植领域的案例较少。当前我国物联网种植发展阶段，关于农业物联网应用的相关项目在我国衍生出部分理论与案例如下。（１）±壤养分与墙情监测。其目的是为种植前的种植作物品种选择与所需种植环境提供指导。基于王壌温度与王壤湿度传感器监测获取的数据，依据相关数据与农学种植经验，推算出当前种植环境中的±壤墙情和种植作物用水次数情况，为实施节水效率高的精准灌槪提供数据依据９。采用此种方法，可Ｗ有效地减少传统豪放型漫灌方式的水资源浪费情况，缓解旱情地区水资源紧缺现状，而且为种植作物提供了更为精确的所需±壌湿度环境，充分发挥传感器技术获取数据的，参考价值科学管理并提高种植效率，使整个擁水与王壌湿度控制过程更加精确１０与高效。．（２）气候信息监测。通过空气湿度与温度的传感器采集数据，推测出当地气象条件的波动情况，为监管部口科学决策、抵御气象灾害、预估农作物产量提供有效数据。（３）温室种植大棚监测、控制、与信息化管理，。通过连续监测主壤湿度数据实现多点按需定时补水补肥。控制系统通过有线或无线网络接入互联网，可Ｗ将温室内空气温湿度、光照度、王壤温湿度、二氧化碳浓度等数据传递给数据处理系统１１。结合传感器设定的警告阀值，自动控制相关设备进行智能调节。（４）完善农产品质量监控。通过农产品种植过程中环境等数据的存储与查询，使消费者能够全面了解产品信息，信息更为透明公开，确保质量安全，严把农产４ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现１２品原材料的安全源头。２１世纪Ｗ来，食品安全问题成为广大人民群日益广泛关切的问题一，如何对食品原材料进行有效跟踪和追溯是个极为迫切解决的国内关键课题。为保证农产品质量安全，需要从种植过程中的各个阶段都科学地掌控农一，产品安全监管工作，建立套质量追踪、追查、追溯的机制和制度保证农产品质量安全，农产品质量安全问题发。种植的过程中记录种植环境中的传感器数据生时，特别是出现危及人民群众健康的责任事故时，可及时追查种植者和监管部口的违规责任。通过建立从产地到市场的全程质量控制系统和追溯制度，对农产品产地环境、种植中化肥与农药添加、种植数据与影像资料获取等关键环节进行监督管理，，切实保障农产品的质量安全提高广大种植者的安全意识和责任意识。＂消费者在选购时，通过整个种植过程中传感器记录的信息，可Ｗ查询到植物的，整个种植过程相关的信息，从而决定是否购买彻底解决了农产品信息不对等、，不透明等问题，使消费者通过物联网技术平台能主动了解产品信息提升了农产品的透明度。，（５）农业种植环境数据采集与质量追溯。随着农业信息化技术的进步与发展Ｗ传感器为基础的农业种植数据监测与其质量跟踪必将是食品供应链安全监测Ｍ的必要前提。将种植数据采集并加Ｗ分析、整理、储存是逐步构筑起农产品供ＩＳ应链管理系统的必要条件。同时，相关的数据也为该种植地区种植环境数据的大数据分析提供了依据，Ｗ此可Ｗ提升整个农产品种植到供应各个环节的管理效率与决策准确性。一科研工作者已经逐步将物联网技术与农业种植过程相结合，取得了部分阶一。但就目前段性成果，些成功案例中的思想非常值得参考与借鉴的研究情况来一，目看，基于某侧面需求的成果多但系统性运行的成果较少前市面上能够较为完善地检测与智能控制种植过程的产品非常稀有，较为有知名度的Ｎｉｗａ自动种Ｗ一目前在众筹准备上市中ｉｗａ产品的创新之处在于，它是款将植项目。目前Ｎ传感器技术与手机无线控制软件结合的产品，能够自动的模拟植物水培环境下的。Ｎｉｗａ使生长环境，。因此使用该产品的种植者无需掌握水培种植知识与经验用了大量的传感器和有好的用户界面，为植物生长模拟出最佳生长环境。它能调，免去了节温度，其采用了无止水培营养液作为止壤的替代品、湿度、光照时间种植过程中控制施肥与灌概复杂的过程。但Ｎｉｗａ其采用家庭独立稳定水培箱为５ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现种植平台，且不可远程联网实时控制与管理，与采用模块化构建的本系统外观与应用场景有较大不同，不构成直接竞争关系。、综上来看，依托于科研先驱者们农学传感器技术、物联网技术等研巧成果，站在巨人的肩膀上，本系统在目前国内产品中具有较高的创新性与实践参考价值。１．５本文硏究内容及组巧结构一、第章，论述了智能种植系统的产生的背景种植系统的研巧现状及研究意义。、本文的研充内容及组织结构与创新点第二章，描述了智能种植系统要实现的各项功能Ｗ及相对应功能的需求分析，并介绍了系统的软件开发与实现环境。第兰章，介绍了整个系统的控制系统，采用了５１单片机和树舊派Ｒａｓｐｂｉａｎ系统将整个系统各个模块有机结合，通过ＧＰＩＯ口、ＩＩＣ总线、电磁继电器控制外围设备，系统ＷＥＢ联网控制，使系统配置稳定有序，运行达到预期目标。第四章，系统各模块的设计与实现，包括设计了系统光照模块，Ｗ保障植物在各项自然状况下的光照供给，；设计了植物灌源施肥模块根据王壤湿度传感器数据自动擁水，；分析了系，按照植物所需自动施肥维持植物生长所需营养物质统的功耗情况，结合实地种植环境，设计了系统供电模块；根据植物生长所需的不同温度，设置了可自动控温的温度保持模块，确保植物生长所需温度环境；运用ＭＧ８１１二氧化碳传感器，设计密闭环境中的二氧化碳的补充方法，实现了种植过程中的二氧化碳浓度的检测与供给。第五章，系统拓展功能，包括对种植过程中温度、湿度等传感器数据的对比展示与分析，基于中国天气网的ＷＥＢ天气与气候状况预测与分析，种植过程中生长图片展示与生长视频的合成等智能种植功能的设计。第六章，系统实现与运行，论证了系统运行的体系结构，介绍了系统的数据库表结构和数据库运行情况，最后实现了系统运行的ＷＥＢ服务器配置与用户浏览器交互界面。，第七章，对本文所做工作进行了总结介绍了系统在理论上与技术上当前的一。局限性，未来可Ｗ进步完善的方向和对系统前景的展望６ 基于物联网技术的智能种植系统没计与实现１．６本文主要创新点（１）模块化种植系统，自由选配，可应用于多种场合模块化开发思想目前被广泛应用于汽车零部件制造等领域，各模块间通用化＂＂率髙，与传统的式开发模式相比量身定制，模块化可Ｗ有效的降低用户采纳全套的系统一的成本，也可Ｗ按需采购单，既可Ｗ采购功能模块。本系统采用模块化思想，重新分割、组织、打包了系统子模块。每个种植系统外围子模块完成一个特定的子功能，模块既可Ｗ单独使用，例如用户可单独购一买主壤湿度检测与灌概系统，也可全套子模块综合成为个整体，满足用户所需更为完善的功能。（２）根据农学现有理论与实际实验获得的植物生长数据，构建植物生长模型，使得系统能够精确创造植物生长的最适宜环境。结合已有的农业种植学、植物习性、农业种植技术的现有研巧成果和理论，，＾此综合传感器技术、物联网技术、智能控制技术、农业信息化技术实施案例＾为基础进行多阶段对照实验。收集用户所种植物在不同光照条件下的生长情况；收集不同植物在不同温湿度止壌环境中的设置状态信息：测试添加不同配方的有机肥料Ｊ，。１＾？此了解植物在家居条件中生长所需的最佳环境获得植物生长所需的温度，湿度，光照，肥料配比方面的数据，提供自动控制系统中植物生长模型的，数据支持。先建立概念模型，了解植物生长过程中各种环境变量间的相互关系绘出流程图，并用数学方法表达出来，后通过计算机分析，应用系统建模的方法，，用数据库表描述在不同光照，±壌湿湿度，不同肥料配方与植物发育状况的关系用计算机语言编写程序。在计算机中构建生长模型，从而使系统可Ｗ分析模抵不同种类植物的最适宜生长环境。（３）ＷＥＢ服务器远程监测并控制种植。利用传感器将主壤中的数据实时显示在液晶面板中，便于消费者了解当前的生长环境，消费者设定系统中的植物。自动控制系统中集成多种植物的生长模型，通过控制补水品种，系统自动分析计算出植物不同生长阶段最适宜的生长环境，装置，为植物生长自动创造出最有利的生长环、施肥装置定时打开或关闭灯光境。。运用ＷＥＢ服务器技术，智能监控产品运行，实时了解种植状态和种植参数７ 基于物联网技术的智能种植系巧设计与实现种植过程中传感器获得的数据Ｗ及自动加水施肥的情况数据传送给智能手机客户端或计算机客户端，Ｗ便与消费者可Ｗ随时随地掌握种植系统运行情况，必要时可Ｗ通过智能手机或计算机手动控制或微调种植箱的各种操作。（４）绿色种植与质量追溯Ｉ７系统种植所建环境符合国家对绿色食品和有机食品生产标准的描述。本系统生产运行过程中不添加非法的农药、化肥等化学物质，使种植者摆脱化学产品，依赖最终使得农产品远离化肥、农药污染，确保食品安全。农产品种植过程中系统全程记录了种植数据与图像，出现质量问题可提供有效种植过程中传感器数据与图像Ｗ备查证，为农产品质量追溯提供了可靠数据与技术保证。（５）基于ＷＥＢ服务的异常天气监测本系统运用中国天气网（ｗｅａｔｈｅｒ．ｃｏｍ．ｃｎ）网络天气数据服务，配置与ＷＥＢ一服务器通信获取ＪＳ０Ｎ格式当日、次日Ｗ及未来周的天气情况，通过数据的筛选比对，，动态监测当地的天气情况异常天气灾害下及时预警。每季度结束后通过生成统计图方式展现当地实际气候与历史气候对比，使种植者更好的对天气乃至整个地区的气候状况获得准确的数据参考。（６）植物生长全程摄像追踪通过配置摄像头定时拍照功能，可Ｗ展现植物生长的全程状态，种植者远程登录网站可获取最新植物生长状态图片。在每个植物的生长阶段进程中，生成拍照照片组合而成的Ｇｉｆ或Ａｖｉ格式动画，使种植者更容易观察植物生长过程潜移默化中的变化，也便于种植成果的展示与分享。８ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现二、需求分析２．１功能与性能分析我国当前阶段农业种植方法中一，般采用老式温室大棚蔬菜能提供及时反季一节的新鲜蔬菜，其目前仍有定的经济效益与市场前景。但是种植蔬菜的过程中管理非常复杂，种植过程中对环境温度、湿度、光照的要求很高，种植者需要具备较强的专业蔬菜种植水平。另外，目前的种植水平下，在反季节种植大棚蔬菜需要聘用大量的种植工人，２４部分高价值农产品甚至要求小时值守管理，工人的聘任又会增加管理效率与管理成本的问题１Ｓ。再加上大棚种植过程中部分种植者为了个人利益，往往不按标准添加化肥农药，农产品危险物质残留过高，导致了市场上对散装蔬菜的不信任加剧Ｉ９。对于种植水平较低的农户来说，种植蔬菜过程中很难获得满意的经济效益。如何利用现代化种植手段，减少人力资本，提高种植过程中的科技含量，是农产品作物的增值创收的迫切需求。运用物联网技术将王壤温湿度传感器、自动灌祗种植设备相结合，采用移动通信网络或无线局域网络的合理网络方式相互连接，将种植过程中各项数据通过互联网接入ＷＥＢ服务器与用户交互，最终形成智能化的物联网种植系统，用户通过电脑或手机浏览器登陆ＷＥＢ网站，实现对种植作物的信息采集、信息分析＂基于物联网技术的智能种植系统＂和自动定时或手动控制。本文所述的，可Ｗ在合理的资金投入范围内，实现种植的科学化管理，提高农产品增收，最终实现智能蔬菜大棚采用传感器来完全替代人工管理。使用物联网技术来实现精确而专业的种植管理，放宽了种植者的蔬菜种植水平，使得不具备专业知识的人员都可．，又能促实现高效蔬菜的种植，这既迎合了城市市民的种植过程简约智能化需求进农村地区劳动者的种植效率与质量管理水平。在基于物联网技术的智能种植系统中，，依托传感器所采集的数据，来调节种植环境中的±壤与空气温度和湿度何时通过地源热聚，种植调整种植系统何时喷淋、灌槪等处理方式擁水与施肥，灯等方式增温增光，ＷＥＢ服务器来自动定时控制或用户远程手动控制种植过程，２４，全３６５的相关斤为，使植物生长不受自然气候的影响达到小时年天高效率控制和管理。同时的，种植过程中的温湿度等信息数据通过移动通信网络或无线局域网络９ 基于物联网技术的智能种植系统巧计与实现，实时保存入数据库，，管理者可Ｗ远程登录查看通过系统设定的传感器感应闽值实现异常情况产生时及时向管理者预酱。，实现种植过程的智能化高效操作与反馈一一、基于物联网技术的智能种植系统，是种集监测、控制管理于体的综合一一性模块化种植系统，并可实现个或几个子系统的动态联动，不仅能满足单项。目的种植需求，亦可大规模集约化部署，实现大型农产品生产公司的相关需求最终达到科学管理，满足绿色食品、有机食品生产的现代、人力资源的优化配置农业要求。２．２开发环境（１）Ｋｅｉｌ与ＳＴＣＭＩＩＩ———Ｉ—Ｉ—■’ｅｃＰｅｉｅｒａｓｏｏｌｓＳＶＣＳｎｄｏｅ〇￡ｄｉｔ乂ｅｗＢｒｑｔＪ２ｅｂｕｇｐｈｌ王ｗＨｌｐ！巧ｒ必ｊ…————＇众ｗｔＩＴｉ占＾１＾臨體１馬｜Ｔｄ遵巧口口］Ｉ７＾二二ｚ心记：马ｉｐ．３了．■ｎ■■■■■－．■ｒｅｔ１ｉ广ｇ，ｉｎｃｕｅ＜ｒｅＳ．＞？？■４ｌｄ９ｌｈａ－ＳｏｕｒｃｅＧｒｏｕ１ｐｎｅｄｃ？＾ｄｅｆｉｎｅｕ址《ｕｎｓｒｉｇｂ＊＾化ｅｏｅｕＱＣａｏｊＩｎｃ固Ｍｆｉｉｉｇｆ＊ｃ－Ｗ化ｉｎｄｉａｎｑｉｌｌ；／／电Ｗ巧巧？Ｗ；，化ｉｔｔｕｒａＤ８２ｆ八主《遺＊＾定＃１巧号ｊ？＾ＶｓｂｌｃｂｅｅｐＰ２３；ＶｖｏｉｄｄｅＬａｙｆｕ化ｃ？ｓ｜＂证时毫巧函巧ｕｎｃ；ｉｉ．ｊ？？—■ｎａ＞Ｉｆｏｚ（ｉ；ｌ０；ｌ）？．ｆｏｒ－ｌｌ０＞０—（Ｊ；３；ｊ？；ＶｖｏｌｄＢＡｉ？凸。ｊｆｔｓｌＷｔｔｌｄｌｇｌｊ？ｔＡ．ｌｔ‘、ｉｍＩＩｆｕｒａｚｉ￣０ｔ９（）■ｉ｛＇ｅａ？ｄｌｙ＜ｌ〇ｌ：＇‘［，？？Ｉｆ（ｎｉｒａｎ０）ｇｉ＞！，ｂｅｅ－０；，，ｐｄｅｌａ（ＳＯＯ）：／ＡＳｙ／Ｍｂｅｅｐ＞ｌ；＊ｔ＜ｉｄｉａＤｑｌｉ－ｌ？／／打巧电Ｂｉｇ巧水］ｄｅｌａ（１００００；ｙ）＞／＊Ｉ：？ｅｌｓｅ｛。ｌｄｉａｎｌｌ－Ｏ；ｌｏＶ１１—曰？？－。．Ｉ毎Ｉ也１－１Ｋ图２ｅｉｌ开发环境一由美国ＫｅｉｌＳｏｆｔｗａｒｅ公司研发的Ｋｅｉｌ系列软件是款成熟的、被开发者广泛采用的５１系列兼容单片机Ｃ语言软件开发系统环境。与单片机汇编语言编程２０相比，Ｃ语言在学习和使用易用性和便利性上有着明显的优势。Ｋｅｉｌ提供了Ｃ语言编译连接并生成目标程序，Ｗ及各５１系列Ｗ及其他类型忘片资料，程序仿Ｄ一真与程序ｅｂｕｇ调试等在内的套高效完整的单品机Ｃ语言程序开发工具，通１０ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现一过一起个集成的ｙＶｉｓｉｏｎ开发环境，将这些部分组合在。Ｋｅｉｌ软件可Ｗ广泛运行在当前主流微软操作ｗｉｎ７ｗｉｎ。，８等操作系统对于单片机程序的Ｃ语言编程ｅ一来说，米用Ｋｉｌ开发工具是目前的最佳选择之。？ｓｉｃａＢＣ／ｕｉｚＢｃｕＡ扣扭＊玄库■肤Ｃ／姑ｔ啤口泛阵３贼Ｉｆｌ蛾扣浊ｋｆｌ财Ｉ湖ｇｉ＊Ｉｊ°：－！ａ巧？Ｃ＊＜＊＊ＭＵ，结５。品．＊＿—ｐｉ。、巧。０；ＡＣ２？？Ｍ２５饥１２ｉｆＫ？．；Ｉ化ｊ口垂＇ｉ？？ＶＳＭｉｔｔＵＵ口Ｘ３７ＦＭ巧０１ＵＭｉＣ０２ＡｉＭＵ７ｆ曲商Ｉ■？■＃＞￡？，，遲品；；曲？，Ｉ＊？＂；，Ｉ—￡￡５巧二＿；。。〇；化１Ｃｅ；１２。６Ｋ，。拉Ｃ２Ａ．－Ｉ１的的ＭＷＳ，。。！０Ｗ！＆？？？抑Ｋ，？０。？０１＊神巧Ｋ。０［Ｂ１０ＴＯ０１Ｋ■凹Ｋ＾？｜■ｈｃ？？＇换彻巧？２。，，，＂＂《？＊ｆ申区Ｐ１狂巧巧巧１式式〇。－５化５３１Ｉ０Ｕ０。Ｗ＂，化２〇〇〇盛滿細況Ｉ时区打＃ｎ？ａｉ３ＥｆＲ（｜！ｉｆ＃泛。。办巧，褒巧下献ｊｊ刘应心；，ｇ宜莖心ＩＩ？？，巧脚：ｂ）化！？ｉ—｜ｊ！＇＇ｉｉ￡．１：ｉｉ］＇己ｊ尸－＊？？■对巧巧止《Ｔ？ｉＩ；ｉ讀弹内巧ＴＲｉｍＢｔＩＲ｜Ｍ仅－用＊．ｓＤ；Ｍ１｜３下免》６畑１＾１〇／？４．１巧／巧ＢＴＦＩＫＭ！ｉｉｉ＇由ｉ历畑—．■—．－…一一ｊＲｔｆＦＳ巧户扭巧梢巧巧户Ｂ．ｒ…一．：．ｒｒ立立ｒｐ：巧｜ｒｍｆｔｆｉａＢＢＭ（ｆＢ？！５〇Ｃ！ｔｎ！ＩＨ；：＾ｉｆｔＪｔ３ｔＳＥ？ｉ：１ｉ￣＇＇！Ｔｍｉ巧，ｔ？占Ｉ里。；｛ｍ（－＆ＨＫＢＡ１ｓｉＳ圭／ｗ曲ｇｉｓａｉＭｉ＇：ｔ＂Ａｔ次ＦＣｆｃｉｌＰ產４＾ＲＪＳ目巧公任目献做側１＇１当自《巧化巧ｆＯＭ５３）？？＃維ｒａｍ巧闲８宜扣８ｔ？｜ｊ图２－２ＳＴＣ烧写Ｃ语言程序＞ＳＴＣ单片机烧录工具ＳＴＣ－（ＩＣＩ），其主要功能是将Ｋｅｉｌ软件编写的Ｃ语言程一序代码与相关的单片机运行设置打包成为个可Ｗ直接对５１系列单片机芯片执行的二进制文件，并将此ＨＥＸ二进制文件通过ＣＯＭ串行接曰或ＵＳＢ接口连接并烧写入单片机中实验运行。（２）ＩＤＬＥ＇ＥｉＵｇａＵＫ麵Ｓ４ｉ爱瓜哇／心＿占ｏａ２．ｉ．２ｉ泣拓ｉａｕ王含拟＾１２＾為１占，ｌｉ：蟲：Ｓ占！｛為乞ｖ．ｌＳ日Ｏ３２ｂｉＸ（１ｏｎ，１的３３—。，，了？ｐｅｃｏｐｙｒｉｇｌｉｔ，右ｏｃ１支ｃｅｎｓｓＯｆｏｒｌｏｏｃｃｌｎ￡ｏｒ？ａｔ义〇？？＞？，：！ｔ、ｊ齡它ｈｉ＞ｔｈ．ｆＪｏｏｒ３９，９？ｍａＬ１》■３ｆ．Ｏ＇？＞Ｉ图２－３Ｐｙｔｈｏｎ阻ＬＥ编程环境本文采用的树巻派控制系统采用嵌入式Ｌｉｎｕｘ操作系统中Ｒａｓｐｂｉａｎ操作系统。Ｒａｓｐｂｉａｎ操作系统功能使用Ｐｙｔｈｏｎ语言编写并控制。ＩＤＬＥ是树萄派操作系统中是开发Ｐｔｈｏｎ程序的默认基本开发环境，当安装Ｒａｓｐｂｉａｎ操作系统后Ｐｙｔｈｏｎｙ１１ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现２１与ＩＤＬＥ将被同时自动安装完成。ＩＤＬＥｈｏｎ语言编写作为树填派开发板默认的程序编写方式１集成的Ｐｙｔ，可｜＾？实现树璋派底层的各个功能调用，包括１０接口与传感器的连接与控制，ＩＩＣ总线通信等。（３）Ｐｒｏｔｅｌ■？？Ｗｈｆ？？？？？？‘＇ｆ＞＇？诚巾快；巧■ｋｗｙｊｔ■？ｆｒｗ＊乂，小口应？？！？＊街？－？＊巧ＭＭＭ－ＩＨＨｎＭＩＥ？倉§＾ｋＷＢＢＳＳＢＢＳＢＫＳＲ５■ＷＫＢＢＫｔＭＢＢＩ－－１１ｎｊｒｉｌｉｒｈ－ｒｃ瓜成ｇ；ｒ概作２－４Ｐｒｏｔｅ图ｌ开发界面Ｐｒｏｔｅｌ是电子行业的ＣＡＤ软件中的首选软件，是目前电路版设计的首选系一。在软件内可Ｗ方便的实现电路图绘制统之、多层印制电路板设计、电路板自２２动布线、元器件表格生成、电路仿真等丰富功能。本文所述的硬件电路连接采用该软件９９ＳＥ版本。本系统硬件选型、电路连接、电路图设计部分在实验室同项目硕±论文《基于物联网技术的智能种植监测系统》中有较为详细的叙述。（４）网站ＷＥＢ服务器架构峰ＢＢ１睐瞭ｉＳ＾ＩｍｉＭＩＩＨＨＩｌｌｌｌｊｇ｜１２ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现胃￡鸿聊數图２－５ＷＥＢ服务器结构ＷＥＢ技术作为全世界互联网的核也技术载体，其采用ＨＴＴＰ超文本传输协议，ＨＴＭＬ通用超文本标记语言即网页的形式作为信息交流的组成部分。采一用ＷＥＢ开发结构可实现单种植系统控制网站均可被ＩＯＳ、安卓等移动设备浏览，亦可方便的被ＭＡＣ、Ｗｉｎｄｏｗｓ电脑浏览，实现跨平台应用，而不必单独根，大大简化了本系统的开发流程和开发负担据不同操作系统编写客户端软件。在树璋派民ａｓｐｂｉａｎ操作系统中可Ｗ配置Ｌｉｎｕｘ下常见的Ａｐａｃｈｅ服务器与ＰＨＰ动一态网页程序，二者共同组成了个常见的Ｗｅｂ应用程序平台，虽然树奪派硬件Ａ一Ａａｃｈｅ服务器过于消规格满足ｐａｃｈｅ服务器般性的最低配置要求，但由于ｐ，耗树璋派内存资源，在笔者使用过程中极易出现内存不足卡死的现象本系统换用了ｌｉｇｈｔｐｄ轻量级ＷＥＢ服务器。－ｌｌｄ，ｉａｔｅｔｉｎｓｔａｌｉｈｔ即可树赏使用命令ｐｉ＠ｒａｓｐｂｅｒｒｙｐｓｕｄｏｐｇｇｐ安装完成ＷＷ－ＤＡＴＡ操作派本地服务器的文档存在于／ｖａｒ／ｗｗｗ／目录下，配置用户获取Ｗ１ＰＨＰＨＴＭＬ组权限即可配置并使用与文件。本机的传感器数据及系统运行的状态通过ＰＨＰ语言中数据库连接功能，存ｌ，是本系统所储于本地ＭｙＳｑｌ数据库或远程的云服务器中的ＳｑＳｅｒｖｅｒ数据库中需ＷＥＢ服务器的高效便捷的解决方案。（５）阿里云服务１ＷＷＷ－ＤＡＴＡ操作组ＷＥＢ服务器Ｗｒｏｏｔ用户运行，使１３ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现Ｋ９ｉｉＳＳｌｉｍａ①巧巧，ｊｉａｉｅ＃＊＊ＩＢＳＢｊＥＥｆｉＨＢ－‘＇除ｍｍＭＭ？作可編蘇＿ｍＱＩＨ！ＴＶ，巧。的，，＇ｔＲＭ？，？９ａＳ＾，Ｋｅ＞＞Ｍｉ－ｆｉｆａ０ＪＷｔｔＭ巧秘：巧Ｉ—ｒｗ；ＩＢｇ．．－‘《脚；Ｉ，．．ＩＣＯ如占屯．ｎ＾蕾ＨＨＵｓｍｍＭ，Ｉｂ＇做Ｓ：■御ＩＵＫＭ餐换１Ｍｆｇ图２－６云服务选择巧面云服务器ＥＣＳ即为云端创建的虚拟主机，可定制硬件配置与操作系统，通过远程登录方式配置ＥＣＳ云服务器中ＩＩＳ互联网信息服务，实现网站程序的运巧平台。ＢｓＨｊ＾＾＾＾｜＾＾＾＾ｌｉｉＨ８８Ｂ８ｌ２ｊ｜＾２ｌ８８ＢＢ８８ＢＢＢＢ８ＢＢ８Ｂ８ｌｉ８ＢＢＢＢＢ０Ｓ８＾ＳＥＺｉＳ＾Ｓ８＾＾＾＾＾＾＾一＞１如‘－析－《？？？…。ｗ一…、）ｖ＾ｄｔＩ＇—．，－．—－Ｉｂｍｉ－；＾．ｓａａｓｍｔｍ＝－－■ｒｉＭｗ■＇．．．．－．．１．－－■Ｉ－Ｌｊｌ—－——■－图２７云主机ＷｉｎｄｏｗｓＳｅｒｖｅｒ２０１２与ｎＳ８远程登录配置云数据库ＲＤＳ，即关系型数据库服务，是阿里云提供的可靠弹性云数据库服务，。其采用了多重安全防护措施和性能分析工具并提供完善的数据库备份服务，可选择弹性的包年包月付费或按流量付费，数据库需求增加时硬件配置可弹性升１４ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现２３级，提供当前被广泛应用的数据库管理系统ＭｙＳｑｌ和ＳｑｌＳｅｒｖｅｒ数据库可选。ＳＳｅ为本系统便捷配置使用云端ｑｌｒｖｅｒ数据库提供了高效可靠的解决方案。２．３成本预测与市场前景一本系统采巧两种控制架构方式，第种控制架构为５１单Ａ机架构方式，Ｗ实现低成本低功耗的传感器控制与自动种植实现，其采购自成熟的电子元器件、传感器，价格低廉，技术成熟稳定，但实现控制摄像头、远程登录等高级功能较为困难。第二种控制架构为Ｗ嵌入式Ｌｉｎｕｘ为基础的Ｒａｓｐｂａｉｎ操作系统的树璋派架构，树璋派作为当前主流的ＡＲＭ芯片智能家居与物联网项目实现平台，其可采用Ｐｙｔｈｏｎ或Ｃ语言编程，可Ｗ快捷的实现对传感器、摄像头、远程登录等高级操作。一２４相关核也元器件与传感器价格详情见附录表。达２５２００美元的Ｎｉｗａ智能盆栽相比，经＾＾售价高过成本核算系统实施费用符合市面上主流价格水平，不同需求的种植者根据模块化的系统按需选择不同的，，元器件，可Ｗ个性化定制系统的功能Ｗ避免不必要的功能兀余Ｗ适应灵活多变的市场需求。１５ 基于物联网技术的智能种植系统巧计与实现Ｈ、种植控制系统设计实现｜｜５．护］中，Ｋ化龍：Ｌ健低廉？翻欄众多化入式Ｌｉｎｕｘ探作系统Ｈ无线联网、１０接Ｕ、巧像头’？种高级编程语巧３－图１硬件控制平台选择在硬件控制领域，目前现有很多单片机开发板１平台可＾＾选择，５单片机作为应用最广泛的经典８一，其价格低廉，位单片机之质量稳定可靠，参考资料众一多。而与传统的５１单片机平台相比，如果仅仅控制个温度传感器，树替派不会显示出任何的优越性，而５１单片机却可Ｗ低成本简便的实现温度传感器功能，但如果欲通过ＷＥＢ查询这一传感器温度或记录温度数据文件，树每派将会更容易实现，因为树菩派已经有完善成熟的嵌入式Ｌｉｎｕｘ操作系统，而５１单片机欲实现联网功能却要从ＷＩＦＩ驱动开始编写，增加了不必要的工作量。由此可见，不同应用需求决定了该如何在两种硬件平台中选择。３．１低成本低功耗５１单片机控制系统单片机种类多种多样，其中最广泛令人熟知的是５１系列单片机。其最初的形式为Ｉｎｔｅｌ的８０３１单片机８０３，后被统称为采用兼容Ｉｎｔｅｌ１指令系统的单片机。该系列单片机。随着ＦｌａｓｈＲｏｍ领域新技术的突破，８０３１单片机得到了改善与发展一２６，成为目前被广泛应用于各种工业控制领域的８位单片机之，本系统低成本控制系统是其代表型号是ＡＴＭＥＬ公司的ＡＴ８９Ｃ５２系列单片机产品构建。５１１６ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现一单片机是基础入口的个单片机一，亦是当前国内各院校使用最为广泛的种，其价格便宜、资料众多、性能稳定的特性被广泛的应用于各种工业控制系统之中。ｎｏ．ｃＴｌＶ、＾Ｐ．ｌｌｃ２巧３㈱０ＰＩ．２ｃ３汾３㈱Ｉ化；ｃ４巧３燃．２｜ＩＣＳ媒３ＰＬ５ｃ６＾去３㈱，４化技ｃｇ＾３４ａ約，５＊ＷＰ，．７ｃＳｆＯ沒苗？時１／ＶｒｏＣ巧杰试３ｐａ；將Ｃ１．齡齡註１巧聲３Ｓ３巧成楓品溫Ｓ５；豁Ｊ＇．ｍ务ｉＷＣ；？。ｇ汾３獻，扔＇將４／ｍＣＭ３ｉ：＞ＵＣ｜＞：狀化５知，ｆ？燃瓜Ｃ絲３巧？？孫．４．－邏＇Ｆ３．７／辭ｄｎ討３巧．３覆ＸＴＡＵｃｊｍ２．１ａＰ２．２Ｓ［ＵＡｔＪｃｌ２２３蹲．Ｉ、ｃＷ２咕１３＾０．３－２５图１单片机引脚示意图５１系列单片机采用了８位ＲＯＭ程序存储器，１２８字节的ＲＡＭ数据存储器，，两条计数器，５／两条可编程定时器个中断源指令，３２条可编程ＩＯ曰线，通过１１０５ＷＭＨＺｌ外接．晶振提供震荡频率。经Ｋｅｉ软件Ｃ语言编程环境编写程序，可实现５１单片机引脚的各项控制操作。再通过ＳＴＣ软件设置波特率后烧写入５１单片机内部，即可实现单片机的预期功能。图３－３单片机ＰＤＩＰ直列双插封装本系统低成本控制系统采用５１单片机，通过Ｋｅｉｌ开发环境中Ｃ语言编程可Ｗ实现系统模块中的传感器的调用，ＩＩＣ总线通信，中段与定时器等功能。１７ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现？Ｔ、田巧■…＂■巧？巧ＯｐｔｉｏｎｓｆｏｒＴａｒｇｅｔｗｇｒｔｒ于７＾？．馬释色Ｔａｒ？ｔＯｏｔｍｔＵｓＵ巧Ｉ巧１ＢＩ５１！？ＢＬ５１ｌｉＤｌｃ｜〇〇＂？，ｃ．ｍ｜ｍ｜｜］｜（Ｉ￣￣￣巧口ｉ王＂１＊々１｜打■—？？￡Ｅｘ，ｎｔ？Ｕ＊：ｔｗ？ｎｃｗｉ？片ｊ｜许吊ｐ＇口时■ｒｉｃ？ｉＩ，＼ｔ？ｔｎｊｕｉ＂ｃｂｆＩｆｔＪｅａｌａｏｒａＡｔｉ＃广化巧？？ａｏｎ＊ｉ［｛Ｃｒｉ？Ｅ？－ｉ：ＨＥＺ扣３口＂，Ｘ供‘｜‘苗直广Ｕｂｒｔｒｙ：．、ｔ＂ａｎｃｊ；？ｎｅ＊．ＵＢ：，Ｐ化Ｃｏｎｌｉｔ＊广ｔａｒｔｌＵｂａｉｎｃ￡？巧＊１ｐＳｅｓ＊＊ｒＰｒ？ｔ．．．广ＲｏａＶｏ口＊Ｂｒｐｉｆｊ）｜广Ｂｎ＂ＦｒＢｒｏｗ＂．■．ｏ：ｔｒｏｒ－ｇｃｊ｜记满ＩＩＩ３－４Ｋ图ｅｉｌ将Ｃ语言代码编译生成ＨＥＸ二进制文件３．２树璋派与Ｒａｓｐｂａｉｎ操作系统图３－５ｏｄｅ树萄派ＭｌＢ＋型号开发板外观一树璋派是款基于ＡＲＭ的微型电脑主板，其可使用４Ｇ／８Ｇ的标准ＭｉｃｒｏＳＤ一－卡作为存储空间，卡片主板周围部署有四个ＵＳＢ接口和个ＲＪ４５标准网线接口。ＵＳＢ口可兼容连接市面上键盘、鼠标作为输入方式，网线口可插入网线后自带默认网卡驱动程序联网。树璋派开发板同时设有视频模拟信号的电视输出接口和ＨＤＭＩ高清视频输出接曰，可用于连接显示器设备。Ｗ上所述的电子元器件全一Ｗ）上。ＩＮ１０部构建于张信用卡大小的电路板（主板根据微软最新的计划，０ｔ树奪派最新版本具备ＷＩＮ．ｎｅ平台的物联网设备开１的基本功能，Ｗ支持微软发。本体统采用树萄派最新ＭｏｄｅｌＢ＋主板，其配备４０个ＧＰＩＯ可编程引脚，１８ １基于物联网技术的智能种植系统设计与实现．采用５Ｖ的ＭｉｃｒｏＵＳＢ插口作为供电方式，７００毫安Ｗ上的电流供应可Ｗ保持稳２７Ｃ语定运行。５口Ｍ内存，可在树窜派内部流畅运行ＭｙＳｑｌ数据库，言或Ｐｙｔｈｏｎ语言编写的各种应用程序。毅＋尽＝Ｒａｓｐｂｉａｎ－３６民ａｓｂｉ图ｐｉａｎ宣传图，树璋派与Ｄｅｂａｎ树璋派移植了著名开源Ｌｉｎｕｘ系统Ｄｅｂａｉｎ，并命名为民ａｓｐｂｉａｎ操作系统作为默认的操作界面。其保留了Ｄｅｂａｉｎ操作系统的大本分基本特性，并基于硬件。做出了相对的优化调整，熟悉Ｄｅｂａｉｎ操作系统的开发者可｜＾１快速的学习入口Ｒａｓｐｂｉａｎ操作系统内部集成了常用软件包平台，可便捷安装Ｌｉｎｕｘ下常用开发工具，包括Ｐｙｔｈｏｎ编程环境和ＷＥＢ服务器等应用环境，树璋派安装ＷｒｉｔｉｎｇＰｉ库后可兼容Ｃ语言开发程序。在２０１５年初的ＷｉｎＨＥＣ大会上，微软宣布了旗下最新操作系统Ｗｉｎｄｏｗｓ１０２＊支持树巷派第二代等基于ＡＲＭ架构的开发板，树菩派作为创客和中小型企业。传感器控制系统等项目被广泛使用的硬件平台，未来将会扮演更为重要的角色３．３系统信息显示（１）字符液晶显示屏１６０２显示信息’品品蘇，ｓｍｍｍｉＲｉｎｉｉｉｉｉｉｐｍｕ图３－７工业１６０２字符液晶显示器一字母、数字、符号等简单信息的显示，目前般采用１６０２工业字符型液晶一ＣＤ显示屏显示模块是种被广泛使用于的点阵式Ｌ，目前常用１６列，２巧字符１９ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现的思示模式。。因其价格低廉结构简单，被广泛应用于简易信息的显示场景应用本系统当需要简单低功耗显示英文与数字字符时，最适合采巧１６０２显１，可５，示器，其驱动简单方便与单片机或树萄派搭配Ｗ在某些场景下快速低功耗显示简单传感器信息。（２）点阵液晶显示屏１２８６４显示信息、＾二？’‘Ｘ＇、Ｊ＊ｒＷ…＊《ＢＩｒＴ？ｒＺ？ＳＨＢ｜／Ｌ適―ｎ，；Ｖｉ．＇．？－坤，、／／．山禮騰涵琴；Ｖ。严图３－８工业２８６４显示屏１１２８６４液晶显示模块是１２８列６４行点阵的图形型液晶显示模块，其显示面积更大，与１６０２显示屏相比，其不仅可Ｗ显示字母、数字与图形信息，在此基础上还内置有汉字字符８１９２个。其可与控制系统的ＧＰＩＯ直接连接，并可设置按时休眠等拓展功能。１２８６４显示屏与化０２思示屏不同之处在于１２８６４显示屏一可Ｗ便捷的显示常见中文汉字与图形，与１６０２只能盈示英文与数字相比这是２８６４种对用户友好的信息展示方式。但相应的，１显示屏与１６０２显示屏相比体。积稍大，功耗与价格略高两款显示屏对比信息表如下２０ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现８〇ｘ％ｘ９．５ｍｍ９３ｘ７〇ｘｌ２．５（ｍｉｎ）外观尺寸；（）ｊ＾．．．￣２０ｍＡ５０ＶＸ作功耗．．）（—■＂．．ｌ２０Ｍｉｌ１６个牛；■－－－忌示内春＾支７汉导Ｖ国Ｉｆ［—￣粟购价梧：１０１５元３５４５儿ｊＩ－６０２表３１１写１２％４显示消Ｍ比（３）通过ＨＤＭＩ接口连接显示器ＨＤＭＩ１，通过该接曰可直插便树萄派主板内置有．３标准的视频输出接口捷的输出７２０口、１０８０？视频信号。配置化３５口６３；１１系统中化〇〇１／（；〇１１厂巧化１；文件设置视频固件输出方式连接带有ＨＤＭＩ接曰的显示器、电视机或投影仪即可实时查看系统运行界面。目前市面上显示器大都配有ＨＤＭＩ接口，将树奪派通过ＨＤＭＩ接线连接显示器可即插即用显示系统的信息。但由于系统实际运行过程中往往受到成本与ＨＤＭＩ连接显示器仅在程序编写调试时使用，部署环境的制约，通常情况下树璋派配置联网后采用ＳＳＨ远程登录的方式通过第Ｓ方ＰＣ或ＭＡＣ电脑设置系统运行方式。３４．网络控制与远程登录（１）远程登录方式当树舊派通过网线或无线网卡连接网络后，可Ｗ通过其他计算机便捷的访问－。其树眷派。设置民ａｓｐｉｃｏｎｆｉｇ中启动ＳＳＨ服务器，设置密码后即可被远程登录启动ＳＳＨ工具远程登录树荐派，而Ｗｉｎｄｏｗｓ操作他Ｌｉｎｕｘ或Ｍａｃ用户可Ｗ直接ＰｕＴＴＹ这一免费软件登录树苗派系统用户可下载。登陆后即为树璋派的命令行操作界面２１ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现ＣＡＮｉｇｅｙｍｍｍｉｔ：ｎｅ汾矜ｙｉ巧８？巧Ｊ－＊￥？？？細推＾？＃？％。３？０（＃￡＊於＃冷的１．？５？怒秘＊＊＊Ｓ樹＇—Ｓ｜；ｉＴ祭＾＊＇＃翻《ｉｓｊｗＮｔｅ？ＯＳ＊综ｉ＊Ｃ说ａｆｔ知Ｍｔ叛汾〇ｉ■＠．－ｉＩＪｄ細ｄａｉ姑ｉ細暖？品Ｓ４煤卡ｒＣＳ３ｔＩＺｉ－ｔ＾ｍ：ｌｆ知ＩＩＩ９＊ｉ獻Ｉ＿＿＿…？ＩＩ＾？ＲＭｌ．（ｋｗｉｓｎ９ｎ９Ｉｉ：Ｍｉ？ｆ？ｎ晦ａ？々ｆｔｔｗＩ〇ｊ〇Ｎ窃助｜＞《ｌＩＩ真＇…￣＂＂Ｆ品ｉＩｓ＾ｒｉ图３－９树黃派Ｐｕｔｙ远程登录＾ｉ楓ｎｉｉｍｊ－图３１０树窜派Ｒａｓｐｂｉａｎ系统命令行操作界面一ｉｈｔＶＮＣ这在树璋派软件包中安装Ｔｇ远程桌面管理程序，同时在计算机中ｉｈｔＶＮＣＶｉｅｗｅｒ程序可Ｗ查看并控制树璋派远程困形界面安装Ｔｇ。２２ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现＃Ｖ＾ＪＬ＾／ａ３－１１ＴｈｔＶＮＣ图ｉｇ模式下图形化界面为了使树眷派ＩＰ地址不发生变化，便于每次登陆与维护，在局域网路由器设置中，在ＤＨＣＰ服务器设置栏为树眷派指派局域网内固定ＩＰ地址。鄉淀街廢巧任毎持５＞微ａＭＡＯ＆ｉｌｔ活巧；巧？ｉＬＷＪｌ９２ｄ６８ＪｌＪ１４４ｊＪ＇？ｎｄｎ＾－ａ＾２８ｆ６ａ７４ｄＩ９２１０３．１６８．３ｌＩｊｊ！Ｗ？ａｎｄ＊ｒｏＷ８３７７１５０ｃ３巧Ｉ９ｉｌ化３１．；ＵＯ巧》Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ巧２．１６８．３ＬＭＳＷｍ＊ｍ－巧－ＩＰ。图３１２无线路由中为树巷派指定固定地址（２）ＷＥＢ服务器方式将树萄派配置为ＷＥＢ服务器通过ＷＩＦＩ控制树菩派各项功能。但ＷＥＢ服务器方式虽然能在局域网中顺利的部署运行，但因为我国目前的一ＩＰＶ４地址的紧缺性问题，般用户不可能拥有公网的独立ＩＰ地址。目前的对于变化ＤＤＮＳ动态域名解化我国目前最大的ＤＤＮＳ服ＩＰ主机的主流解决方案为２９务提供商为花生壳公司。在花生壳网站注册后，在路由器中配置ＤＭＺ主机并将外网ＨＴＴＰ８０端曰映射为树璋派ＩＰ地址，由此可实现外网对树璋派的浏览器访问。２３ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现娜ＩＴＣＰｍ．Ｖｉ＼８０Ｉ？１？：１９２３巧就｛１：，１閒．１．１０５Ｉ３－團１３路由器中配置ＤＭＺ主机与端口映射ｏｒａ．ｃｏｍ尴Ａｙ）ｍｍｍｍＶ糜讀黨穿囲（ｉ免远節培２３齡径Ｉｕｗｅｎ＆＞ｇｌ）？－、Ｋ？（；巧咕ｆｊ１２３４５６３巧？ｂｃｄｅａ２３４＜ｏｒａｙｘｏｍ主＾巧巧妨脱游笠抹换古，＂，２４捕［ＩｍｍｉｌｌＳＩｌｌＢＳＩＩＳＢＩＢＢＩＶ．．叫—Ｗｖ．■？■—？巧＂中—ｒｉｌｌ■，－ｉ－＊■＝￣８１８０８＿＾人，巧。％：＊。；；．巧图３－１４小米路由中配置花生壳操作界面。ＤＭＺ主机实现了将内网树霉派在局域网内的ＩＰ地址的ＨＴＴＰ８０端口映射到外网端口，实现外网通过域名访巧内网ＷＥＢ服务器的功能。配置完成ＤＤＮＳ与ＤＭＺ端口映射服务后，可在公网使用花生壳附带的域名实现树菩派的远程ＷＥＢ访问。（３）云服务，树璋派作为物联网应用中高性能微型计算机代表的案例ｉｎ，其Ｌｕｘ系统下可Ｗ流畅运行ＭｙＳｑｌ数据库管理与ＰＨＰ与Ｐｙｔｈｏｎ脚本，在树璋派获取本地数据后，通过购买云端数据库的方式可Ｗ实现本地数据的云端存储，为用户联网随时２４ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现随地查看种植数据提供了可能。换Ｓ百妨Ｒ．诏巧Ｉ，可ｉｆ．巧脑＾＊４ＷＨ＊＊Ｉ韻‘二ｉＭｓｓｍｒｍｍ—不馈＇１？？：３漠巧巧７：导忍；，７＾本文治猫巧＾．＊＊＾ａｉｓｉａｓｇｉａｇｆＢ＊．．、．喔．＇：．Ｉ．矿Ｍ＇泌苹：ｎｙｍｍ５邊■巧冉輸趣：醒微獅卿弓ｉｔｍＳ曲麵？倒＆巧：｜＾＊地離：ＢＢＨＢＢＨ一ｍｍｒｎ巧｜．化Ｗ，４，名｜９誦辦的马對战马安？３；装巧滅：１？麵３－图１５阿里云数据库配置方案目前各大瓜Ｃ服务商均推出了云数据库产品，比较有代表性的产品有阿里云ＲＤＳ关系型数据库或ＷｉｎｄｏｗｓＡｚｕｒｅ提供的ＳｑｌＳｅｒｖｅｒ数据库。国内丰富的云数据库选择环境为本系统构建了良好云端平台。与此同时，通过配置云主机或传统网站虚拟主机的方式，通过ＷＥＢ技术实现用户只需打开浏览器即可查看当前的种植数据。通过广泛应用的ｊＱｕｅ巧ｃｈａｒｔｊｓ２库可将数据整合为柱状图、饼状图、折线图等图标方式，实现更为丰富的用户种植数据的分析与应用。３．５外围设备模块控制３ｉ．５．１ＧＰＩＯ直接控串ｊ单片机的１０接口，即ＧＰＩＯ通用输入输出接曰。所谓的ＧＰＩＯ就是检测数１！０，通字量的输入输出引脚，作为输出模式时可Ｗ有两种状态和过编程语言０，单片控制，按需或根据定时器或中断任意的置为或１。在设置为输入模式时２—ｃｈａｒｔ。．ｓ个基于ＨＴＭＬ５ｃａｎｖａｓｊ，技术的开源图表绘制工具库２５ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现机接收外面输入的值为０或１的数字信号，或通过若干个引脚连接ＡＤ转换芯。片，进而接收到转换为数字量的模巧信号目前市面上５１系列单片机有ＰＤＩＰ、ＰＬＣＣ、ＴＱＦＰＨ种封装方式，其中市面３ＰＰＤＩＰ封装，上广泛生产的４０ｉｎ封装的双列直接版本为本系统所采用芯片共有４０－１。５１个引脚，依次为４０号引脚在单片，引脚的排列顺序为从靠忘片的缺口，４机的引脚中电源引脚占据两根，另有两根引脚外接晶体振荡器和根控制引脚，其余３２根可编程ＧＮＯ引脚，分为４组，分别为Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４各八沮引脚。３３Ｖ５Ｖ肿ｔｏ之２ＣｔＳＤＡＶ＂＿）５Ｇ＞ＩＩＯ３ｌ２Ｃ１ＳＣｔＧＮＤ（＿｝ＧＰＩＯ４（ＧＰＣＬＭＯ）ＧＰ＊０１４（ＵＡＲＴ＿ＴＸＤ＞ＧＮＯＧＰ０１５ＵＡＲＴＲＸＯ（．）ＧＰＩＯＩＴＧＰＩＯ巧ＧＰＩ０２７ＧＮＤ（３Ｐｔ０２２ＱＲ０２３３３ＶＧＰＩ０２４［ＩＯ１ＷＪＧＰ０ｙｌＯＳＩ！ＧＮＯ（）ＧＰＯ９ｔＳＰＩ＾ＭＩＳＯ）ＧＰＯ巧（ＩＩＧＰＩＯｔＵＳＰＩＳＣＬＫＧＰＯ６ＳＰｌＣＥＯ－）（—＊：＾ｊＯＮＤＧＰＩ〇７（ＳＰＩ－ＣＥ＂＾！挺ｙＩＤＯｍｉ１０．Ｓ，Ｐ辦Ｖｊ＾。化）ＧＰＩ０５ＧＮＯｗ？Ｐｏａｒ３３ＶｏｌｔｓＩＩ（）ＧＰ３１ｉＯｅＧＰｔ〇２？Ｇｒｏｕｎｄｊ＾＾ＩＰＧｅｎｅｒａｌＩｎｕｔｓ／ＯｕｔｔｉＧｉＯ３Ｇ＃ｐｐｕ１！ＮＤ因Ｇｐ。。良ｍ托ｓ萬篇芯；ＧＰＧＰＩＫＳ＞至２０Ｉ０２６３Ｓ１ＲＴｅｒｆ｜＾〇ＵＡＩｎｔａｃ＃ＩＧＮＯＧＰｉ０２１瓜巧巧ＯＭｆ〇Ｉｎ佑ａｃ？Ｉ３－图１６ＭｏｄｅｌＢ＋版本树窜派各接口引脚功能最初发布的树窜派ＭｏｄｅｌＢ版本中设置为％个普通ＧＰＩＯ引脚，后随着树萄派应用场景的增加，在２０１４年后推出的ＭｏｄｅｌＢ＋版本扩充为４０个１０引脚。除去普通的即可配置为输入或输出模式的１７个普通ＩＯ引脚么外，树璋派还设一２一一４ＩＩＣ、４ＳＰＩ和ＵＡＲＴ置有个针的总线个针的个接口。在无必要设备ＩＩＩ时，树萄派上的Ｃ和ＳＰ接口也可Ｗ作为普通接口配置并使用。树萄派在操作Ｒａｓｐｂｉａｎ操作系统中默认Ｐｔｈｏｎ语言作为控制语言，通过获ｙ３ＰＤＩＰ封装，塑料双列直插式封装４ＳＰＩＵＡＲＴ，串行外设接口；，通用异步收发传输器，２６ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现取ＳＵ权限后可Ｗ直接控制引脚的編程操作。而对于Ｐｙｔｈｏｎ编程而言，树萄派亦ｔ－ｔ可ａｅ命令获取ＷｉｒｉｎＰｉＣｈｏｎｐｇｇ插件后，使用语言替代Ｐｙｔ语言作为程序语言的开发。通过ＷｉｒｉｎＰｉ亦可编写ＧＰＩＯ控制方式ＧＰＩＯ命令可Ｗ控ｇ，Ｃ语言使用制某一个树璋派ＧＰＩＯ管脚。用户可Ｗ利用ＷｉｒｉｎｇＰｉ中ＧＰＩＯ命令通过ｓｈｅｌｌ脚本控制ＧＰＩＯ管脚的输入与输出，可通过编。除此之外，树荐派可Ｗ连接拓展板程树巷派上的ＧＰＩＯ接口连接控制低成本５１开发板，或是当前开发社区流行的Ａｒｄｕｉｎｏ开发板等，Ｗ实现更复杂的拓展功能应用。另外需要注意的是，５１单片机ＧＰＩＯ口输出电压为５Ｖ而树萄派ＧＰＩＯ口输３－二．３Ｖ，３３Ｖ５Ｖ工作电压者皆出电压为虽然本系统所涉及到的传感器设备为．５一适应，但如若１单片机引脚直接与树萄派通信时，需串联个３３０欧姆电阻Ｗ分压。由于５１系列单片机与树璋派开发板原生未含有ＡＤ转换忍片，而传感器模拟量数据需要ＡＤ转换芯片才可被ＧＰＩＯ引脚读取。在ＡＤ转换芯片的选择上，一８本系统采用了成本低廉被广泛应用的ＡＤＣ０８０４芯片。ＡＤＣ０８０４忘片是款位、单通道的Ａ／Ｄ转换器，约耗费１００微秒即可进行单次ＡＤ转换，单电源工作时Ｗ？ＡＤＣ０８０４输入电压范围可适应０５Ｖ电压。本系统对ＡＤ转换速率要求不高，可化满足５１单片机及树璋派开发板的应用需要。３．５．２电磁继电器间接控制高功率电器喊４３ｍｍ户Ｉ｜觸做？常磯１７ｍｍＩ觀ＶＧＮＯＭ电ａａｓ＾ｔｍ這ｉｖｃｃ＾ａｃｉａＩ－Ｘ圓琳齡＊１ｐ３－意图图１７电磁继电器控制示２７ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现々－？＞！；；－图３１８多路电磁继电器示意图５１在单片机或树璋派开发板系统控制外围电子设备时，其５Ｖ电压内的低，但当外围模块功率较大时功耗电器可Ｗ通过ＧＰＩＯ接口直接控制调用开关，ＧＰＩＯ口无法直接控制设备的开启与关闭。在电路中低电压设备控制高电压设备通用的方法是采用电磁继电器间接控制的方法。通过单片机１０口驱动５Ｖ电磁继电器的吸合与断开，进而捏制商电压电路上的电子设备开启与关闲。本系统采用奥松２２系列的数字继电器模块，其采用宁波汇科优质继电器，一，模块集成ＬＥＤ指示灯用Ｗ显示电磁继电器开合状态提供路输入输出功能，３２０Ｖ标准电压下最高３Ａ峰值电流的高功率设备１最高可Ｗ接２，因此可通过ＧＰＩＯ口的高低电平来直接控制电磁继电器的吸合与断开，进而实现５Ｖ低功耗设备控制高功率设备。为了避免传感器数据在临界值附近时，为避免电磁继电器反复来回吸合与断，开损耗设备使用寿命编程空置时需要添加延时的判断逻辑，连续临界状态时延迟－１０２０秒启动设备。在系统设计过程中，，高功率设备，如商功率补光灯大型水累、地电热等设备需要２２０Ｖ电压运行，单片机与树萄派的ＧＰＩＯ接口无法进行直接控制控制，此时将多路高功率连接电磁继电器，电磁继电器的控制端连接ＧＰＩＯ接口，即可通过编程控制高功率设备的按需运行。２８ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现３５．３ＭＣ总．线控制ＩＩＣ串行总线技术是飞利浦公司上世纪八十年代设计并推出的电子元器件串ｌ口行传输总线，＾ＧＰＩＯ连接两根通信连线即可实现完善的全双工同步传感器等设备数据传送，每秒传输数据可达到１００ＫＢ。ＩＩＣ息线可设置７位设备地址。两根通信连线分别称之为ＳＤＡ和ＳＣＬ。其因为规范完整、结构独立和使用简单，被广泛应用于单片机与周边设备通信５１系列单片机与树鸯派开，本系统采用的发板均可良好的支持ＩＩＣ总线通讯，进而实现对ＩＩＣ总线上传感器的控制与数据的读取。—￣—ｎ，７Ｉ１１？ＳＤＡＩＰ＊－一Ａｉ＃ｆ广ＳＣＬ輸＇彼ＡＡ｜｜＃｜録裤３？伴＂！｜｜Ｉ！图３－５ｎｃ总线连接方式１９１单片机在５１单片机总线上，采用漏极开路结构将总线与各元器件连接，因此ＳＣＬ与ＳＤＡ的连接时，需要连接上拉电阻使不确定的信号位于高电平。在无数据传一器件输出的低电平，会使总线输的闲时，总线保持高电平，连接到总线上的任３２的信号变为低电平。树菩派开发板使用ｎｃ总线通信时，ＩＩＣ控制的核也是ＢＣＭ２８３５芯片处理器系统，这些管脚包括位于树璋派上的上拉电阻器，因此，应用时不需要连接通ＩＩＣ总线ＩＩＣ总线可通过树璋派ｐｉｎ３与ｐｉｎ５口访问，过外部电阻就可直接访问。ＣＬ信号。此ｉｎ５５口Ｓｉｎ３与ｐ引脚为树璋ｐｉｎ３口提供了ＳＤＡ信号，ｐｉｎ提供了ｐ派设置专用Ｗｎｃ总线引脚，工作时可作力ＩＩＣ总线引脚使用，巧时可配置为其他输入输出接口。３．６使用摄像头树璋派支持多种型号的摄像头规格，支持的摄像头外设列表可查询到相关的一３３个有，需在供电系统中连接内容。通常树璋派不足Ｗ提供摄像头所需的电流２９ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现源ＵＳＢＨｕｂ为摄像头独立供电。３４树荐派Ｐｙｔｈｏｎ编程环境中可安装ＳｉｍｐｌｅＣＶ库操作摄像头。ＳｉｍｐｌｅＣＶ是一计算机视觉相关的个开源库，通过ＳｉｍｐｌｅＣＶ可Ｗ定时的从摄像头采集当前图像并显示或保存为文件。摄像头采集的图片传输存储于ＷＥＢ服务器中，在ＷＥＢ服务器中编写程序实现采集后的图片处理。ＳｉｍｐｌｅＣＶ摄像头采集图片、图片编码、储存与处理的过程如下。■■ＢａＥＺ］图３－２０采集图像处理流程目前ＷＥＢ端数据存储服务大多按时间与流量付费，云端种植影像如不加处理即存储，会耗费大量宝贵的数据空间，造成不必要的资源浪费，将图片选取并间隔编码的形式生成ＧＩＦ或ＡＶＩ格式视频影像，即可Ｗ方便用户在线分享与交流，也可Ｗ节省宝贵的存储空间费用。３０ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现四、系统模块设计实现４．１光照模块设计实现４．１．１不同光谱对植物生长状态影响植物对阳光中不同光谱的反应与人类视觉湿著不同。人眼较为敏感的光谱为黄至绿光间光线。对蓝光波段与红光波段有较低的辨识性。与之相反，植物对于红光与蓝光光谱最为敏感绿光较不敏感－。植物对光谱最大的敏感地区为４００，对３５一７００ｎｍ。因此，光合作用有效能量区域般位于该区域光谱。此段光谱所占光能量的约４５％，如在光照不足环境中配置植物生长补光灯，则补光灯光谱应在该段光谱区间。度＆（ｍ＞３００４００５００６００７００ｎ＜）懲ｎｍＩ晴巧醒驗兜雄搜炼ｆＭＢ＊２ｎ￥０Ｑｍ？６９ｔ？？）？４０＊：＾２ｉＰｉ＂ＩＩＩｐＳ巧ｉ苗若ｒ：０［４００５００６００ＴｄＯｍ３；宏ｒ資乐汽＆乂芽３６图４－１光谱范围对植物的影响３１ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现下表格分析研巧总结了植物对不同波段光谱光照的反应３７：２８０－３１５对植物生长过程的生理影响很微弱―‘’一＇―３１５－４００植物叶茎的伸展有宗影响７岸绿素吸技少＇￣－＂４００￣５２〇（ｍｆｅ）桓物对申豪素导卖胡萝ｈ素巧极收占很大比例，此臣＾域对光合作用效率有较大影响＇＾－５２０－６１０（绿色）植物的该区域光的吸歧示兩呈＾６￣而０此光谱叶绿素吸收不１０明显，对右吝柜甫写死屏葡效麽ｈ３巧ｊ显著影响＾一７２０？１０００植物花期与种子发芽有定影响＞１０００转疾成为热量散失掉＇３！％枯姐；）巧：＇，４－表１植物对不同波段光墙充庶巧反忘种植过程中的所谓光补偿点是种植过程中光照强度阀值设置的重要参考依据。其实指植物在定量的光照下，光合作用吸收二氧化碳和呼吸作用能耗相当，３９达到均衡状态时的光照强度。光照强度在补偿点１＾下，植物的呼吸消耗大于光４０合作用产生，植物不能积累干物质，所Ｗ需要补充光照强度至光补偿点上。一综上所述，植物生长补光灯旨在为植物提供了个快速积累干物质的光合作用的环境￣。补光灯配置为红蓝波段区间的光线为主。其中６１０７２０ｎｍ波长的红色波段光，叶绿素率在８０％左右，该的红光波段促进植物生长过程中合成叶绿素与叶绿素的光和作用－。而４００５２化ｍ波长的蓝紫光，叶绿素吸收率达到９０％＾！上，是植物生长过程中光合作用的重要环节，补充该波段光有助于跟块发育、叶茎成长＂、抵御病虫害等作用。一根据Ｗ上农业研究理论，使用定比例的将殊红光和蓝紫波段植物生长补光灯，在植物栽培、家庭种植、温室大棚等光照不足的季节使用。使用生长补光灯还有助于实现植物育苗、果实增重、花期控制等功能。４．１２．常见蔬菜作物光照时间３２ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现西紅柿１２－１６小时２ＫＬＸ７０ＫＬＸ中日照型喜光；Ｉ—－ＫＬＸ３０ＫＬＸ疑摄１０１２小时１７５申日照型喜光———－－２品子５－＾８１．５６ｋ［Ｘ黄瓜１不屏短百庶型言宪■一．．．．…－Ｋ茄子１１－。小时前Ｘ４５ＬＸ中日照型壹完￣￣￣￣薩鱗＞１２小时２ＫＬＸ４５ＫＬＸ长日照型５１＂－２５１０２５小时Ｌ２ＫＬＸＫＬＸ＂＂—＇—■—－８不时０：打瓦ＩＣＬＸ２５３０「福ｍ识曲木桐强死Ｉ．＿＿一＂’￣￣￣歪柔６訂、屏反瓦又４Ｓ班义愚百庶通申宪裡―—…————―———悉菜也１４小时赶克疫提爵元窥醉韦Ｈ］屏型冉非：’—＂￣￣＾＂＂＾￣￣■＊．．也齿度Ｔ〇ＩＴ２／ＦｉＦ４ＫＬＸ８０ＫＬＸ串百庶苗吾宪表４－２常见植物光照时间上表中照度的国际单位ＫＬＸ为千勒克斯，。当植物生长过程中光传感器检测到光照强度连续到不到光补偿点时，例如当连续的雾靈或阴雨天气时，或者植物花期或果实期需要额外光照的情况下，开启植物生长补光灯可Ｗ为植物生长提供更好的光照环境。具体的植物所需光照强度可参考附录表二与附录表Ｈ中数据。４．１．３光照强度监测（１）光敏电阻ｋＪ＝３Ｊ图４－２常见光敏电阻光敏电阻又被称为光敏电阻器或光导管，使用硫化偏，另外还有硫化铅、砸、３３ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现４２硫化铅、硫化祕等材料制作而成。制作光传感器的原材料阻值根据特定波长的光线强度程髙低变化。当光敏电阻阻值发生变化时，通过ＡＤ转换总片感知电阻值的变化，或是设定触发阀值的方法，可Ｗ测定特定波长光照强度的指标。（２）光敏二极管％图４－３光敏二极管一光敏二极管又被成为光电二极管，其是种将当前的光照强度转换为电流或一个具有对光线变化敏感的电压变化的电子元器件。ＰＮ结分部于光敏二极管管芯内部，其具有单向导电性，而且光强不同的时候会改变电学特性，因此，可Ｗ利用光照强弱来改变电路中的电流。电流的变化通过硬件电路传输至ＡＤ转换态片，即电流变化的模拟量转换为数字量数值，即可测得当前的光照强度情况。－（３）ＧＹ３０型号数字式光强度传感器４－４Ｙ－３０图Ｇ数字光强度传感器ＧＹ－３０数字光强度传感器是市面上被广泛应用于光强度采集的传感器设备，ＩＩＣ总线接日与控制系统通信－其使用。ＧＹ３０传感器所接受的光谱的范围与人眼３４ 基于物联网技术的智能种植系统没计与实现相近，对光源的依赖性不大，可Ｗ在各种常见白巧灯、巧光灯、面素灯、ＬＥＤ灯光下工作。３２．６，ＢＨＢ、—）￣…―――———…ＴＶＣＣ巧电电療Ｓ￣５ｖ１．ｒＴＴＩ７，．Ｕ＜ＳＣＬｎｃ忿线巧倚弓膊Ｉ口３矣—■矣ＬｊＪ一認Ｓｒ器讀？盎驗ｆａｈｔ引觀０—丄Ｌ：＾ＩＧＫＤ电巧巧ＭＧ？－３０ＳｍＩ遊巧隨１巧ｏｍ２饭々３－巧．３權巧器（３ｖ５礙电兼容）３电平铸換信巧客）图４－５ＧＹ－３０数字光强度传感器结构－－ＧＹ３０其配备有，对６５５３５ＫＬＸ，可分照度数字转换器１光线宽范围高分解５红外线影响较小辨５０ＨＺ／６０ＨＺ光噪声，并且在实施过程中受，仅需１．８Ｖ搜辑输入接口即可驱动使用，该传感器模块自动将光照强度量通过ＩＩＣ总线传输至控制系统。４１４ＬＥＤ．．植物促生长灯补光实现根据前文所述太阳光波长对植物生长过程的影响，本系统设置有植物生长补Ｈ基色按照一光灯。植物生长补光灯是根据稀主纯定比例科学配比研发出新型的４３照不足条件ＬＥＤ植物生长灯。依照植物生长环境所需的太阳光波长范围，在光下使用植物生长灯光代替太阳光。目前市场上的植，为植物光合作用提供光原料一６物生长补光灯采用２２０Ｖ民用标准交流电压，般使用Ｅ２７型号标准灯座即可满足使用。Ｅ２７为螺旋式灯座代号，其代表爱迪生（Ｅ）灯座外径２７号的螺纹尺４４寸。下表各规格补光灯特点５光噪声。Ｉ光在空气中受到折射或散射产生的杂散等现象６—Ｅ２７？，种常用的灯泡螺纹代号３５ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现，价格便宜，白识灯结构简单，最光谱主要在红外范围巧见光所占比＾为常见例很小，发光效率低，且红光偏多，蓝光偏少；寿命短茵咎灯灯泡或灯管中充Ｗ少量寿命比白巧灯长，发光效率提离的贿或漠蒸气等齿素。＇＂＇＂｜ｓ？ｕＵ丄把山山疋ｒ巧少有奸高皮水银好１ｌ」ＩＨＢｐ金属面化物放电管内除充高压水银可改变金属因化物组成满足不同光灯蒸气外，还增加了各种谱需要金属齿化物——＇京廟贵乗蒸气和氣气的低气皮黄垣光为主，需配合其它宪！放电；．；＼――￣光打低气压的秦蒸与在通电朵舊性能裔７爱光效率较高后释放紫外线，从而使巧光粉发出可见光■■１：品）再运好氯化傢、神化嫁化合物光谱可完全控制并定制，发光效率髙，能耗低，寿命长常见运￥补光灯特点４５图４－６菜博会上展示的ＬＥＤ植物生长补光灯使用效果３６ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现基于上表的分析，ＬＥＤ种植灯适用于植物生长补光需求金窗灯、巧光灯和。本系统采用的ＬＥＤ植物生长补光灯ＬＥＤ灯光组按照一，其多种颜色的定的排布方式布置于在电路板上。控制系统可Ｗ控制植物生长补光灯的定时或按需开闭，适光照不佳气候天气下的植物光照需求。幽图４－７系统选用的红蓝波段ＬＥＤ补光巧７本系统选用了玛巧立公司生产的植物生长ＬＥＤ补光灯，其根据上述植物光谱特性专业设计了定制红蓝波段的ＬＥＤ补光灯，外壳采用侣合金竊筑，内设有，透镜Ｗ提升灯珠发光效率，配合光传感器数据在种植过程中光照不足时开启或配置为连续时间段开启Ｗ适应长日照型植物需求。４．２自动灌概施肥模块设计实现４．２．１±壤湿度检测－ＦＣ２８，探针表面±壌传感器作为市面上低价广泛使用的止壤湿度检测装置，，可Ｗ提高导电性能进行坡镇化处理，有加宽的感应面积防止长时间浸泡接触。王壤水分，延长使用寿命该传感器、有机肥料等易腐环境容易产生生诱的问题，湿度低于设定产品可Ｗ宽范围控制上壤的湿度，通过电位器调节控制相应阀值７．ｄ．ｃｏｍ／京东商城，ｈｔ：／／ｍａｋｅｌｉ，玛巧立灯具专营店ｐｊ３７ 塞于物联网技术的智能种植系统设计与实现值时，ＤＯ输出高电平；商于设定值时，ＤＯ输出低电平。比较器采用ＬＭ３９３莊８片。－。，工作稳定传感器工作电压为３．３Ｖ５Ｖ，设有固定螺栓孔，方便安装固定整个传感器ＰＣＢ板尺寸为３．２ｃｍ长，１．４ｃｍ宽。ＶＣＣＵ１ＶＣＣ丄４－—＂Ｇｍ＋—丄ＩＮＢＩＩ。厂１ＩＩＩＧＮＤｃｍ＾－ＩｃｌＧＮＤＧＳＤ图４－８ＦＣ－２８止壌传感器电路结构图％ｍ＼義图４－９主壤湿度传感器该传感器模块可从通过电位器调节王壤湿度触发的阀值，并通过ＡＤ转换芯片转换模拟量输出的电压值，进而可测量获得当前止壌的湿度情况。由此通过灌概模块实现自动撰水，自动补肥，最终达到对主壤各方面状态的控制。在实际使用主壤传感器的过程中，将金属探头插入被测王壤内部，调节电位器的阀值Ｗ使得触发湿度在合理范围。其数字量输出ＤＯ口与单片机ＧＰＩＯ接口８—ＬＭ巧３，种廉价的双电压比较器３８ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现直接相连，通过ＤＯ口的离低电平进而检测到主壤湿度是否达到此前预设的阀值。其模拟量输出ＡＯ可Ｗ和ＡＤ转换苍片相连，±壌湿度传感器传输的模拟量信号通过ＡＤ转换巧片提交至单片机接口。在部署湿度传感器前获取该类型主壌湿度的范围表与传感器Ａ０数据比对，获取Ａ０数据与实际湿度大致上的对应关系，进而在实地使用过程中，通过测量Ａ０口的电压值，获得更为精碗的止壤湿度数值。－５Ｖ连接使用过程时，±壤湿度传感器ＶＣＣ端外接３．３Ｖ供电模块电压，其ＧＮＤ外接单片机或树璋派ＧＮＤ接口，单片机或树璋派编写检测程序Ｗ采集并存储±壌湿度数据。－ＤＢＴ－１型主壤水分传感器价格稍贵２８型主壤，其与ＦＣ湿度传感器原理类一般情况下似，均为通过探针检测王壤中的介电常数，在，水分含量是±壤介电常数主要的影响指标，通过检测介电常数获知±壤中水分的百分比。因各地止壤质地、酸碱度等指标差异性较大，传感器部署完毕后同样需要进行实地校准。一Ｈ叫曰〇．６娘，！３２４＾０一累／奶！巧０化惠ｉ１．ＳＳｎａｒｏ－图４１０止壌湿度传感器电压与湿度变化通过±壤传感器电压值与湿度化学方法实地测量值进行对比，可Ｗ得出湿度中根据ＡＤ转换芯＝片转变化与王壌传感器电压值之间的关系，进而在此后的使用换此电压值为数字量。，即可获知当前止壤的湿度情况４．２．２紹水与主壌湿度补充模块设计。当获取到止壤湿度的数值后，需要对干燥低于湿度标准的主壤进行加水灌親一此时需要进行水的注入。在种植过程中，种植者可Ｗ事先预存定的水量至容器水源得到充分有效的供应。中，或是将水管连接到水龙头或溪流边，Ｗ使得加水的过程中本系统借鉴参考了家用波轮式洗衣机与饮水机的进水原理，其３９ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现原理图如下。Ｈ＾＾ＵｐｐｗｍｓａｗＢＰＢｆｉ＾＇．細－Ｖ．Ｉｍ瞬而■■？■？劲乂瓶水桶电磁阀等Ａ灌：塌溪流河川水条／醉雜．＾，誦’．－．￣水龙头等碱．ｇ—翊４－图１１灌概模块工作过程当水源液面高度高于灌概±壤高度，，或采用有水压的自来水龙头供水即水流自身能够通畅的通过软水管流滴入主壌时，不需要人为的水压为，采用电磁阀。即可保证种植过程中水的供应而当水压不足Ｗ流満入止壤时，需要使用水泉对水施加机械能的方式＾＞保证水源流通与供应。？？？縣帝Ｊ‘虫立＊么地．作．、．ｗｎｍ；－图４１２电磁阀外观当水压足１＾＞１自行流入目标主壤时，采用控制系统控制电磁阀开合的方式控制目标止壌擁水，电磁闽的驱动逻辑非常简单，即通电时开启，断电时关闭，ＧＰＩＯ４０ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现引脚连接电磁继电器，达到实现控制进水的流量的，进而控制电磁阀的开闭时间目的。电磁阀有多种口径可选，从直径１４ｍｍ到１０６ｍｍ不等。根据实地所需的进水量灵活选择口径。－图４１３磁力粟示意图当水不足自行流入目标王壤时，需要对水施加机械能，Ｗ水累抽水的方式紹水。在索的选择上，除传统电机式直流水累外，目前较为倾向于选择磁力隔离一粟即磁力聚。磁为累是种通过磁力作为传动装置的无接触力传到方式的水粟，４６其内部由碼离套封闭，使累在使用过程中达到完全无泄漏由于累轴。其相较于，传统水累有较低的能耗与振动，适合于长时间使用状态下的小功率汲水设备使用且无需使用碳刷换向，目前被广泛应用于电脑水冷系，其使用寿命得Ｗ大大增加统、喷泉、淋浴器等设备。驱动磁力累的方法采用控制系统ＧＰＩＯ引脚控制电磁继电器吸合进而控制磁力系开关的方法。４２３空．．气湿度检测与补充空气湿度传感器选择上，目前有ＤＨＴ１１，ＤＨＴ２１，ＤＨＴ２２，ＡＭＴ２００１等型。号，皆为市面上流行并被广泛使用的数字湿度传感器产品其中还可兼顾空气中温度的测量。。其相关参数如下表所示４１ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现２０〇／〇－９０％ＲＨ０－９９Ｈ０－％ＲＨ０－９９民Ｈ湿度范围．９％民９９．９．９％—〇＋－５％ＲＨ＾３％＋－２／〇＋＾〇———＇———————＂Ｉｏｓ＾５ｓ５弓ｙｊ—■￣封裝爱式卒排４引脚单排４引脚单排４引脚单排４引脚Ｉ表４－４空气湿度传感器参数对比基于上表分析，在技术参数要求不大的情况下，本系统采用了价格最为低廉ＨＴ一一的Ｄ１１数字温湿度传感器是款可靠稳定的温湿度体式数字感器。ＤＨＴ１１传感器由电阻式感湿元件和ＮＴＣ测温元件组成，其采用单总线传输数据，即其一５１ＩＩＣ内部含有个八位单片机。因此，仅需占用单片机或树窜派使用总线即可实现对温度和湿度的同时测量一，是目前空气温度湿度体化检测的可靠传感器４７设备。Ｌｍ４－ＤＨＴｌｌ图１３传感器外观当获通过传感器或ＷＥＢ服务器获取了空气中的湿度数据后，空气湿度达不到预定要求时，需要向空气中喷洒雾化水Ｗ达到空气増加湿度的目的。设置触发方式或定时喷雾，通过ＧＰＩＯ口编程拉制电磁继电器关闭或吸合，进而控制隔膜一。泉的工作时间，Ｗ此达到调节种植空气湿度的目的在喷雾的过程中，般需要打开遮阳设备，Ｗ减少水汽的蒸发量。与王壤灌概模块中，长时间流量涛水与补肥采用稳定耐用抗腐蚀的磁力累相一，种比，空气湿度补充采用了液体隔膜累液体隔膜系是直流无刷隔膜水累的，４２ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现它是根据容积式累的原理设计而成，其结构简单、价格低廉、扬程高，适合简单的喷水作业，通过。由电机转动为粟体提供动为电机轴上的偏也轮，驱动橡胶循环、往复运动，在腔体内部形成戏、排动作，通过单向阀的闭合、打开，从而达４８到吸入和排出液体。吸入的液体外端出水管连接喷雾器、长喷杆或喷雾风扇，其示意图如下。－Ｉ麵Ｉ圓―■Ｉ４－图１４隔膜水聚部署方式示意图ｊＢｆＩｉｉｉ４－图１５雾化风扇与喷杆４３ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现水乗连接水管通电吸水后，可Ｗ通过连接雾化风扇或喷杆的方式向预设的角度指定方位喷水，达到提高空气湿度至植物最适标准，促进植物生长的作用。４．２４．有机肥的配置与补肥模块我国当前农业种植环境中，食品安全事故的发生极其重要的原因便是种植过程中的农药与化肥滥用问题。农业污染是指在农业生产过程中化学原料与废弃物渗透入水体和±壤而形成的污染一，其根源之即是种植过程中农药与化肥的不安法规标准滥用，逐渐减少及巧弃化肥与农药的使用，大规模推广并使用生物无公害有机肥料，将肥料的使用有效科学集约化管理，这是当前农业种植过程中需要解决的重要难点。下面，本文将会探讨有机肥料的配置与种植过程中应用物联网技术的补肥方法。（１）复合有机肥废物堆肥法堆肥法是制作有机肥的常用原理，在本系统中适用于大规模有机肥需求量时采用的方法一，废物原料般来自于豆渣、稻杆、腐烂蔬菜等。配置有机废物堆肥时，把所需的废物发酵原材料彻底浸湿淋透，之后将含水的原材料装入大型灌装容器，在原材料表明施加压力，使得内部高密度无缝隙。处理原材料完成后，将约五厘米的泥王覆盖于在原材料表面，使铺满的泥±与原材料容器口水平。泥止覆盖完成后，再将泥止表面淺水，使其达到水分饱满。容器制作完成后，将容器曝光于强烈的阳光下，Ｗ促进微生物増长发酵。随着微生物的生长与发酵过程，有机原材料的表面会慢慢下沉，约３０日左右发酵完全后，即可将该基肥播撒于王壤中Ｗ利用于种植。（２）按植物所需元素自制肥料植物种植过程中，除了按照现有的农学资料在生长过程中添加成品肥料或有机肥之外一，植物在花期、结果期、果实成熟期往往需要特定的补充某种或多种特定营养元素，Ｗ下总结了按照不同追肥元素等自制肥料配比的方法。Ｗ下方法可Ｗ添加入肥料箱中，通过喷雾或湧灌为植物供给。４４ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现巧肥花化－咨器避化化强、大Ｖ、麻酱、瓜子钟密ｍ￣＂ｍ＆动物肉、动物骨骼、鸡蛋皮，放入容器中，加水密闭发酵至变黑——＇—＇瑞采永Ｖ章末亲７＾东磊容盾１：＾奇取；椿￣￣￣．…—括硫镑轰皮切断后放入热水中浸泡表４－５不同元素肥料制作来源家庭用户在使用本系统过程中，因为受到地域、时间、精力等因素的制约，没有精力外出购买专用肥料，Ｗ上自制肥料根据实际生活常用品就地取材，既无公害又能满足植物的特定需求。另外，淘米过程中最巧的两次废水中会含混有米粒碎屑与稻谷壳等物质，其ＰＨ５５一值呈现为．左右的弱酸性定量的钟、磯、氮素等植物生长所需，水含有４９的营养物质与微量元素。传统观点认为淘米水直接竊灌非常有利于植物生长，但近几年的农业经验表明直接用淘米水灌概易发生±壌板结问题，因此淘米水若被用于营养全面的复合肥料。，需要先经过柩制与发酵的过程一一相关网络论坛与农学刊物中各类肥料配比的方法还存在有很多，在此不列举。（３）肥料的除臭在实际种植实验过程中，根据不同方法制成的有机肥料，虽然能够达到促进，会产生相对较植物健康生长的目的，但由于肥料大多经过了浸泡及发酵的过程，温室密闭大的刺激性异味，在家庭环境中使用时会破坏家庭的美观性与舒适度。，目大棚中使用异味也会产生较多问题，损害农企业形象解决肥料异味问题前ｓａ一般采用Ｗ下的几种方式。４５ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现ｍ料瓶密闭Ｊ氧化剂吸收选择妪制时间有机肥除真！＞勺．＾方法：：：一吸附法、除味剂＼ｉ±］－图４１６有机肥除臭方法在实际的使用过程中得知，所述的有机肥去臭方法，目前只能达到臭味相对减弱，使得有机肥不刺激人的嗅觉或者是人可接受的程度，在低成本范围内系统难切实现完全没有异味气体。如若采用高成本化学除臭方法，会带来不必要的种植经济负担，得不偿失。４．２．５肥料定时按需自动补给一章节所述的方法，采用上，可Ｗ规模化系统化的获得有机肥料后与自动韶水灌概的模块使用模式相类似，液态的有机肥料可按照相似的方法采用磁力聚或微型隔膜水粟的方式连接供给入王壌或喷洒于空气。通过单片机控制水累打开的时间，根据测算出的单位时间液体流量总额，进而实现肥料的自动定时定量加入。一ｙ对于固态的有机肥，目前般采用种植前深埋入止壌作为基肥的种植方法，一定程度上改善±壤养分将有机肥配施入止壤中可Ｗ在、理化性质、微生物状态等植物种植指标，在种植前将固态有机肥配施入±壤中将会使本系统的种植效果大大提髙。由于目前市面上肥料种类繁多，不同配方的有机肥料不同，暂无可用的传感４６ 基于物联网技术的智能种植系统巧计与实现器模型可Ｗ借鉴与使用。肥料不同于水，其添加往往需要遵循科学规范的国家标准，本系统建议采用种植数据结合实地止壌肥力与水流失速度情况相结合，总结Ｗ往的经验，同时ＷＥＢ系统中给出所种植物的肥料添加参考意见，用户结合当地情况手动配置化料的定时补充添加。４．３供电模块设计实现４．３．１供电需求功耗分析本系统所采用的５１系列单片机，其采用静态时钟方式，不必在数据未变化５Ｖ时刷新数据，所。１＾１可抖有效地降低电能消耗，工作电流约２ｍＡ，输入电压树巷派嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统采用ＭｉｃｒｏＵＳＢ接口供电，工作电流可适用于－７００ｍＡ２Ａ，输入电压５Ｖ。高电压供电低功率供电］［（２２０ｖ）（５Ｖ）￣保温灯ｎ单片机＿＿［［种植补光灯各类传感器＾［１ｆ高功率水聚树春派点ｂ圓Ｌ．：Ｉ）机械强备ｆｈ—－图４１７种植系统中不同设备的供电需求电压一Ｖ至Ｖ电压状态３，树黃派引脚即可提供前文所述低功耗传感器般于．３５两种电压Ｗ供传感器使用。由此可见，采用５Ｖ供电可Ｗ满足本系统电子监测设备的使用，但高功率灌概设备、补光灯、水累等需要民用标准２２０Ｖ供电电路支持。４７ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现４．３．２供电模块设计根据所应用到的传感器与控制系统电力需求，供电模块需要提供５Ｖ２Ａ电能为系统低功耗运行提供保障。而灌概设备、大功率水累、植物生长补光灯等设备则需２２０Ｖ标准供电电路支持。基于Ｗ上分析上，小功率设备运行时可Ｗ采用太阳能供电足Ｗ，搭配Ｗ市面上常见的大容量５Ｖ２Ａ输出移动电源，可Ｗ满足低功耗设备电力需求，Ｗ便于在野外或阳台等电力布线困难的场合使用。（１）太阳能光伏电池板５Ｖ供电供电问题是应用部署本系统的先决条件。为实现将电能可靠稳定连续的供给本系统，满足系统的用电需求，同时兼顾了空间时间的限制，本文设计了如下５Ｖ太阳能供电模块方案。电池供电具有稳定持续的优点，但是在室外环境中，更换电池很不方便，同时一，大规模更换电池所消耗的费用亦会占据相当部分成本。太阳能供电方式电池板价格较高，但是在布线难度较大的野外种植情况下，太阳能供电能够免除线路架设与维护的成本，且能够更为方便的为不同地区和不同情况下部署移动设备，因此，太阳能供电可Ｗ成为种植过程中首选的供电方式。经实验，大部分设备虽然可Ｗ直接充电，但因为太阳能受光照环境与天气影响较大，采用太阳能不间断为裡电池或充电宝（移动电源）充电，同时电池不间断为系统供电的模式，使５Ｖ电压电源供应相对稳定。目前市面上大容量裡离子电池种类繁多且大多数支持边冲边放电功能，购买质量稳定正规厂家生产的５Ｖ２Ａ充电宝即可满足本系统需求。４８ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现Ｉ■■■■ｉ．ＨｌＨ￥圆■■■■■■■■■Ｉ，麵■■■■ＩＦ＼ｉＱｉｉｎｍｋＶｎｊ—ｊ—ＳＢＳ＾ＳＳＳ＇＾＾星备。ＶＨＳｉｍｍｉｉＨＨ＾ｉｍｉＨｉｉｉｉ＾，、－：Ｖ一＜－■■…：蠻皆吊：呵禅巧巧嗯！巧昭松ｒｆ及：？；图４－１８单块太阳能单晶娃电池板外观ｉ＾ｌ－图４１９单块太阳能电池板电压电流测试．４９ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现太阳能电太阳能电太阳能电太阳能电池板池板池极池板１離顾５Ｖ２Ａ内低功巧设备图４－２０太阳能供电电路示意图５Ｖ－单块太阳能电池板在室外光线充足环境可达到输出电压，提供５００６００－５毫安电流，５Ｖ２Ａ。。将４块太阳能电池板并联后可Ｗ满足移动电源的充电需要一个ＬＥＤ发光二极管，在供电电路中加入，实现正负极防反插提醒功能。另外需要在供电模块外串联一个稳压二极管，Ｗ使实现供电更为稳定。稳压二极管在。二临界反向击穿电压前，其呈现窩电阻值的电子元器件稳压极管根据击穿电压值区分不同型号，当到达临界击穿电压时，反向电阻呈现很低数值，低阻值区域中电流増加而两侧施加的电压则保持稳定。基于稳压二极管此类特性，其目前被主要作为稳压器或电压基准元件使用，在本系统串联入太阳能电池供电设备实现稳压功能。（２）蓄电池辅助供电在光照环境严重匿乏的天气或是不利于供电布线的使用场合，采用蓄电池辅助供电在一定时间内使用亦是可Ｗ接受的选择。目前市面上干电池与汽车用蓄电池品种丰富，可根据具体使用的场景与功耗灵活选择。５０ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现〇ＶＡＲＴＡ巧巧燈围巧池曜ｊ議；ｉ？■ＩＩ？ｉａｐ？－２图４１常见瓦尔塔蓄电池；＾我国四川盆地情况为例，因特殊封闭地形限制风力较小，加之夏季雨季水，用前文所述的太阳能电池板供电方式难汽丰沛常常遭遇连绵阴雨的天气，如采Ｗ达到系统运行的最低供电要求１２Ｖ６０ＡＨ蓄电。但若使用常见的瓦尔塔车用一０７Ａ－１Ａ该蓄电池可满足系统约周的使用电池，本系统运行时平均功耗约为．，力。在实际使用过程中，如遇到连续阴雨或雾靈天气，可Ｗ采用汽车运输每周轮换蓄电池的方式维持系统的正常电力供应。（３）２２０Ｖ电压供电２２（＾，可。但在我国标准民用供应为电压＾＾满足市面上绝大多数电力需求偏远欠发达地区，如果发生断电会给，尤其是农村Ｗ及偏远山区电力供应不稳定本自动种植系统造成较大影响，长时间断电甚至会使系统痛疾，因此对种植要求较高或种植作物具有较高的经济价值，这种情况下个人或企业用户建议可配套＊购买大型太阳能发电设备或汽柴油机辅助发电设备。４．３．３断电监测５１ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现Ｋ藥專辦‘哪‘ｆ．，因采用了太阳能供电设计，并且我国农村部分地区供电时间不够稳定，为防止系统断电造成的不必要种植损失，采用断电监测的必要性很高。目前采用的程序逻辑为，每隔固定时间，即采集传感器数据与当前时间存储一入云端ＳｌＳｅｒｖｅｒｑ数据库，当网站程序检测到小时Ｗ上无传感器数据更新时，即通过ＳＭＴＰ邮件服务器向用户发送提醒邮化提示用户查看供电线路。同时，传感器与中国天气网云端数据提醒，连续３日Ｗ上的阴雨无情日天气时，或连续７曰内无雨天气时，亦会向用户发出邮件提醒。４．４温度控制模块设计实现４．４．１王壤与空气温度检测检测温度的传统方式是应用感知热敏电阻阻值的方式，根据热敏电阻的阻值在不同温度下发生变化，进而可Ｗ获取阻值变化的模拟量数据，通过Ａ／Ｄ转换忍片转换为数字量获知当前温度数据。＇統誦隱－２２图４ＤＳｌ犯２０温度传感器５２ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现随着电子设备工艺的进步，美国ＤＡＬＬＡＳ公司生产的ＤＳ１８Ｂ２０数字式温度传感器提供了更有高效便捷的测温方法。其采用单总线接口，提供低功耗微型测３－５Ｖ－温传感器。其广泛适用于电压，可在１０摄氏度到＋８５摄氏度范围内Ｗ正负５２０５９－Ｓ１８Ｂ２０通１２。Ｄ．摄氏度误差进行高精度测温。其可采用位编程分辨率过１ＧＰＩＯ接口接收信号即可获使用ＩＩＣ总线传输数据，通过５单片机或树眷派中知当前温度信息５３。一６４ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器出场即设定有独立的位序列号，因此多个ＤＳ，ＩＩＣ１犯２０传感器可Ｗ同时连在ｎＣ总线上实现总线控制种植环境中多个区域的温度传感器。４．４．２温度控制与保持随着近年来溫室效应的逐步加剧，部分，我国气候异常现象发生率相对提高地区冬季与夏季极端寒冷与炎热天气频发，这使得种植者在冬季防寒防冻方面需要采用更为有效的手段。我国北方种植的反季作物大棚多是采用墙面的单体棚结，构，寒潮来临时在单体棚上采用遮盖草帘的方式在棚内部烧煤生火的方式Ｗ提高棚内温度。淮河Ｗ南区域冬季气候在０摄氏度Ｗ下的天数时间相对较短，种植、，者防寒措施与经验较少，对大规模寒潮往往抱有饶幸屯理使得南方地区种植过５４。，程中相较于北方反而易受到寒潮的经济损失南方，尤其是在浙南地区冬季’°Ｏｃｏｃ的情况。但近几年南方地区历史平均气温基本维持在ｗ上，很少有低于冬季结冰现象发生频率较多。由于结冰天气往往伴随着寒潮的出现突然，再加之南方种植者缺乏对种植作物的防冻保暖意识与经验，种植作物往往遭受严重的经济损失５５。５３ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现ｆ—阳口同国ＩＷＷＩ１ＨＰＩＩＨ＿ＬＪ草棚增湿暖风空调洒水遮阳草帘灯泡化帘图４－２３种植中常见物理控温设施同样的，为应对夏季酷暑中强日照天气，或为满足部分怕光喜阴暗习性植物生长，，在某些种植情形下，需要在强光时按需开启遮阳设备Ｗ减少植物蒸腾作。用，抑制地面水分挥发流失一针对上述几种情况，除去些烟熏、加盖草棚等人工措施无法Ｗ计算机方式自动实现外，控制暖风机、空调、大功率灯泡等保温棚加温措施，洒水喷雾、电动遮阳帘开闭等降温措施皆可通过单片机可编程ＧＮＯ端曰控制电磁继电器实现自动控制或远程半自动控制，或是单片机ＧＰＩＯ口操纵直流电机、步进电机、航机直接控制这电动口窗、遮阳帘开闭等。相关功能用户可根据具体情况具体。分析，使用不同的设备与开发模式因为不同种植情况差异较大，相关功能本文一一列举限于篇幅在此不。４４才．地电热对于广大种植者来说，种植反季蔬菜最重要的便是植物种植环境中温度的控制。在北方寒冷地区，，冬季广泛种植如大白菜等耐寒蔬菜但如果种植非耐寒蔬一菜，我国种植者般采用地热温床的温度控制方法。但传统的地热温床的通电时，间需要人为测量和控制，有时半夜需要将温床打开曰出后关闭，非常耗费种植者精力。本系统通过单片机采集温度传感器数据后，自动控制电磁继电器闭合，レ进而达到自动控制地热温床的效果，不但可ッ节约用电和人力成本，而且省去观，保证了植物生长在最适温度进行察温度和开关电源的繁复步骤。５４ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现根据测量完成的种植面积，选择电加温线的布线时，需要计算布线密度，通常情况下，５３如种植面积长米，０００００Ｗ，，宽米电加热线采用１米长功率１其计算方法为：０－３）＝布线道数：线长减去种植地宽度的差除床长。即（１０巧１９．４。可知即布线１９道。２＝布线间距：种植地宽除Ｗ道数。．２／３２０．０６米。即可知布线间距０．０６米。一一布线道数般为偶数个，使得电线的接线头处于同方向。使电热线呈现＂＂回字形环绕于在加热床上，上方覆盖塑料薄膜，膜的上层铺六厘米左右厚度５６的止壤层。冬季过后，地热温床线缆使用完毕时清洁并收藏与干燥避光处，Ｗ备来年重复使用。地热线主层王壤温度控制地表植物＜￣地表设备保温罩体Ｊ图４－２４电热温床示意图地电热实地应用时，通过王壤与空气温度传感器采集数据Ｗ判断当前种植环，境的温度惰况，或是结合ＷＥＢ服务器中的天气数据当温度低于植物生长临界值时，通过电磁继电器控制地热温床预热并开启，温度达到目标温度要求时控制输出关闭，＾＾，＾实现种植过程中主壤温度升高的功能帮助植物尤其是根部抵御冷空气或寒潮侵袭。系统采用的地热温床的主要技术指标如下所示５５ 基于物联网技术的智能种植系统话计与实现＾２２０ＶＡＣ＋１０％２ＫＷ（阻性）；１．５ＫＷ（感性）。。温度范围ｒＣ？９９仁小于２．５ＫＷ控温模式升温型、降温型可选择使用’？８工作环境温度０６０Ｃ、湿度＜５％ＲＨ，无腐蚀性无强电磁干扰表４－６地热温床技术指标，Ｍ；陋－Ｊ－Ｖｆ一ｒ．，韻‘：踰敎；＇：错ｂ公巧岩嗦兴耗：免ｇ纔复宽．躬裝：纔藍嗦鑑黎讀齡ｉ；京：ｒ；－驚完．４彰恭品襄壞，＇八。ｉ；；簿：．诚Ｖ宗巧京管難ｆ嚴零等齊鱗芸．：苗擊ｉ？讀巧＇．：：‘，！々嶺耗囑灌Ｖ在範巧＇馈卢：巧與链；巧古：！Ｖ：ｕ蠻龄ｉ鑑瀑Ｉ，畜；！纖誇滋，聲Ｉ猜鐵＾曼费；，絕鑛离Ｓ：＇勇品章：！：巧譜：：ｖ＇；寺袭簿資１：造；是．苗鴻券資祭ｉＳ踞３齊？聽旬Ｉｔｒ争嘗ＶＩ．．巧泛聚瓣寡巧ｉ揀濟知立！輪酸是品齊串擎＇；離．１＾聲邊襄？穗ｉ｜！＇禹：．梦谬－暴；驗／辑麵转蜡沁邦图４－２５地电热实地部署示意图采用地面部署地电热的方式，结合种植过程中增温设备，保温罩体的运用，可Ｗ有效的保障植物冬季生长过程在最佳温度中进行。４．５二氧化碳系统４．．５１二氧化碳检测植物生长的核也能量来源于叶绿素产生的光合作用，二氧化碳作为光合作用至关重要的原料供给是植物生长所需光合作用的必各条件。现代种植理论与实践中光合作用起首要作用的是光照强度，即前文所述藍紫波段为主的植物补光灯的运用，其次即为二氧化碳浓度。在我国传统开放性大田种植中，由于没有空气的隔绝与控制措施，二氧化碳５６Ｉ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现浓度完全不可控制，而随着农业种植技术的不断发展Ｗ及封闭环境的下的温室大棚Ｗ及无王营养液栽培中，补充二氧化碳可Ｗ是绿色环保安全促进植物快速生长发育的催化剂。二氧化碳的补充目前已经被广泛采用与高档观赏植物的发育中，尤其在水生植物种植时，在水中添加二氧化碳Ｗ促进名贵观赏性水草发育己经是水草种植与水草造景行业非常普及的趋势与技术手段，其与传统无二氧化碳添加的种植方式相比，植物长势、叶面成色、抗病能力等均体现优势。虽然二氧化碳在农业种植过程中逐步得到应用与普及，但农业种植过程中二氧化碳检测方法目前还未得到广泛应用，二。目前种植者只能够根据氧化碳发生器部分管道浸入密闭水中，记录每砂产生的二氧化碳气泡数量推测空气或水中二氧化碳浓度。目前市面上ＭＧ８１１型号二氧化碳传感器是被广泛应用于家庭、环境的二氧化碳探测装置，气体敏感元件可检测０至ｌＯＯＯＯｐｐｍ二氧化碳浓度范围，该型号５７二氧化碳传感器在实际应用中对目标气体具有良好的灵敏度。贷图４Ｊ６ＭＧ８１１二氧化碳传感器０ＤＯ高低电平数字量的双重信号输出，ＤＯ高ＭＧ８１１具有Ａ模拟量信号和低电平数字量输出时超越阀值信号为低电平。当检测环境中二氧化碳气体浓度超过设定值阀值时，ＤＯ口向ＧＰＩＯ接口输出低电平时信号，进而得知检测到二氧￣二氧化碳浓度的化碳超过预设阀值Ａ０口输出０２Ｖ电压的模拟信号，随着。其，二氧化降低输出电压升髙，通过连接Ａ／Ｄ转换芯片可Ｗ读取电压数值与标准碳浓度气体比对即可获知该传感器二氧化碳浓度与电压关系。４．．５２二氧化碳控制系统５７ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现在种植过程中补充二氧化碳，在我国最早兴起于水草造景行业。因为该行业需要将高价值水草快速培育生长Ｗ销售产生经济效益。为促使水草快速生长，采用往水中充入二氧化碳的方式Ｉ后发现使用二氧化碳系统的水草远比普通环境下，二种植的水草生长速度快，叶片浓绿茂密遂氧化碳系统逐步演变为整个水草行业种植过程中的必备设备，随着二氧化碳发生方式的丰富和市面上产品的涌现，二氧化碳系统已经不仅局限于水草种植行业，逐步地传统种植行业亦在研究探讨在密闭种植环境中的二氧化碳系统的使用方法。本系统的二氧化碳补给系统总结了当前水草种植行业的二氧化碳供应特点与传感器与自动控制技术相结合，设计实现了如下方式的二氧化碳控制系统。（１）二氧化碳源在种植过程中补充二氧化碳气体首先需要有稳定的二氧化碳气体供应源，市场上较为便捷获取二氧化碳气体的方式即为购买二氧化碳气体高压液化气。将二氧化碳气体加压７９ｂａｒ大气压充入钢瓶中，可Ｗ获取纯净的二氧化碳气体。另一种获取二氧化碳熟知的方法是配置化学反应的方式由化学反应自生成，二氧化碳气体。目前被广泛采用的实验室化学生成方法为大理石与盐酸反应生成二氧化碳气体。工业用二氧化碳生成方法为高温锻烧石灰石。前者大理石盐酸方一法虽然可二，１＾较为低成本的获取定量的氧化碳气体但制取、保存与运输二氧化碳气体的过程繁琐，而后者高温般烧石灰石更是需要配套完善的大型工业设备，在当前种植企业或家庭种植用户不适宜采用。因此，本系统的二氧化碳源为市场购买的二氧化碳高压液化气体。在笔者实际使用的过程中，在工厂或水草养殖处可较为方便且廉价的购买到二氧化碳气体，在钢瓶内二氧化碳耗尽前，携带钢瓶去往充气处充气至钢瓶最大容量气压即可。（２）二氧化碳供给本系统应用山东建设高压容器有限公司生产的建设系列钢瓶作为高压＾氧８Ｌ１０Ｌ化碳液体储存容器，其质量成熟可靠，可选择４Ｌ，，等容量规格搭配不同种植环境需求使用。５８ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现ＰＰＰ麵图４－２７建设公司标准液化气体钢瓶为保证使用过程中高压液态气体使用安全，在建设钢瓶出曰连接减压表头，表头设有减压装置，将７０ｂａｒ的高压液态二氧化碳减压到４０ｂａｒ输出至细化器。减压表头并设有压力表Ｗ显示钢瓶内剩余气体压力，确保使用过程中压力处于安全水平。图４－２８减压表头，当当气体通过减压表头后，即连接电磁闽使用单片机控制供气的开闭ＭＧ８１１二氧化碳传感器获知当前种植环境二氧化碳浓度达不到预期时，单片机二氧化碳气体得Ｗ输出入种植环境中，Ｗ补充环境中二控制电磁阀开启，钢瓶内氧化碳浓度至适当水平。５９ 基于物联网巧术的智能种植系统设计与实现图４－２９微调器与记泡器二氧化碳源二氧化碳供给国二氧化碳控制＾—ｒ＾Ｌ＾ｆ）ｆ’－？液态ｉｎ氧化？减压表－电磁阀碳？微调器？建设钢瓶？记泡器ＪＬＪＬ＾图４－３０二氧化碳检测与控制系统关系图电磁阀开启后因气压差仍然较大，气体流出过快难控制，需要在出气口连接微调器与记泡器，Ｗ使得二氧化碳气体稳定缓慢线性的输出。当种植环境内二氧化碳浓度未开启气体时己然超过种植二氧化碳标准时，将种植密闭装置打开彻底通风即可。６０ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现五、智能拓展功能设计实现５．１种植数据智能分析、用户提醒与决策辅助（１）基于ＳＭＴＰ协议的邮件提醒功能一ＳＭＴＰ是种目前广泛使用的基于ＴＣＰ协议电子邮件传输的Ｅ－Ｍａｉｌ邮件服务，申请邮箱账号后通过编程控制邮件的发送１，可，本系统申请了６３邮箱账号并使用１６３邮箱提供的ＳＭＴＰ服务接口ｓｍｔｐ．１６３．ｃｏｍ。ａ＜ｓｙｓｔ：ｅｆＢ＞．ｎｅｔ＜ｍａｉ玉Ｓｅｔｔ主ｎｇｓ＞＂＂＂－Ｍ－－因＜ｓ＂ｔｄｅｌｉｖｅｒｈｏｄｒｆｃｆｌｌｉ．１ｐｙｅｔＭｅｔｗｏｒｏｍＩｎｔｅｇｅｎｔＰｌａｎｔｌｎｉｎ＾ｌ６３ｃｏ？＞ｇ＊＂—。－＂■？＝（ｎｅｔｗｏｒｋｈｏ巧ｓｎｒｔｐ．＝－．ｌ６３ｃｏｎｕｓｅｒＮａｍｅＩｎｔｅｌｌｉｇ£ｎｔＰｌｎｔｉｒｄｂｄｅｆｌｒａＩａｎｇｉｎｇｐａ５Ｓｗ〇ａｃ２３４ｐｏｔ巧／＞＜／ＳＢＴｔｐ＞＜／ｆｉａｉｌＳｅｔｔｉｎｇｓ＞＜／ｓｙｓｔ£ｍ．ｎｅｔ＞５－图１ＳＭＴＰ服务配置通过配置网站ＷＥＢ服务器连接ＳＭＴＰ端口，可编程实现定制指定内容邮件的功能。ｉｆＰａｇｅ．ＩｓＶａｌｉｄ（》｛＂＂？？ｓｔｒｉｎｇｆｉｌｅＮａ历ｅＳｅｒｖｅｒ．ＭａｐＰａｔｈ／Ａａｔａ／ＣｏｎｔａｃｔＦｏｒ扣．ｔｘｔ（ｐｐ＿Ｄ》；＂ｒｉｎｎｉａｉｉＢｏｄ＝Ｆｉｌｅ巧ｇｙ．ＲｅａｄＡｌｌＴｅｘｔｆｉｌｅＮ？ｍｅ（）ｊ＂＂＝＂ＢｏｄｍａｉｌＢｏｄｙ？ａｙ．Ｒｅｐｌａｃｅ＃＃Ｎａｍｅ＃＃Ｎａｍｅ．Ｔｅｘｔ（，）；—－ｍａｉ王Ｂｏｄ＝ｎ．ｉｉａｉｌＢｏｄｙＲｅｐｌａｃｅ＃＃Ｂｉａｉｌ＃＃ＥｒａａｉｌＡｄｄｒｅｓｓ．Ｔｅｘｔｙ，；（）＂ｉｌＢｏｄｓｉｌＢｏｄ＃ｍａｎａ．Ｒｅｐｌａｃｅ＃？ＨｏｍｅＰｈｏｎｅ＃ＨｏｗｅＰｈｏｎｅｙｙＣ．Ｔｅｘｔ，》ｊ＂—ｌａａｉｌＢｏｄ占．Ｒｅｐｌａｃｅ＃＃８ｙｍａｉｌＢｏｄｙｉｉｓｉｎｅｓ５Ｐｈｏｎｅ＃＃ＢｕｓｉｎｅｓｓＰｈｏｎｅ．Ｔｅｘｔ（，》；＂＂＝ｍａｉｌＢｏｄｉｌＢｏｄ．Ｒｅｐｌａｃｅ＃＃Ｃｏｎｔｅｎ１－ｙｉＲａｙ（ｉｓ＃＃，ＣｏｎｔｅｎｔｓＴｅｘｔ）；Ｍａｉｉ／ｉｅｓｓａ＇ｔｅｓｓａｅ？ｎｅｗＭａｉｌ＾呂ｅｒｅｇ１ｅｓｓａｇｅ＾（）ｊ＂．ｂ＝ｍｙＨｅｓｓａｇｅＳｉｊｅｃｔ运？ｎｙＨｅｓｓａｇｅ．ＢｏｄｙｎａｉｌＢｃｄｙ；＂＊＂，ｍｙＭｅｓｓｅｒｏｗ？ｎｅｗＭａｒｅｓｓｎｅｎｔＰｌａｎｔｉｎｉｎ１６３ｅｎｔＰ玉ａｎｔｉｎ巧．ｃｏｍＩｎｔｅｌｌｉｎｇ．ＦｉｌＡｄｄＩｔｅｌｌｉｇ巧，ｉｇｇ）；（ｇ＂＂＂＂ｒｅＭｅｓｓａｅ．Ｔｏ．ＡｄｄｎｅｗＭｄｉｌＡｃ！ｄｒｅｓｓｔ？ｔｌｉＪｏｊｏｎａｉ王？ｃｏｍｔｅ巧ｙｇｆ（＿护，》）；．ＲｅｐｌｙＴｏＬｉｓｔＭｉｌｄｄｒｉｌｄｄｒｅｒａｙ？ｅｓｓａｇｅ．ＡｄｄｎｅｗａＡｅｓｓＥ记ａＡｓｓ．Ｔｅｘｔ（（》）；Ｓ扣ｔｐＣｌ主ｅｎｔｉＳｍｔｐＣｌｉｅｎｔ＝ｎｅｗ５扣ｔｐＣｌｉｅｎｔ＾（）；｜ｆＳｆｌ－ｉｔｐＣｌｉｅｎｔＳｅｎｄｒｓＨｅｓｓａ良ｅｙ（ｙ）；图５－２通过ＳＭＴＰ服务器发送固定格式邮件，相关传感器数据存储比较完成后，异常情况下向用户及时发送提醒邮件Ｗ减少不必要的种植损失。毎月或每季度按照模板生成当前系统运行的种植情况报告。，及时告知用户当前的植物生长状态（２）短信平台实时提醒功能６１ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现邮件提醒虽己经可Ｗ达到与客户沟通交流的目的一，但在些高精度高标准应用场合，采用短信实时提醒能够达到更实时直观的交流提醒方式。目前国内短信一０．０６元人民币左平台接口众多，收费标准不，通常情况下每条短信的费用在右，，发送短信越多每条短信的费用即越低。通过网站服务器调用注册过的短信平台ＨＴＴＰ请求，即可实现种植系统运行过程中定制内容的短信发送与提醒。晦睐雜發图５－３短信平台使用流程Ａ５８本系统采用莫名短信ＰＩ接口。其ＡＰＩ接日采用了通用的ＨＴＴＰ通信形式，ＷＥＢ服务器通过调用其指定的ＡＰＩ，并将内容添加加密的口令，即可把短信接口嵌入于种植系统中，快速拥有无线应用，完善本种植系统的短信提醒服务。其使用方式如下。＝＝＝ＭＤｈｔｐ：／／ａｐｉ．ｄｕａｎｘｉｎ．ｃｍ／？ａｃｔｉｏｎｓｅｎｄ＆ｕｓｅｒｎａｍｅ用户账号＆ｐａｓｓｗｏｒｄ５位＆ｈｏｎ＝＆＝３２密码ｐｅ号码ｃｏｎｔｅｎｔ内容０，，返回状态代码；１０代表发送成功其它数字代表发送失败如短信欠费，号码错误等。其中ＷＥＢ服务器中，ＡＳＰ．ＮＥＴ使用Ｒｅｑｕｅｓｔ对象接收对短信平台的ｈｔｐ请求的状态返回值，ｕｓｅｒｎａｍｅ与ｐａｓｓｗｏｒｄ代表申请短信平台的内容，ｐｈｏｎｅ其代表ｔｔ。了目的短信号码，从数据库中用户注册信息中读取，ｃｏｎｅｎ代表短信息的内容（３）决策辅助当出现异常情况时，如寒潮来临，长时间雾靈等，系统在发出邮件与短信提醒用户的同时ｌ，用户可Ｗ从数据库决策表中搜索异常信息的关键词。其查询Ｓｑ６２ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现参考语句如下。＊ＳＥＩＬＥＣＴＦＲＯＭｄｅｃｉｓｉｏｎＷＨＥＲＥＰａｓｓａｅＣｏｎｔｅｎｔＬＩＫＥ％查询的关键词％ａｎｄｇ＂＂Ｌｏ＝ｃａｔｉｏｎＡｒｅａ某地域Ｏ民ＤＥＲＢＹ化ｓｓ巧沁ａｔｅ决策辅助功能的效能与否在于决策辅助数据表中文献资料与农业新闻、种植技术等的收录数量与完善程度，该功能在实际大规模运行时可考虑购买专业的数据库文献，或是指派专人定期添加收录网络中文章与文献资料。５．２种植数据图表展示与社会化分享（１）种植数据展示ＳｑｌＳｅｒｖｅｒ数据库中存储的数据可Ｗ根据需求按需生成折线图、饼状图、柱状图等用户更为直观的或许信息方式。调用数据库生成图表使用了基于ｕｅｒＪＱｙ的５９Ｃｈａｒｔ．ｓ的图表生成方式。ｊ３０．０一？化Ｓ－．；＿＾ｔＴｖ＇、化０身泣一．５作、．痛可、尸心爲巧巧巧巧５月巧巧巧促！０月１巧巧－４图５Ｃｈａｒｔ．ｓ生成青岛地区２０１４年最鳥与最低温度变化数据ｊ＂＂＂＂＂＂＜＝二＝＞＜＞ｓｉｉｄｈ８００ｈｅｉｈｔ４００／ｓｃａｎｖａｉｄ０５３２Ｌｎｅｗｔｇｃａｎｖａ＜ｓｃｒｉｔ＞ｐ６３ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现＝ｖａｒ０５＾ＬｉｎｅＣｈａｒｔＤａｔａ｛＂＂＂＂＂＂＂＂＂Ｉａｂｅ＂＂Ｉｓ１２３４６ｌｌ：［月，月，月，月５月，月，，＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂７月，８月，９日，１０月，１１月，１２月］，ｄａｔａｓｅｔｓ：［｛＂＂ｆｉｌｌＣｏｌｏｒ：ｒｇｂａ（２２０，２２０，２２０，０．５），＂＂ｓｔｒｏｋｅＣｏｌｏｒ：ｒｂａ２２０２２０２２０１ｇ（，，，），ｄａｔａ；［３，５為，１５，２０，２４，２７，２８，２５，２０，１３间Ｍ＂＂ｆｉｌｌＣｏｌｏｒ：ｒｇｂａ（１５１，１８７，２０５，０．５），＂＂ｓｔｒｏｋｅＣｏｌｏｒ：ｒｇｂａ（ｌ５１，１８７，２０５，１），－ｄａ化３－２８１１８２２２３１９１３６０：２３，，，，，，，，，，，｜；］｝］｝；＂＂＂＂＝ｖａｒｃｔｘ￥＃０５３２Ｌｉｎｅ）．ｅｔ０）．ｇｅｔＣｏｎｔｅｘｔ（２ｄ（ｇ（）；Ｎ＝ｖａｒｍｙｅｗＣｈａｒｔｎｅｗＣｈａｒｔ（ｃｔｘ）．Ｌｉｎｅ（０５３２ＬｉｎｅＣｈａｒｔＤａｔａ）；＜／ｓｃｒｉｐｔ＞其前端代码如Ｗ上所示，可Ｗ使用ｊＱｕｅｒｙ从集合中获取需要的ＤＯＭ节点＂＂０５３２Ｕｎｅ，然后根据后端中查询数据库中的数据生成折线图、柱状图、饼状图等图表，Ｗ便于用户在浏览器中查看。运用此种方式可Ｗ将数据库信息更为直观的展现于巧户眼前，也便于用户更便捷的获取种植数据与系统运行状态，为图表的分析分享提供了便捷。（２）网页社会化分享＠圆圓圆図幽回。。。。｜音｜｜画｜５－５图ＪｉａＴｈｉｓ网站分享服务按钮狙６４ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现＾ＪｉａＴｈｉｓ是当前应用广泛的社会化分享服务提供商，在ＷＥＢ服务器网页嵌入后，可提供分享到微信朋友圈、ＱＱ空间、人人等动态链接。通过点按分享按钮组实现网站用户的内容分享，Ｗ实现用户间的交流与展示，也间接提升了网站的知名度。为便于用户分享内容，每个用户的数据查询与图表展示页面，Ｗ及ＧＩＦ与ＡＶＩ动画页面为公开展示，ＷＥＢ服务器中此两个页面不验证用户Ｓｅｓｓｉｏｎ，即任意用户不登陆即可查看该内容。每个用户可生成当前种植数据的ＨＴＭＬ标准页面ｉｅｂａ，通过在网页Ｓｄｒ或Ｆｏｏｔｅｒ中ＪｉａＴｈ工具代码，用户可便捷的将种植内容分享到各大主流引入ｉｓ分享社交平台。－５．３种植天气预测基于ＷＥＢ的宏天气预警机制中国天气网作为国内目前广泛使用的天气与气候数据提供商，其开发文档提供了多样化的天气数据ＡＰＩ接口，可Ｗ调用国内２５６６个城市部署站点获取未来时间内常规天气预报。针对当前系统部署城市天气情况编写ＡＰＩ调用接日，通过日可Ｗ、最低温度、、风力等天气此接获取该城市的最高温度、空气湿度紫外线数据信息。其中未来Ｈ日内相对准确的常规天气预报毎日０８时、１１时、１８时更、新发布Ｈ次。同时，中国天气网城市天气信息中，提供寒潮预警洪巧地质灾害预警及大风预警等预警信息，非常有助于防止种植过程中异常天气自然灾害的发生。中国天气网对开发者请求限制，基本气象服务费每年３００元，目前阶段注册Ｗ优惠为０元免费使用。调用天气数据使用ＷＥＢ服务器中ＨＴＴＰＧＥＴ方法其典型请求示例如下＂＂＂＂＂＂＂＂＝＝＝＝＝＆ｄｔ＆ａｉｄ＆ｋｈｔｐ：＾ｏｐｅｎ．ｗｅａｔｈ化ｃｏｍ．ｃｎ／ｄａｔａ／？ａｒｅａｉｄ＆ｔｙｐｅａｅｐｐ巧＂ｕｒｌｅｎｃｏｄｅｋｅ．巧ｙ）；Ｗ请求当前时间北京天气为例返回＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂ＷＤ＂＂ｔ２ｒ：ｉｔ１０１０１０１００ｅｍ：南风ｉｎｆｏｃｉｔ：ｃｉｄ：，，ｗｅａ比ｅｒ：ｙ北京，ｙｐ｛｛＂’’＂＂’’，ＷＳ：３级，６５ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂＂ＳＤ１９Ｗ：％，化：２ｔｉｍｅ１２１５ｉｄａｒ：：ｓＲａｒ：ＲａｄａｒＪＣＲＡＤＡＲ，，，：Ａ＿＿＂Ｚ９０１０化｝｝返回的Ｊｓｏｎ格式天气数据通过ＷＥＢ服务器处理即可保存入ＳｑｌＳｅｒｖｅｒ数据库中。５４植．物生长影像资料记录ＵＳＢ摄像头作为最为广泛使用的廉价视频采集与输入设备，适合应用于非高标准要求下的普通拍照、实时监控等领域。近年Ｗ来，随着感光元器件技术的成熟，大规模批量化生产的ＵＳＢ摄像头带来的效应是，摄像头的单价己经非常低廉，网络上销售的低端摄像头甚至不足２０元，可Ｗ广泛的低成本批量应用于种植行业。现阶段摄像头己经摆脱了传统模拟摄像头需要编码、转化、压缩图像的过程，目前ＵＳＢ数字摄像头可Ｗ直接捕捉影像后通过ＵＳＢ接日传到树璋派开发板中，树璋派操作系统原生己经集成了市面上大部分主流摄像头驱动，可Ｗ做到无配置即插即用。ＵＳＢ摄像头的工作大致为Ｗ下流程，摄像头捕捉的景物通过镜头生成的光学影像投射到图像感光元件（ＣＣＤ或ＣＭＯＳ）表面上，把不同的感光像素点的转为电信号，经过摄像头内部的Ａ／Ｄ芯片转换后，将每个像素点模拟图像信号变为数字图像信号，通过ＵＳＢ接口传输至树眷派控制系统中处理并存储。树菩派内部通过前文所述的ＳｉｍｐｌｅＣＶ类库控制摄像头定时或手动拍照，获一取到图像后，通过服务器端配置的图片处理类库可Ｗ实现图像的进步处理，如修改照片大小、照片裁剪、照片编码、照片重命名分享等个性化服务。６６ 基于物联网技术的智能种檀系统设计与实现起．．．ＩＩ／ＶＩ艾图５－６种植过程中图片定时拍摄存储一此框架ＡＦｏｒｅＮＥＴ是，例如ｇ．个基于Ｃ＃框架设计的图像与视频处理类库提供了Ｗ地服务器上获取ＵＳＢ摄像头采集的图像后，使用Ｃ＃语言进行图像与、视频处理的相关类库资源，可Ｗ方便的实现对采集的植物种植过程照片进行分析格式转换等功能。其使用方法如下ｒｉｖａｔｅＬｉｓｔ＜Ｂｉｔｍａ＞ｖｉｄｅｏｓｒｃ＝ｎｅｗＬｉｓｔ＜Ｂｉｔｍａ＞；八全局ＡＶＩｂｉｔｍａ型ｐｐｐ（）ｐ６７ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现ｒ＜＞＝＜ｉｖａｔｅＬｉｓｔｓｔｒｉｎ３比ｎｅｗＬ＞ｐｇｉｓｔｓｔｒｉｎ／／全局ＧＩＦ图片路径３邮ｇ（）；首先定义两个用于ＡＶＩ与ＧＩＦ路径存储的ＬＩＳＴ型ｖｉｄｅｏｓｒｃ与ｇｉｆｐａ出生成ＧＩＦ动画核也代码如下ｉｆｉｆｔｈ．Ｃｏｕｎｔ０（ｇｐａ＞）｛Ｃｕｒｓｏｒ．Ｃｕｒｒｅｎｔ？Ｃｕｒｓｏｒｓ？ｔａｉｔＣｕｒｓｏｒ別Ｆ一；／／因生戚Ｍ中亩，读杏下窝禄屋＾示巧户等待Ａ＇ｎｉｉｓａｔｅｄ公ｉｆＥｎｃｏｄｅｒｇｉｆ■ｎｅｗＡｎｉ巧ａｔｅｃＪＧｉｆＥｎｃｏｄｅ广〉；（Ｒｎｄｏｆｌｄ■ａｒａｎｅｗ：ｉｒｒｔｖａｌｕｅ。ｒａｄ－Ｎｅｘｔ１？１９００？（＾，）；／＂＂＂—？？ｓ１：ｒｉｎｏｕｔｆｅ＾加ｅ？－Ｗ－？？ｉｆｉｌ巧画＋Ｄｉ３ｔｅＴｉ巧ｅ‘Ｎｏｗ．ＴｏＳｔ＾ｎ＾ｗＢｓｓｇｇｉｄｄ册；：：ｆｆｆｆ＋＋ｖａｌｕｅ？ＴｏＳｔｒ＾？：ｇ（ｙｙｙｙ）＿ｉｇＯ＋ｇｌｆ；＿ｉ卡Ｓｔｓａｖｅｔ＋ｔｆｇ．ａｒｔａｈｉｆｏｕｉｉｅｎａ？ｅ〔ｐｇ）；．化ｉ化ｇｉ■卡ＳｅｔＤｅｌｔｒａｃｋＢａｒｌ？巧（．）；／／巧否ｇｉ巧猶ｉ间巧巧认ｉｆ．ＳｅｔＲ？？ａｔ６ｇｐ；（）？ｆｏｒｉｎｔｎ£ｎ＜ｉｆ－ｆｉＣｏｕｒｔｎ＋＋（；ｇｐａｔ；）｛．．ｇｉｆＡｄｄＦｒＭｉｅ（ＳｓｔｅＭＤｒａＭｉｎ．ｌｍａ？ＦｒｏａｉＦｉｌｅｉｆａｔｈｎｙｇｇ．（ｇｐ［］））；｝ｇｉｆ．Ｆｉｎｉｓｈ（）；ｃｔｕｒｅＢｃｘ２．ａ？■ｐｉＩｎＳｓｔｅｍ．Ｏｒａ＊ｄｎ＇Ｉａ９ｅ．ＦｒｏｎＦｉｌｅｓａｖｅａｔｈ＋ｇｉｆｏｕｔｆｉｌｅｇｙｇｇｒｕＭｉｅ（ｐ》；＂ＣａｐｔｕｒｅＳｔａｔｕｓ．Ｉｔｏｍｓ．Ａｄｄ＼ｒ＼ｎ＋ｓａｖｅｐａｔｈ＋ｉｆｏｕｔｆｉ广ｇｌｅｎａｏｅ）；Ｃｕｒｓｏｒ？ｅｆａｕｌｔ，ＣｕｒｒｅｎｔＣｕｒｓｏｒｓ．Ｄｊ／／Ｌｉｆａ没有清空ＩＳＴｇｐｔｈ？巧ｌａ巧班，白动腹醒按裙事㈱＾＞５－７后端生成Ｇ图ＩＦ代码生成ＡＶＩ视频核也代码如下ｉｆｖｉｄｅｏｓｒｃ．Ｃｏｕｎｔ＞０（）ｉ＿＿Ｃｕｒｓｏｒ．Ｃｕｒｒｅｎｔ－Ｃｕｒｓｏｒｓ，ＭａｉｔＣｕｒｓｏｒ；Ｒａｎｄｏｍｒａ■ｎｅｄｄｗ巧ａｎ扮ａ。；／／巧巧掉ｉｎｔｖａｌｕｅ？ｒａｄ．ＮｅｘｔｌｅｅＯ０／＾ａｄｌ？００？＾；７用生５￡：＾＾＾＾，小＾＾＾９９９＆ｌ＾）３？ｖ＂＂巧巧ｅｏｏ■ａｅ？？ｉｄｕｔｎａｗｅ＋ＤａｔｅＴ，Ｎｏｗ，Ｔｏｔ－－—＂巧巧演ｉＳｒｉｎｇＭＭｄｄＨＨ：Ｂｗｓｓ；ｌ（ｙｙｙ；ｆｆｆｆ＋＋ｖａｕｅ．ＴｏＳｔｒｉｎ．ｗｙ＞＿ｇＯ＋ｉ；ＡＶｉ■ＩＷｒｔｅｒｗｒｉｔｅｒｎｅｗ？ｒｗｒｉｔｅｒ；（）ｗｒｉｔｅｒ．Ｏｐｅｎｓａｖｅａｔｈ＋ｖｉｄｃｏｏｕｔｎａｍｅ＊４９４８０（ｐ６，；》ｆｏｒ主ｎｔｎ－６ｎｖｅｏｓｒ．；＜ｉｄｃＣｏｕｎｔｉ＞ｆ＋（；）｛ｗｒｉｔｅｒ．Ａｄ＜Ｆｖｉｄ£〇ｓｒｃ一Ｉｒａ？ｅｎＢＩＴＨＡＰ（［］）；／／巧全届空悬吞的巧容给入致毎＾＞ｗｒｉｔｅｒ．Ｃｌｏｓｅ）；（＊＂Ｃａ＞ｔｕｒｅＳｔａｔｕｓ．Ｉｔｅ？ｓ．Ａｄ＜Ｊ＼ｆ＼ｎ＋ｓａｖｅａｔｈ＋ｖｉｄｅｏｏｕｔｒｔａｗｅｆ（ｐ）；＂。Ｓｙｓｔｅ？．Ｄｉ？ｎｏｓｔｉｃｓ．Ｐｒｏｃ＂ｓ．Ｓｔａｒｔｅ）ｃ＞ｌｏ－ｇ（ｒ＂ｅｘｅｓｗｅａｔｈ（，ｐ；）ｖｉｄｅｏｓｒｃ．Ｃｌｅａ＾；／／宝媒始ＬＩＳＴｖｉｄｅｏｓｒｃ）ＣｕｒｓｏｒＣｕ尸ｒｅｎｔ－ｒｏ．．ＣｕｓｒｓＤｅｆａｕｌｔ；图５－８后端生成ＧＩＦ代码在生成并存储完成后，将存储后的路径保存于ＳｑｌＳｅｒｖｅｒ数据库表中，Ｗ备用户查看与调用。通过各类编码器的调用，可Ｗ实现监控特定时段的ｇｉｆ动画过程生成，监控特定时段的Ａｖｉ视频制作。与传统的视频２４小时录制相比，节省了宝贵的互联网存储空间与服务器压力，并使得种植过程中的影音互联网分享交流更为便利。５．５植物生长模型构建６８ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现笔者查阅了部分农学、种植科技、种植技巧类文章，其种植过程中论述往往千差万别，用户不易理解，将种植过程所需环境变量数据规范化系统化的归纳总结并建模Ｗ便于用户方便的查看并设置系统种植过程参数。植物种植过程中可分为六个阶段即为种子发芽期，维苗期，生长发育期，花期，结果期，收割期。对应为系统数据库中生长表的ｓｔａｇｅ字段。ｍｍｍＳＫ＊ｙｉＳＢＢＢＢａ｜＾ＭＭｉＢＢｌｉＷＪ３ＢｗｉＳａＢＢＨ｜＾｜ｐ｜ｊｊ｜｜图５－９植物生长过程阶段在每个阶段中、最低空气、最，分别需要收集最低主壤温度、最髙主壤温度、最高主壤湿度、二高空气温度、最低王壤湿度、最低空气湿度、最高空气湿度氧化碳适宜浓度）、光照时间（夜间补光）、基肥与、光照强度（遮阳或连续补光追肥参考配方、、种植时间周期备注等字段数据信息存储与数据库植物生长模型一表中，且同。由于当前国内系统性完善的农学种植资料与准确的参考数据较少。类植物不同品种、不同地域、不同亚种间种植差异也较大在系统实际部署运巧时，可Ｗ收集用户种植过程中设置与反馈的数据并收录为生长模型的数据完善提供参考。生长模型构建完成后，用户可在个人信息设置页面查看种植作物的参考生长模型。，并将生长模型中的参考最低最高阀值在阀值设置页面进行设置６９ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现＂Ｉ围５－１０植物生长模型表所需数据在附录二与附录Ｈ中，笔者归纳了当前常见蔬菜参考的设置标准，但由于种＂＂＂，，植过程中具体环境数据暂无可借鉴的准确数值资料，所Ｗ暂时采用了、、强弱＂＂＂＂长、短等描述性语言。７０ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现７＼＼系统实现与运行６．１系统运行体系结构６．１．１系统运行架构Ｉ…广、．ＩＣ‘．｛．ｉ＊巧巧．１，ｉ巧？、－－■－１ｔａ一心？？－．．．－＇ｔ？Ｉ■Ｉ■■■Ｉ１１ＳｆｉＶｆｃｖｉｔｒｖ－ｌ§、—？－卓－，＾￣＊Ｉ—ｊＩｉＩ。＊：＊ｆｔ．产加热与强温￣＾￣施肥Ｌ＿ＪＩ１Ｉ—地电撫＾＾＾Ｉ＇Ｉ—＾啤：穿昨丰空巧＾凤１１光賴ＩＩ，ｊｎ＿ｌ＿ｊＬ洒水降擺＿ｒＩ＾ＩＩ（Ｉ’－、＇—，ｉｌｔ巧，ｃｔ＾ＪＩｌｗ＇＊ｗｉｄＩ■＊？＇？＊、Ｉｊ＇墟呢川，Ｐ＿二觀化橄锅觀６１１图．．系统运行架构系统运行时硬件结构分为Ｗ下六大模块（１）±壤与空气温度模块，当王壌与空气中预设的温度传感器数值低于或高。于植物生长适宜温度时，调用加热与降温设备条件种植环境中温度Ｃ－２８电２）王，控制（壌湿度模块，当Ｆ止壤湿度传感器获知王壌中湿度不足。，将制作的磁阀与水聚工作，使主壤中水分得到补充同时根据定时定量的方式有机肥料补充入±壤中。（３）空气湿度模块，当空气湿度传感器获取当前空气湿度连续高于或低于设７１ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现定临界值时，开启隔膜累抽水并将水通过雾化器或雾化风扇喷洒到空中，同时开启遮阳设备。（４）光照模块，通过光敏电阻、ＧＹ－３０光强度模块测得当前光照强度，控制遮阳与补光设备运行。当光照时间不足时，自动定时打开光照设备，Ｗ实现种植过程中光照情况满足植物生长所需。（５）二氧化碳模块，在密闭的种植环境中，通过ＭＧ８１１二氧化碳传感器获取二氧化碳浓度数据，当浓度不足时，通过电磁阀使二氧化碳气体沿细化器缓慢输出，达到补充种植环境中二氧化碳浓度的目的。（６）系统控制模块５１，非联网低成本情况下使用单片机控制，联网高级应用情况下使用树璋派开发板控制。６．１２系．统各模块运行流程本系统基于模块化的思想，分为低功耗低成本的简单功能５１单片机平台与联网且智能化程度较高的树菩派开发板平台。二者运行流程如下图所示。——６－图１５１单片机系统控制流程７２ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现■圆国Ｉ．＿图６－２树璋派系统控制流程１，可Ｗ看出，５单片机提供了传统的自动种植系统的相应功能用户可采购不同模块后，配，技术人员在现场分析±壤、气候、温度、大棚设备等实地情景置连接相关设备使得５１单片机控制自动种植系统的相应功能。当用户需求更为复杂更为智能的交互方式时，采用物联网技术设计思想，使树萄派控制各模块运行并将数据与云端云主机服务器连动，为实现用户运程监测数据、异常状态短信与邮件提醒、远程手动或定时控制种植系统模块提供了可能。系统实际搭建过程中：，大致可分为Ｗ下四种模式（１）５１单片机控制简单模块功能。例如使用５１单片机搭配Ｗ王壤湿度传感一自动按需掩水功能器与磁力累实现单。２）ＷＥＢ服务器。使用树萄派配置为ＷＥＢ服务器，在（树奪派配置为本地路由器中设置ＤＤＮＳ动态域名与ＤＭＺ主机端口映射，可在互联网范围内访问并直接控制树善派运行一（３）５１单片机，往往套树璋派或５１单树奪派控制多个。大型种植需求下片机控制系统不足Ｗ控制足够多的传感器与设备，可Ｗ将树菩派编程作为总的控一制与数据处理系统，５１单片机作为某区域的分系统运行。ＷＥＢ服务器ＳｌＳｅｒｖｅｒ数据库中存（４）树璋派连接云端。在云主机与云端ｑＡＳＰ，储信息并搭建．ＮＥＴ网站实现用户完善的多功能智能化交互树璋派内７３ 基于物联网技术的智能种桂系统没计与实现Ｈｇｈｔｐｄ服务器中ＰＨＰ定时向云端数据库传输并存数数据，读取云端数据库中用户设置的信息，Ｗ完整的物联网技术结构实现种植过程中的智能交互与远程控制。６．２系统数据库表与系统运行数据６２．．１数据库配制与连接当前主流Ｂ／Ｓ开发框架中，客户端浏览器不直接访问位于服务器上的后台数据库，而是通过位于中间层的ＡＳＰ．ＮＥＴＷＥＢ服务器和微软ＡＤＯ．ＮＥＴ中组件库中Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ类、ＤａｔａＲｅａｄｅｒ类等方式访问、操作、增删改査ＳｑｌＳｅｒｖｅｒ数据库与数据表。本系统使用了ＳｑｌＳｅｒｖｅｒ２０１４Ｅｘｐｒｅｓｓ版本，数据表空间Ｐｌａｎｔｉｎｇ，连接女全性验证采用Ｓｑｌ与Ｗｉｎｄｏｗｓ混合验证模式。使用ＳＳｅＭｑｌｒｖｅｒａｎａｇｅｍｅｎｔＳｔｕｄｉｏ工具可｜＾／？实现远程可视化配置ＳｌＳｅｒｖｅｒ。ｑ柏Ｉ曲ｎ如由ＷＭＯＴＷＷｉａＭＷｇＢＨＷＢｉａｉＷＷＩＩ＂，—…ｉｌＵｉｍＪ只连接到服务器國ＩＭｉｃｒｏｓｏｆｔＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２饥４！；？■。ｇＳｉ／ｎａｍｉＵｉｒＢｒｊｉｆｉＫｉｎＭｎｉｍｎ……＇４尬ａｉＢＭｉｗｉＭｇＫｍｍ巾前由…—化―ｊ服劳器类型化￣）：数巧店引擎：ｊｑ；＾服务器名称运）：＾ｊ’—身化齒证—（４）：巧ＬＳ＂ｖｅｒ禹东屋定Ｖｆｊ登录名（。：ｊ）：＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊（Ｅ！密码￣接炬）ｗｎｒｗｎｎｉ丽而ｎｉ［：ｉ／＇：＿＿＿＿＿＿＿－３Ｓ图６ｌＳｅｒｖｅｒＭａｎｅｍｅｎｔＳｔｕｄｑ巧ｉｏ连接育标数据库主机固麵画画ＩＢ田白■鋼１＾关丟＠困ａ表田画视图国口同义词田圆可１＾１４涩Ｃ３ＳｅｒｖｉｃｅＢｒｏｋｅｒ藍ａ存糖国ａ空全性７４ 基于物联网技术的智能种植系統设计与实现－４图６ＳｑｌＳｅｒｖｅｒ数据库配置界面客户端中间层数据阵服务器Ｗｅｂ服务器￣Ｋ巧叫服务器＾—卿览ｉ）汽．Ｃ据许数掘库迸接池＾图６－５数据调用结构６２２．．数据库重要信息表（１）用户表，记录了用户预留的信息。１００１Ｕｓｅｒ！ＸＸＸ０Ｗ２１３５．．．１＠１．ｃｏｍＡｄｍｉｎ￣１００２Ｕｓｅｒ２ＸＸＸ０５３２１３８．．．Ｃｌｉｅｎｔ＂■＂１００３ｓｅｒ３＾ＯＯＣ０５３１ＭｌＴｉＵｌ可、（２）传感器数据表，核屯表格，记录了传感器不同时间段采集到的数据。１〇５３２１０１５＾４／１０／１９１００１｜｜｜＾ＩＩ１０５３２１０１４２０１４／１０／１９１００１＂＂＂！２０５３２３１５２０１４／１０／１９１００２‘Ｉ０，：｜７５ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现（３）气候信息表城市全年月平均降水信息表？■－，Ｉ■Ｊ０巧１■＂■？…——ｒ，；＾Ｔ＊｛Ｔ１ｐｓＴｒＦ广０５Ｊ５１ｊ１１１１Ｉ１１１１１城市全年月平均温度变化表———ｐ０５３２‘、：、奶树．‘．ＶＩ！拍；娜－ｉ阶一，＊－垂０巧１Ｉ０巧，－ｊｉａ一—未来７日天气数据表，记录了未来７日中国天气网的城市天气数据。’０５３２２０１４／１０／２１—化扁歴ｙ：—化丘／广ＩＩ（４）城市编号表，记录了不同地区用户的城市编号与城市名对应关系，采用电话区号对应的方式，如青岛对应ＣｉｔｙｌＤ为０５３２。０■５３２巧岛，，＂■一—迎…■？—＊…点‘０巧１济南喊５網台’ｌｙｍｍｌ７６ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现（５）报警记录表，记录了短信及电子邮件提醒信息。２１００１２０／１４／１０２０髙温超限值１１￣￣￣￣￣￣￣￣＂￣＾３２０１４２１■／１０／窩温镇限值１．＾１：■‘’？－－＊＾＊？＇＇一－＊＊．ＩＩＷｒｔＭＨＵｆｒＡｈａＢｉｉＴ＞ｉｌ—ｆＴｒｆｉＳｇ＾ＳＷｉＶａｉＴＨ（６）植物种植影像存储表，该表记录了存储的图片与视频影像存储路径。，２０１１００１１４／１（Ｖ１９…ｈｔｔｐ：／／ｐｉｃ．ｙｕｐｏｏ．ｃ－．２１００１２０１４／１０／１９ｈｔｉ．．．．ｐ：／／ｐｃｙｕｐｏｏ乂．．３１００１２０１４／１０／１９．．．ｈｔｔｐ：／／ｐｉｃ．ｙｕｐｏｏ．ｃ？（７）传感器阀值设置，该表记录了用户手动设豈传感器阀值。１１００１２０２０￣￣１屯２＾―￣￣￣￣―—＂■２２１００２５２＾（８）设备手动开启与关闭表１１００１１＂＇２ｉＭ１．３Ｔｏｏ：〇１＜Ｖ．如聲辞喊＊品若社壤迸幽ｒｉｌ．ｊ｜（９）植物生长模型表１香菜１２０１８８５８０￣￣－￣－？？‘一■＇ｔａ°ｃ去ｗｈ＇■口＞ｉｗｒ■Ｔｙｉｒｇｓ？．＊，？ｉｍｎ；ｇｙａ３ｇ？ｃｉａｎＨｉｌＨｂｉＡｊ■ｙｖ，２Ｂ５Ｓ；ｉＬ－Ｊ｜２ＳＳＢ３２１香莱２２０１７８５４０＾■＿＇广＾、＾，Ｔ２５：Ｔｏ１ｌ１Ｉｓ瓦章素Ｉ１，，Ｉ，－‘人－．，．［，一———．Ｌ■一＇－…一—１－Ｉ６．信…１■‘Ｉ７７ 基于物联网技术的智能种植系统诘计与实现（１０）决策辅助参考表１２０１４／１０／１９华北地区香菜冻害预防．．．＾＂＂一＂＂＂２￥秦控根处理２０１４／１０／１９该表说明如下；ＰａｓｓａｇｅｌＤ作为主键记录了文章的编号，ＬｏｃａｔｉｏｎＡｒｅａ记录了文章适用的地域范围，ＰａｓｓａｇｅＣｏｎｔｅｎｔ收录了辅助文章的内容，ＰａｓｓａｇｅＤａｔｅ代表文章发布时间。决策辅助表需要大量的农学、气象学等种植过程中相关学科的资料，数据内容未来需要长时间多人添加并完善。６．２．３数据库表键值与关系视图－打巧犯地画ＷＩＮ…－ＰａｎｔｉｎｆＵｓｅｒＸｌ．ｇ—■ｍｍｉｌｌｉｍｍ列名现居埋光保Ｎｕｌｌ值賓Ｕｓ讶ｒＩＤｉｎｔ□ＵｓｅｒＮａｍｅｎｃｈａｒ口０）□Ｐａｓｓｗｏｒｄｎｔｅｘｔ□｝ＣｌｌｙｌＤｉｎｔｎＰｈｏｎｅＮｕｍｂｅｒｎｔｅｘｔ留Ｍａｉｌｎｔｅｘｔ阁ｌｅＲｏｉｎｔ日？ＩＩ□图６－７用户表键值与数据类型￣＊－Ｗ１ＮＦＴＺ巧ｉＢＫ８１４ｉＪ．．．ｎｆ．Ｓｅｒｓｃ＞ｒＤａＩＩ＾ｒｇ＿｜Ｕ＾ｍ｜｜｜＾Ｈｉｍ｜｜｜列名资光痒Ｎｕｌｌ值Ｉ！ｒ＞ｔ□ＩＳｅｎｓｏｒＬｏｃａｔｉｏｎｒｖｃｈａ＾ｌＯ）己＇￣ＯｔｌＤＩｎｔｙｆ］Ｄｉｇｉｄａｔａｉｎｔ□ＡａｎａＤａｔａｆｌｏａｔ｜｜Ｄａｔｅｔｉｍｅｄａｔｅｔｉｍｅ□ＵｓｅｒｌＤｎｃｈａｒ１０（）□ｊ图６－８传感器数据表键值与结构７８ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现ＷＩＮ－ＦＴＺ３３ＢＫ助４Ｕ＂，ｆＪｍａｅＳｔｏｒｅ＿ｇ巧Ｘ巧名錫隱光蘇Ｎｕｌｌ值ＩｍａｉｇｅｌＤｉｎｔｊ｜□ＵｓｅｒｌＤｉｎｔ□Ｄａｔｅｔｉｍｅｄａｔｅｔｉｍｅ□一ＩｍｅＵＦｌＬｎｔｅｘｔＩ巧□图６－９图片存储数据表键值与结构因图表较多在此不一一列举表结构与键值。图像拍摄的图片没有存储于数据一库中，而大容量，因单次种植每半时拍照次也将会耗费大量的数据库存储容量数据库存储空间在云端数据库中价格较高，将占用较大费用。当拍摄的图片数量小时，，可Ｗ存储于云主机系统盘指定文件夹中。而当图片数量庞大数Ｗ万计后６２建议用户应当采购专用的图片存储服务，如又拍云图片管家云服务。系统拍摄的图片存储于图片存储服务器，在数据库中仅记录外链地址的值，如此可节省数据库存储空间，提升图片访问性能。ＣｉｔｙＤ＝＾９ａ＾Ｐ［ＣｈＮａｍｅｙｉ－…＊‘ｍｍｓｍｍｍＩｊ＾ｅ—９ＩｍａｇｌＯｒｉ＇。…忙－…■〇ＵｓｅｒｌＤｕｗＮ．ｍｅ＊；ｅｒｓｏｒＤａｔａＤＳａｔｅＷ口＂策＂《Ｓｅ？加ＩｍａｅＵＲｇＬ｜ＴＯＣｒｔ〇Ｃ？＝ｉＪｙＳｅｎｓｏｒＬｏｃｒｔｌｏｎＰＨｏｎｅＮｕｍｂｅｒｉ■－ＯＣｉｔＣｉｙｌＤＭａｉｌＤＪｇｉｄａｔａｊ游．－－ＲｏｌｅＤＡａｎａａｔａ＾＇言Ｄａｔｅｄｍｅ＼ｉ－ｏｃＵｓｍＩＤ；Ｉ６－图１０数据库部分关系视图上图展示了部分数据库表的键值Ｗ及表与表之间的关系视图。可Ｗ看到数据、Ｕｓｅｒ表与传感器数库表与表之间的主键与外键间的关系。其中核屯表格为用户据ＳｅｎｓｏｒＤａｔａ表，记录了用户部署于各模块的传感器数据信息７９ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现６．２．４数据库存储优化由于传感器信息大量数据不间断地存储于数据库中，此时应用ＳｌＳｅｒｖｅｒ数ｑ据库中Ｔ－ＳＱＬ语言编写固定格式的数据存储过程可切极大地提升数据库存储性能。使用存储过程数据库调用时不需要反复编译，设定传感器存储数据的变量后，只需要给ＳｑｌＳｅｒｖｅｒ传参后即可实现数据存储，也减少了数据库与ＷＥＢ服务器之间通信的数据流量，提升了数据连接的安全性。Ｃ民ＥＡＴＥｒｏｃｅｄｕｒｅｓＧｅｔＳｅｎｓｏｒＤｗａｐｐ—＠ＧｅｔＳｅｎｓｏｒＩＤＩＮＴＡＳＢＥＧＩＮＳＥＬＥＣＴＳ＇ｅｍｏｒｌＤＤｉｉｄａｔａＡａｎａＤａｔａＦＲＯｈｆＳｅｎｒＤａｍｏｒ，ｇ．，ｓｏｔａＷＨＥＲＥＳｅｌＤ＝（＾ＧｅｔＳｅｎｓｏｒｌＤＥＮＤＷＥＢ网站ＡＤＯ．ＮＥＴ巧问数据库查询该数据时只需下程序传參进行。ｉｆＰａｅ．ＩｓＶａｌｉｄ（ｇ）｛Ｓ＝ｑｌＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＣｏｎｎｎｅｗＳｑｌＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ（Ｓｓｔ；ｅｍ．Ｃｏｎ巧ｕｒａｔｉｏｎ．ＣｏｎｆｉｕｒａｔｉｏｎＭａｎａｅｒＣｏｉｉｙ．ｎｎｅｃｔｏｎＳｔｒｎｓｇｇｇｇ［＂Ｐ＇ｌａｎｔＣｏｔｉｉｉｎｇｎｎｅｃｏｎＳｔｒｎｇｒ．ＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＳｔｒｉｎ）；Ｊｇ＂＂Ｓ＝ｑｌＣｏｍｍａｎｄｃｍｄｎｅｗＳｌＣｏｍｍａｎｄＧ巧ＳｅｎＤｔＣｑ（ｓｏｒａａ，ｏｎｎ；）Ｃ二＊ｃｍｄ．ｏｍｍａｎｄＴｙｐｅＣｏｍｍａｎｄＴｙｐｅ．Ｓ化ｒｅｄＰｒｏｃｅｄｕｒｅ；＂＂ｃｍｄＰ．ａｒａｍｅｔｅｒｓ．ＡｄｄＧｅｔＳｅｎｓｏｒＩＤＳｌＤｂ（，Ｔｅ．Ｉｎｔｑｙｐ）；＂＂二ｃｍｄ．ＰａｒａｍｅｔｅｒｓＧｅｔＳｅｎｓｏｒＩＤ．ＶａｌｕｅＩＤ［］；ｔｒｙ｛ｃｏｎｎ．ＯｐｅｎＱ；ＳｌＤａ＝ｑｔａ民ｅａｄｅｒｄｒｃｍｄ．ＥｘｅｃｕｔｅＲｅａｄｅｒＯ；／／……．将数据库传感器数据存储与常用的查询设置为传参数形式的存储过程，在运一行时，数据库接受存储过程名称和变量，其只需要编译次后，再次反复调用时８０ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现不需要再次编译可大大优化数据库的访问速度。６．２．５数据库备份ＳｑｌＳｅｒｖｅｒ数据库提供多种备份方式，主要分为自动备份与手动备份，备份设置过程中，可对备份的频次，备份时间、备份文件名、位置等信息进行参数进行配置６３一。同时，木浪多备份网站注册后可提供每周次的免费的ＳｑｌＳｅｒｖｅｒ数据库自动备份服务，或付费后提供更加多样化的企业级数据库备份服务。６３．系统ＷＥＢ服务器６３１Ｗ．．ＥＢ月良务器配置阿里云主机通过固定ＩＰ远程登录的方式登陆控制管理ＷｉｎｄｏｗｓＳｅｒｖｅｒ服务ＩＩ，其可Ｗ配置Ｓ服务器为网站运行提供平台Ｓｌ器系统运行，并在服务器中安装ｑＳｅｒｖｅｒ数据库实现数据库的运行。Ａ娩做Ｉ．Ｌｇ—ｆｇ——＇，：屯，兰。．ｒａ…一叛＊？ｊｔｗｒ麵Ｗ？ｈ；￣￣￣Ｉ＇＇二二＇知＂Ｉ隹翻ｉｔｐＴｖＴ卢＇＾＇？ｒｚｒ｜ＩＳＳＳ：ＭＰ＊＊‘ｎａｈ，＂Ｕｂ＊＊＊｜ｗ；ＩＩ案＂—＊＂＊＊一Ｔｒｉ｜ＴｉｒｎｒｔｒＩ■ｉ〇ｔ＿ｒ｜｜？＆ｍ洽＾＊？？？＊一－．減ｉｓｗ＊￣；丫干心■斬＞．％＃？＾｜｜：Ｉ：｜Ａ＊＃Ｓｗｉ＃ｗｗｌｉｊｇ｜＃ｙ養ｊＭｉＣｅｆｔｉＨｉ１ｍ？ｐ＾Ｊｔｎ。《底一Ｉ讀Ｃ＂｜？＊ＣＷ《８ｗｌＭ，，ＷｎＨＩＢｗｔＩＭ｜，１■＊化ｔｒ■＇１ｉ定ａ＊ｒｔｗｆｔｗｙＵａ３＾ＩＨｈｍＪｎｄｇｗＩ，，＂＊一―＊ｔＨｆｃｔ＜＊＊？ａｗｔＮＮ＊＊＊＞＇Ｌｒｗ？？ｔａｉ？ｅ＊一《ＫｊＭ＊＞？一ｉＩ＞＜？＊ｎ？ｉ？＂？＜ｒ＂‘？＂■一破？命，ｗｎｎ？■ｎｎ＂一ｗＢ＊ｔｍ＇？ｙＨ—ＷＭｉＩ知＞，１ＷＷｔ的＂｜？ｌＨｙｔ化一至＊ｅｍＨ〇ＭｍｌｉｅｉｔｅＡｗ叫＾’’迎Ｍｍ曲泌巧鮮’’々，ｔ谢》化齡ｉＷｍｔｌＷＷｉＴｉＭｉ一．績价Ｍ一Ｉ＊’嘶＊，＇斬——＿—■？…■！Ｊ６－１图１ＩＩＳ配置界面６．３２ＷＥＢ服务器连接．树替派数据与树窗派中运行ｌｉｇｈｔｐｄ服务器上的ＰＨＰ程序，与云主机远程通信时需使用微６４可Ｗ在软公司为ＰＨＰ网页编写的拓展驱动程序ＳＱＬＳｅｒｖｅｒＤｒｉｖｅｒｆｏｒ閒Ｐ，其８１ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现微软官方网站下载并使用。＝￥ｃｏｎｎｓｌｓｒｖｃｏｎｎｅｃｔ￥ｓｅｒｖｅｒＮａｍｅｎｎｅｃｔｉｏｎＩｎｆｏ（，￥ｃｏ）ｑ＿；＝＝＝ｉｆ￥ｃｏｎｎｆａｌｓｅ（）（＂＂ｅｃｈｏ无法连接种植数据库．＜／ｂｒ＞；出ｅ（ｐｒｉｎｔ—ｒ（ｓｑｌｓｒｖ一ｅｒｒｏｒｓＯ，ｔｒｕｅ））；｝＂＂＝抗ｓｑｌ查询语句；＝￥ｓｔｍｔｓｌｓｒｖｕｅｒｃｏｎｎｔｓｌ，￥ｑ＿ｑｙ（￥ｑ）；ｓｌｓｒｖｆｒｅｅｓｔｍｔ￥ｓｔｍｔ（）；ｑ—＿ｓｑｌｓｒｖｃｌｏｓｅ（￥ｃｏｎｎ）；／Ｖ关闭连接＿上代码展示了ＰＨＰ连接ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ数据库代码，连接完成后即可对数据，ｉｈｔ库数据进行増删该查操作树萄派ｌｇｐｄ服务器中ＰＨＰ程序读取ＧＰＩＯ口传感器数据，并将数据存储于云端ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ数据库中。＜＊ｐｈｐ＂＂＝￥ｔｓｈｅｌｌｅｘｅｃ（调用引脚状态）＿？＞上程序段为ＰＨＰ中读取引脚操作的方法，读取后可将变量值存储于本地ＭＳｌＳＳｅｒｖｅｒｙｑ数据库Ｗ及同步到云端ＱＬ数据库。同样的，树璋派通过读取数据库中阀值表中用户修改的数据，控制传感器阀值的设置。另外，树璋派通过读取数据库中的设备手动开启表，实现设备手动开启。配置完成后可Ｗ使用ＳＱＬＳｅｒｖｅｒＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ连接至数据库将本地的传感器数据存储于云端ＳｑｌＳｅｒｖｅｒ数据库表中，由此树霉派中本地的ｌｉｇｈｔｔｐｄ服务器数据实现了与云端ＷＥＢ服务器的数据同步。６．４系统与用户交互界面用户采用固定的账号密码登陆后，可Ｗ在登陆后首页总览智能种植设备的运斤情况。８２ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现登陆智能种植龍系统Ｐａｓｓｗｏｒｄ□记息６－图１４用户浏览器中登陆系统菌巧￡ＵｇＳ？巧職晒触翻就脚航部ＷＢＳ＾个人《ＢＳＷ８＆６－１５。图系统登陆后导貌条，用户可选择不同的功能页面用户登陆后，在导航条中选择具体功能界面可Ｗ实现对应的功能，相关功能页面如下。（１）数据查询；查询传感器数据表中已设置过的间隔时间内该用户树璋派连一。接传感器的数据。通过过滤Ｓｅｎｓｏｒ阻字段可Ｗ仅查询某传感器记录的数据一数据在某时间段内绘制为柱状图、折线图等内容展示给用户。＝２０１４年１０时１１ＳｅｎｓｏｒＩＤｌ的１温度巧况｜。巧ｊｉＶ．ｆｔｉｆｌ。５０ＭＢＳＩ鬥巧團誦．屬．Ｉｆ４国Ｋ謂ｔ二？＂＂＂ｉ供ｉＨ巧！．００ＪＨＨＨｔ‘‘：－ｒ：覇涯画．‘‘—ｂ：，ｉＳ峰Ｗ誦隱片，画漏＿網Ｗ巧１１１綱２刷峭刷８３撕Ｗ吼晰６－政便于分析图１７种植数据数据可臥生成图表、分享８３ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现（２）传感器阀值；用户设置传感器触发的模拟量与数字量阀值，根据植物生１＾长模型中提供的参考值１，干燥环境下的植物可＾将主壤与空气湿度信息设置比潮湿环境下的植物湿度阀值稍低。（４）：用户手动控制二、连续设备控制，比如氧化碳供给、种植补光灯开灯不停喷水等功能，Ｗ在极端环境下或系统提示的种植模型不理想时用户自由操控补光、补水、补肥、补二氧化碳设备运行。（５）天气预报：用户查看当前城市的天气预报，系统会调用中国天气网储存。的数据，将数据展示给用户６），比如某传感器数据连（异常通知；数据库中记录的异常信息展示给用户续不变，提示用户查看传感器是否正常工作；天；Ｗ及邮箱与短信报答记录情况气预报显示有异常气象灾害等。与此同时，用户可根据异常情况，在该栏目搜索决策辅助表中的内容关键词，系统返回收录的农学、种植技术等文章Ｗ供种植者参考。（７）城市气候；通过传感器历史数据的采样生成该地区的实地采集温度与湿度变化图表。一（８）种植影像：用户查看种植过程中拍摄的照片，并可将定间隔的照片生成ＧＩＦ或ＡＶＩ格式动画，便于用户分享。（９）个人信息：用户更新自己的手机号，邮箱等信息，并可根据种植作物选，。择植物生长模型，植物最适宜的生长环境种植过程中的相关问题等功能（１０）查看论坛：访问系统配套的Ｄｉｓｃｕｚ开源论坛，在论坛中不同用户间交流使用也得。，反馈使用中的问题及改进建议更新用户信息手机端ＷｉｆｅＥ号电－…—；１６－图１６用户可Ｗ更新自己的信息８４ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现选择种植植物離垣物音巧回獅区号需擲巧容口生长觀□光＾１６３１□□ＳＭＳ？□化巧□洽见欄＊－图６１８选择植物生长模型、用户选择不同植物的生长模型，查看植物种植过程中的各环节的种植流程种植环境Ｗ及常见病虫害等注意事项。系统内目前相关的各地种植数据与病虫害、花期等种植过程中的文献参考资料有待完善。社区动力ＤＩＳＯＪＺ！－１８Ｄ图６ｉｓｃｕｚ开源免费论坛６５套的论坛查看系统另外可＾选配Ｄｉｓｃｕｚ开源论坛系统，用户间可［＾登录配。论坛内帖子，提出，与其他种植者交流沟通系统使用过程中出现的疑惑与问题，防ＳＣＵＺ论坛程序上传ＷＥＢ服务器后配置方法较为简单，其被广泛用于论坛系统设定好页面样式、板块和布局后即可运行。８５ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现－ｔ：、总结与展望７．１未来家庭与企业种植信息资源开发与利用现代化农业包括了农业信息资源的传感器数据采集、存储与分析决策。本文探讨了智能种植过程中的一般性的实现方式，包括将传感器技术、信息采集与数一据库存储、单片机控制技术与农业种植理论等学科知识相结合，总结完成了套农业智能种植巧步的技术体系与服务模式。当代计算机与网络日新月异蓬勃发展，大量的理论研究成果旨在为农业信息化学科广泛开发利用。例如当今的知识信息挖掘技术应用于农业信息资源集成与服务；将农业文献信息与知识发现软件系统与实地种植者高效无缝连接，进而研究开展更为精确的远程咨询系统；将传感器数据与智能决策系统、智能预测系统相结合，，实现生产过程中的农作物生产可预见性与可控制性，同时地将传感器数据作为历史资料存储与分析一，实现当地环境的模拟与仿真。Ｗ上系列的需求与发展方向将会贯穿于未来农业生产发展的全过程。Ｗ上涉及到的农业技术发展途径，其根本上依托着国家信息宽带网络的高速建设，但在前沿理论与科技工作进展的同时，我国当前仍然面临着部分中西部偏远地区甚至没有网络覆盖的问题，而农业作为相对落后地区经济发展的重要推动力量，农村地区网络信息建设Ｗ及当地种植者的计算机与网络基础知识教育水平仍将是未来农业信息化发展的先决领域。７２．本文的局限性在实验与论述的过程中一，实感到虽然列举实现了部分传感器应用与智能种植控制方式，但市面中各大厂商与公司生产的传感器产品琳巧满目，有限于笔者，有限的经济预算与精力仅仅做到使用了简单廉价的传感器应用，未曾接触过国外最近先进高性能传感器与控制设备。巧竟哪些种类的传感器产品能够被应用于农业种植未曾形成一套系统性的可行性方案论证。同样的，部分机械设备的使用方法因地制宜，部分模块中的需求（如肥料的配置、液态二氧化碳的购买等），受制于当前的成本，、传感器、部署难度等因素难Ｗ实现完全百分百的无人远程自动智能控制。８６ 基于物联网技术的智能种植系统巧计与实现另外，本文所论述的智能种植实现方法，仅仅在青岛的实验室中得Ｗ小规模种植案例中使用测试，未曾经过有资质的大型农产品种植公司的使用与驗证，亦缺乏全国广泛地区的种植数据，本系统得Ｗ大规模商用前仍将有许多细节亟待论证与实现，例如传感器产品的外观设计、网站的大规模压力测试与种植模型与种植数据的丰富与完善等，在种植模型的完善度上，本文在有限的时间内查阅农学相关资料与参考网络上阳台蔬菜种植的数据，实地实验、探索并归纳了常见种植难度简单的香菜生长模型，其他植物的生长模型需要未来更多的种植资料与种植者的参与和实验。ＷＥＢ网ＷＥＢ控，在站的用户交互上，论述展示了简单的制界面未来如若系统得到大规模商用化，仍有许多细节与交互方式亟待改进与完善。截止本文撰写完成时，树舊派新兼容Ｗｉｎｄｏｗｓ１０性能更强版本即将发售，６６发售后将可Ｗ采用微软．ｎｅｔ平台完全整合全套系统，因笔者较为熟悉．ｎｅｔ平台而不Ｌｉｎｕｘ下的ＬＡＭＰ平台，未来系统将不必出现本地树巷派使用ＭｙＳｑｌ与ＰＨＰ，云端服务器使用ＳｑｌＳｅｒｖｅｒ与ＡＳＰ．ＮＥＴ的尴尬，将会有更便捷的开发体验与更好的兼容性。７．３全文总结本文在对国内中之现状与参阅国外自动种植、智能种植、物联网技术追溯资、料的基础上，对智能种植过程中的控制、光照强度、±壤与空气湿度的检测温二。度控制，已及结合大型种植、氧化碳补充最终的实现进行了较为深入的研究企业与家庭用户的具体需求，本文闻述了系统的需求分析，低成本低功耗５１单片机控制系统与更多功能联网的树鸾派控制系统，种植过程中各个子模块的设计实施，及系统实现过程中的ＷＥＢ服务器、数据库表等任务的设计与实现情况。，在解决了传感器数据收集与传输，控制系统控制设备按需运行物联网技术下的。ＷＥＢ服务器等难点问题后，最终实现了基于物联网技术的智能家居种植系统在农业信息化，如何让在基层工作、物联网技术等前沿科技高速发展的今天一一于第产业的企业与种植者享受到现代化科技带来的成果，是每个农业信息化一研究工作者不懈努力奋斗的目标之。本文在完成硬件传感器数据采集与控制种植设备运行上，结合软件的用户交互、远程控制程序，较为完善的实现了物联网８７ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现一技术下的智能种植，，为未来农企业与种植者采纳提供了套科学快捷的解决方案一个较为完善可行的参考案例希望可Ｗ为中国的农业高效率智能化种植提供。８８ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现参考文献１ＡＳａｎ，ｅｋｕｎＭｏｏｎｈｏＬｅｅ，Ｄｅｓｉｎｏｆｌ：ｈｅＦａｒＥｉＢａｓｙｇ，ｇ《ｇｍｅｒｓｘｐｅｒｅｎｃｅｅｄＧｒｅｅｎｈｏｕｓｅＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ》〔Ｊ），２０１３１２化ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｊｌ２０１３？ｕｙ２山东农业科技网达国家农业信息化的发展及经验，《发》，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓａａｓ．ａｃ．ｃｎ／３袁纯新等，《信息技术在农业领域应用初探》Ｕ），２００１，天津农学院学报年２１月４一一魏错，《中国农业技术引进研究基于过程环节视角》（Ｄ），中国农业大学博ｉ论文，２０１３年５＂＂新华网新闻，中国工信部发布《十二五物联网发展规划》２０１２．４，６中国广播网，《山》，ｈｔ／／／东旱情持续蓄水量创新低ｐ：ｎｅｗｓ．ｃｎｒ．ｃｎ７民山ｆｅｉＪｉａｎｇ，ＹｕｎｆｅｉＺｈａｎｇ，《民ｅｓｅａｒｃｈｏｆＡｇｒｉｃｕｈｕｒａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｅｒｖｉｃｅＰ＇ｌａｔｆｏｒｍＢａｓｅｄｏｎＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆ刊１１１５》ＤＣＡＢＥＳ１Ｐｅｄｉｎｓｏｆｅ２０１３１２ｔｈ３，３ｒｏｃｅｇ出ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｍｏｓ山ｍ，２０１３ｙｐ８张娜，潘娟，《都市农业信息化概论》，中国农业出版社９ＭＭｃＮａｉｍ，Ｈ．，Ｒｅｓ．等，《ＢｒａｎｃｈｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｏｉｌＭｏｉｓｔｕｒｅ化８叩ｐｏｒｔＲｉｓｋ－ＲｅｄｕｃｔｉｏｎｆｂｒｔｈｅＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＳｅｃｔｏｒＵｓｉｎｇＲＡＤＡＲＳＡＴ２》（Ｊ），ＳｅｌｅｃｔｅｄＴｏｐｉｃｓｉｎＡｌｉｅｄＥａｒｔｈＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓａｎｄＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎ，２０１２５ｐｐｇ．ｗ》刘洋等，《基于物联网与云计算服务的农业温室智能化平台研究与应用〔Ｊ），计算机应用研巧，２０１３．１１１１），鲁进军，《基于无线传感器网的蔬菜大棚监测系统设计与实现》Ｕ武化理工大学硕±论文，２００９年２ＩＤ，《山东》），中国农业大学硕±论徐建堂省农产品质量安全监控体系研巧（２００５文，Ｕ现》（Ｄ），吉林大郭军，《面向移动设备的水稻种植数据采集系统的研巧与实学硕ｉ论文，２０１４年Ｍ，，２０１０２２高红梅，《物联网在农产品供应链管理中的应用》Ｕ）商业时代年期＂孙小会、谭立群、郭全洲，《农产品供应链质量安全管理研究》〔Ｊ）？价值工程，２００９年１２期化Ｎｉｗ，ｈｔ／／ｄｉｅｄｉ．．ｅｏｍ／ａ／２０１４０７２１／００７７４０．ｈｔｍ腾讯数码，《智能盆栽ａ》ｐ：ｇＵｑｑ１？色食》），：绿中国农业工程学会，《有机食品认证指南Ｕ农村实用工程技术品，２００５年５期８１业科学，王建平，《基于物联网技术的智能蔬菜大棚构建》（Ｊ），广东农２００５．５９Ｉ＂业环境科学学报，吴蕊等，《设施大棚农药污染残留调查分析》（，农２００９．１２〇》Ｊ），刘映群等，《Ｐｒｏｔｅｕｓ与Ｋｅｉｌ在单片机教学中的应用（中国现代教育装，２０１０１１备．８９ 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基于物联网技术的智能种植系统设计与实现附录１附录：相关核心元器件与传感器价格系统相关核也电子元器件预估价格表？…．．－…一－，：－。－飾，—？＾．—■．ｉ？■ｈｗ．与Ｌ三５１单片机１０元，成品开发板约１００元—￣■、－２２０元坤．穿￣￣—‘一—Ｄ＾１８Ｂ２０ＭＳ＃Ｍ４元＿—ＤＨＴＴＵ觀顧焉感器１稀＇＾ＦＣ－２８止壤湿度传泉恶芯完—－５，漏豪。来＾１＾＾；＇小米５Ｖ２Ａ移动电源６９元＇￣＇￣￣３０＾＂－—＾綺韦誦＂＾——－？－－—■ｍｇ兰看化辕传感器；赢完ｓｉＴ１．■一—一＾光關雇２元￣朵石最替３０＾——＾ＧＹ－３０光强康运泉惡８見療型南敌永冢婦盏６０元臟Ｊｊ裝１５０元＾—￣—￣察像头而弄ｎｊｓＢ：Ｐ＇１６０２显示屏６．５元１２８訂盡示亮３０元￣＇一玛柯宝扉丽ＬＥＤ补光灯７５＾金面灯９０元產？＾廊——￣￣￣＾ＡＤＣ０８０４Ｖ＂１爲一Ｐ——＇…■奥孩电療蚕电器６完９２ 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基于物联网技术的智能种植系统巧计与实现附录４：香菜种植实际实验中生长情况－…—￣—＇＂．－？争叩、？‘，＊、做Ｔ巧＇：＾．．，第５天全部发芽￣￣ｍ失韶分校出３片叶子子王表３ｃｍ：ｐ，几颗樣髙＊？，，‘ａ＊，＇’：－？＇、？－化梦《扭氣＾挪，冷％必滅狐姐、燃：：冢撕邮Ｔ－ｖ戌；铺深减＊二—．Ａ爲！？乐—粉皆妃ｙ．、第８天部分株高５ｃｍ，大部分株髙２ｃｍ￣￣￣￣￣＂￣￣￣巧全部株髙５ｃｍ，部分营养眾度鷄氷彼水冲倒Ｉ＇？、－－？。Ｅ＊，‘挥在货苗带ＴＯ巧化ｄ■？Ｊ第１３天全部株高约６ｃｍ…―——￣￣￣＇＾＾＇＂Ｅｉｒ夫全記化高詢７品ｎ＾１７７－８ｃｍ第夭全部株高，香菜望部变粗＇’‘‘＇＇－ｉＯ巧现香菜特荐错齿形巧Ｖ出现浓郁香菜香气８ｌＯｃｍ。关，株高、／颗，■娜，＾声，，Ｖ．／ｓｌ／＼Ｅ９４ 基于物联网技术的智能种植系统设计与实现致谢本论文是在我的导师冯源高级工程师的鼎力支持与悉屯、指导下完成的。在两，冯老师在学习年的研究生期间、生活、工作等个方面给予了大量的项目经验１＾及实验中的支持和鼓励。冯老师平易和溝的处事风范、高效认真的科研作风、丰富的实践经验对我两年来的学习与进步产生了深远的影响。亦感谢计算机系的各位授课老师两年来对我的教育和指导。感谢身边的所有、。同学、师兄师姐、师弟们，陪伴我走过研宛生短暂的两年年美好时光一最后，直对我的生活、学习、工作等各个方面给，我要感谢我的父母他们。予了充分的理解和支持，是我奋斗与拼搏的不竭动力９５ 基于物联网技术的智能种植系统巧计与实现个人简历１９９０年８日出生于中国青岛。２００９年９月考入中国海洋大学韩国语专业，２０１３年７月本科毕业并获得文学学±学位。２０１３年９月全国研巧生入学考试考入中国海洋大学信息科学与工程学院农业信息化专业，攻读专业硕±学位至今。９６
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