基于物联网—太阳能综合智能农业温室系统设计

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1、基于物联网—太阳能的综合智能农业温室系统设计摘要：目前我国传统的农业温室供暖主要依靠煤炭、电力或者是秸秆等，成本高且污染严重，资源利用率较低。本文在研究中提出了物联网—太阳能的综合智能农业温室系统，改变了以往被动式的太阳能温室，设计了太阳能光伏发电控制系统，以53C2440芯片为核心进行嵌入式网关平台设计，基于B/S模式，在网关平台上运用专家数据库数据同采集的数据，对电机控制代码进行编写设计。研究表明本系统在温度控制以及农作物生长环境起到很好的促进作用，并为全面实施智能化农业生产奠定基础。关键词：1引言目前，能源问题一直是我国各行业发展的

2、瓶颈问题，新型能源的开发与利用是推进可持续发展与农业温室设计的重要方案。在我国北方地区特别是农业温室需求较大的地区，每年中光照时间达到15个小时的天数占到了全年的1/5，发电效率相对较高，所以在北方的地区反而有更好的太阳能发电的潜力。在温室的研究方面，国外有着较为先进的研究，且起步较早。特别是欧洲地区的荷兰在设施园艺方面，温室的设计一直处于世界领先的地位，并且开发了一些列可以检测室内外温度以及湿度的系统，对光照的强度进行计算，从而让温室保证温度的均衡，并且管理者可以在远程通过登录到系统内进行温度查看与控制，且当温室温度发生异常时系统可以自

3、动报警，避免损失的发生。而Yoo等在具体的研究中实现了基于IEEE802.15.4标准协议的无线传感器网络的温室大棚，这一类大棚在实际的作物种植中主要是进行大白菜以及甜瓜的种植。在这一系统设计中主要设置有25个传感器节点，3个路由节以及l个控制执行节点，从而逐步的实现了对大棚中温度的合理控制。LEA-cox等在具体的研究中研发了一种温室大棚监控无线传感器网络系统在这一系统中将多种不同的传感器进行了集成，对农作物的水、温度、电导率、每天光合辐射和叶片湿度进行实时的测量，利用这一手段大大提升了农作物的生长环境，并进一步减少了因为灌溉过度而导致

4、的相关疾病。而以色列因为自身环境的特殊，在处理中研发了利用太阳能进行温室控制的手段，利用PC机来进行环境数据的采集，从而实现了人工管理与自动控制的结合，提高了温室管理效率。10在对上述文献进行综合分析中，不同地区植物种植情况不同，许多经验无法适应我国的农业发展。在此次论文的研究中，依据我国不同地区的实际情况利用物联网——太阳能综合智能农业温室系统来进行适合我国农业发展的温室控制系统，并将这一技术进行推广与应用。2研究方法2.1参数控制方法在进行物联网—太阳能综合智能农业温室系统的设计中，首先需要对温度控制进行有关的研究。研究发现温度对于农

5、作物的生字有着明显的作用。在农作物刚刚开始生长的过程中，农作物的叶子不断的长大，而叶子的生长则直接的受到温度的制约，在这一过程中需要保持温室内有一个相对较高的温度，从而让叶子可以快速的生长，进而加剧叶面生长的速度高于同作用。而在农作物的生长到达中后期时，农作物的叶子基本已经生长到了最大值，农作物的产量则直接的受单位面积的纯粹通话率来决定的，此时应该对温室的温度进行适当的降低，从而进一步的提升净光合作用产物的积攒，并且在这一过程中，如果温室中大气中的湿度到达一定的界值，那么其中的许多水汽便会与植物的叶子相结合，从而在叶子上凝结成露珠。而一旦

6、叶子上的露珠过多，则会导致叶子上的细菌过多，从而极容易引起各类的疾病，所以在实际的研究与设计中，需要保证温室中的温度以及湿度，只有将这两者调节好，才可以最大程度促进农作物的生长。而不同的农作物在生长的过程中对温度以及湿度的要求不同，一般而言，相对湿度需要保持在50%与80%之间才可以全面促进各类农作物的生长，其具体的温度三基点如下图所示：Figure1approximaterangeofthreebasepointsforplantgrowth2.2系统控制方法10温室大棚其属于一个较为封闭的环境，总体而言有着极好的封闭性，这也直接的带来

7、了大棚内温度过高的弊端，所以在系统的设计中，最为重要的环节便是通风的设计，通风在实际的温室系统控制中有着重要的地位，可以直接的对温室内的温度进行调节，并且在通风的过程中还可以为植物生长提供足够的二氧化碳，加速光合作用，同时进行积极的通风还可以降低周围的温度，避免植物因为温度过高而导致黄叶子甚至是整棵植物的枯萎，所以通风对于温室内农作物的生长有着重要的作用，在进行温室内系统方法研究中通风是其中的重要环节，合理的通风可以促进农作物的生长，提高光合作用的效率。目前温室大棚在通风方面的特点如下所示：Table1ventilationmethods

8、intraditionalgreenhousesTraditionalventilationCharacteristicNaturaldraftTheuseofhotandcoldaircon