應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)

　　[摘 要]應(yīng)現(xiàn)代溫室的管理和監(jiān)控的市場要求，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)框架，基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的溫室智能操控及監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。該系統(tǒng)通過實時采集以及設(shè)備控制等途徑，將分布圖法運(yùn)用到在線檢測中，為了提高系統(tǒng)的性能，運(yùn)用Web數(shù)據(jù)交互方式。通過運(yùn)行情況表明系統(tǒng)的各個方面穩(wěn)定可靠，可以滿足用戶對現(xiàn)代溫室的需求，希望可以為溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供思路。
　　[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)；溫室；智能監(jiān)控；
　　中圖分類號：S663 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）24-0161-01
　　一、引言
　　隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們對于食品方面要求越來越高，市場對各種各樣的反季蔬菜水果、綠色無公害產(chǎn)品、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的需求日益增大，溫室技術(shù)在于解決日益增長的市場需求和傳統(tǒng)技術(shù)無法滿足這種需求兩者之間的矛盾。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，應(yīng)用于溫室監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)代科技越來越廣泛，從技術(shù)層面考慮這種系統(tǒng)大多難以應(yīng)用到大型的溫室群中。然而目前國內(nèi)能應(yīng)用到的溫室系統(tǒng)多是連棟的溫室群，所以在此基礎(chǔ)上我們要對現(xiàn)有的系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，如此之下就考慮到物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合監(jiān)控設(shè)計出可行性更高的溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備。
　　二、溫室智能實時監(jiān)控系統(tǒng)的概況
　　所謂的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是說利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代通信技術(shù)把傳感器、控制器、機(jī)器、人員和物等通過新的方式、形式聯(lián)結(jié)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實現(xiàn)現(xiàn)代信息化、遠(yuǎn)程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。目前對溫室等系統(tǒng)各個方向的研究不斷深入和跟進(jìn)，與此同時基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室操作系統(tǒng)也受到了研究者和應(yīng)用者的青睞。
　　物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)工程，結(jié)合實際監(jiān)控所需要求，將此系統(tǒng)運(yùn)用于實際應(yīng)用之中，從而使溫室環(huán)境可以進(jìn)行自動調(diào)控的系統(tǒng)�？紤]到設(shè)備控制的安全性，運(yùn)程控輸出入法以及圖像識別技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備的狀態(tài)檢測，使設(shè)備可實現(xiàn)自動校準(zhǔn)。
　　三、溫室智能實時監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成及實驗成果
　　溫室智能實時操作系統(tǒng)首先能實現(xiàn)暖房的各項數(shù)據(jù)的采集要求，其次可以對現(xiàn)場情況進(jìn)行監(jiān)控，并且可以實現(xiàn)智能操作，而對于收集的數(shù)據(jù)也可進(jìn)行分析和整合，有利于設(shè)備的運(yùn)行和操縱管理。利用基于多項式的正交化函數(shù)的識別技術(shù)用于設(shè)備的檢驗，實現(xiàn)設(shè)備的精確便易操作。
　�。�1）系統(tǒng)整體構(gòu)成
　　該系統(tǒng)中因各個部分是相互獨(dú)立的，故此相互之間依賴性較低，設(shè)備的各個性能相對比來說都很高。現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)計是利用客戶機(jī)和服務(wù)器結(jié)構(gòu)，首先輸入模塊收集的溫室環(huán)境因子以及氣象信息，將這些信息發(fā)送到控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線，計算機(jī)通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)通信卡接受信息并呈現(xiàn)在計算機(jī)上，進(jìn)而統(tǒng)計到數(shù)據(jù)庫中；其次在輸出模塊部分，同樣通過控制器局域網(wǎng)收集到暖房監(jiān)控軟件收集到的信號，判斷如何調(diào)控設(shè)備，進(jìn)而控制設(shè)備的開停，最終達(dá)到控制的作用。而且現(xiàn)場監(jiān)控還具有多種輔助功能使設(shè)備的可用性更高。同時系統(tǒng)也擁有與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)同步的功能。
　　遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計是利用瀏覽器、服務(wù)器模式，有了這層設(shè)計可以使用戶在遠(yuǎn)離暖房的情況下可以隨時隨地獲取到暖房的實際情況，并對暖房進(jìn)行具體的操作以控制暖房的溫度、濕度等一系列內(nèi)容。而且也可實現(xiàn)多個用戶之間相互交流學(xué)習(xí)，同樣增強(qiáng)設(shè)備的性價比，也方便了用戶的操作。數(shù)據(jù)庫用于將遠(yuǎn)程監(jiān)控和現(xiàn)場監(jiān)控結(jié)合在一起，一方面數(shù)據(jù)庫將現(xiàn)場監(jiān)控收集到的環(huán)境情況、設(shè)備狀態(tài)等一系列數(shù)據(jù)儲存起來，另一方面用戶可以進(jìn)行歷史查詢，還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
　�。�2）系統(tǒng)運(yùn)行以及主要技術(shù)
　　對于溫室環(huán)境系列數(shù)據(jù)的采集和處理是溫室現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的重要功能，因此數(shù)據(jù)收集的正確與否事關(guān)系統(tǒng)調(diào)試和控制的精確程度。而數(shù)據(jù)的采集正確率受到系統(tǒng)本身硬件的限制，因此要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，篩選出差異較大數(shù)據(jù)，以此避免因為硬件問題而造成收集到的錯誤數(shù)據(jù)影響到設(shè)備的操作。根據(jù)溫室環(huán)境數(shù)據(jù)的信號特性，設(shè)計出相應(yīng)的濾波器，根據(jù)相應(yīng)的濾波原理規(guī)定出相應(yīng)的信號截止頻率、截止周期。通過實驗最終確定此設(shè)計有效的避免了干擾數(shù)據(jù)引起的誤差。對于遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要的功能在于檢測和控制實時的溫室環(huán)境，以及各種輔助查詢功能，利用Ajax技術(shù)的方式構(gòu)建遠(yuǎn)程監(jiān)控操作裝置。這樣不僅提高了用戶的使用體驗，而且減少了網(wǎng)絡(luò)的壓力，實現(xiàn)更快更方便的操作系統(tǒng)。
　　溫室的設(shè)備調(diào)試實際上可以通過現(xiàn)場監(jiān)控的設(shè)備管理以及遠(yuǎn)程監(jiān)控管理兩種方式進(jìn)行調(diào)控，因此兩者調(diào)控后的內(nèi)容就要相互之間聯(lián)系，保證控制的同步性和準(zhǔn)確性。為了使兩種管理的操縱系統(tǒng)同步，我們可采用現(xiàn)場監(jiān)控改變控制狀態(tài)后，向遠(yuǎn)程監(jiān)控匯報更改內(nèi)容從而引起遠(yuǎn)程監(jiān)控操作系統(tǒng)的更新，也可采用遠(yuǎn)程監(jiān)控操縱系統(tǒng)不斷向現(xiàn)場監(jiān)控操縱系統(tǒng)進(jìn)行查看，當(dāng)現(xiàn)場監(jiān)控操縱系統(tǒng)發(fā)生改變時，立刻進(jìn)行反饋。而實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)操縱系統(tǒng)發(fā)生改變的主要是依靠存儲在數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)的位置信號的改變。由以上功能的相互協(xié)調(diào)，最終實現(xiàn)了對于設(shè)備狀態(tài)的一個精確掌握和操縱系統(tǒng)的可靠性。
　　對于系統(tǒng)的控制方式有兩種：手動和自動，其中手動控制模式相對來說是應(yīng)用的范圍較廣，可以在現(xiàn)場進(jìn)行操縱，也可以通過Web進(jìn)行操作。而自動控制模式只能在現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用。在現(xiàn)實情況下，也可以是兩者同時使用。為實現(xiàn)對溫室氣候環(huán)境的調(diào)節(jié)，就要建立合適的數(shù)學(xué)模型，其演變由最初的機(jī)理建模法，到至今的現(xiàn)代智能控制方法。我們應(yīng)用到其中相應(yīng)的建模理論，設(shè)計出智能控制系統(tǒng)，實驗證明在這種情況下設(shè)計出來的模型可操縱性強(qiáng)工作可靠，并能實現(xiàn)在操作控制方面的合理配置。對于位置反饋機(jī)器要求當(dāng)實際位置與機(jī)器的記憶位置有誤差時，設(shè)備促使兩者同步，減少誤差的出現(xiàn)。
　�。�3）實驗成果
　　本設(shè)備經(jīng)過安裝調(diào)試證明該系統(tǒng)行之有效，并且在相對于其他的溫室調(diào)試系統(tǒng)有了更多的優(yōu)點(diǎn)，而且操作起來更加方便，節(jié)省了工作人員的工作時長，有利于提高工作效率。
　　四、結(jié)語
　　溫室智能監(jiān)控操作系統(tǒng)，其實用性高，功能方便，維護(hù)簡單。利用Ajax技術(shù)采用數(shù)據(jù)交互方式，增強(qiáng)用戶體驗，也更加方便操作。另外采用多種控制模式——手動模式，自動模式以及混合模式，實現(xiàn)控制模式之間的相互轉(zhuǎn)換。最后并利用到了位置反饋機(jī)器，使得天窗可以順利開啟關(guān)閉，提高產(chǎn)品性能。基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)在今后的溫室發(fā)展中一定會越來越廣泛，不斷滿足人們對于溫室的需求。
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