浅析基于物联网的智能温室信息管理系统设计.doc

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1、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硏究的热点。国内温室主要分口光温室、普通温室和智能温室三种类型。口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

2、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°本文捉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1.1硬件设计硬件系统整体网络系

3、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。环境信息釆集子网采用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

4、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。因此作物信息采集了网采用WIFI无线网络，WIFI内部局域网带宽达45Mb/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H3CER3108GW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

5、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。1.2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

6、远程应用，本地应用即温室控制、环境及作物信息的处理包括控制及应用两个模块，远程应用包括可追溯系统及网络销售系统。1.2.1数据管理系统设计数据库是数据管理系统的核心，所有的温室环境信息、作物生长信息和控制信息都存放在数据库中。数据库采用SQLSERVER2OO8数据库平台，采用表的形式存储数据。数据库表共有10个:传感器表、传感器参数表主要保存传感器的型号、安装位置及参数的定义;采集器表保存采集器型号及安装位置;环境信息当前值表、环境信息历史值表保存环境信息的历史值和当前值;控制信息表、控制信息当前值表、控制信息历史值表保存

7、每一个设备的控制信息当前值和历史值;作物信息类型表、作物信息指表记录作物不同时期的生长信息。1.2.2本地信息应用系统的设计本地信息应用系统以MCGS工控组态软件为平台，实现监控、报警及数据管理的功能。应用系统的参数分输入参数、输出参数、中间参数三种，输入参数主要来源于外部操作人员的操作指令和数据库的数据读入,输出参数主要传输给PLC进行环境控制及数据库进行保存，中间参数是监控软件运行的辅助参数。系统模块由数据通讯模块、主界面模块、及控制模块组成。数据通讯模块主要实现应用系统和数据管理的通讯以及主界而与控制模块的通讯。与数据

8、管理系统的通讯需要调用MCGS软件中的ODBC函数，在Win7“控制而板”的“管理工具”中找到ODBC数据管理器，定义ODBC源名称为“akyws”与SQLSERVER数据库“akydata”数据库相对应。在软件的“循环策略”中调用“脚本程序”工具实现。现举例说明调用数据库的外部温度数据，