温室大棚智能控制系统的研究与设计

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物联网、云计算和大数据等现代信息技术在温室中的应用加速了设施农业的的智慧化。在智能温室大棚利用物联网、大数据等大技术,可有效提高农业生产的质量与产量。尤其是,它能够解决传统温室中环境因子难以控制、生产成本高昂的缺点,降低了经济成本的产生同时提高经济效益。本研究课题以山东智能温室控制系统为研究对象主要运用了物联网、云计算等新兴技术,贴合实际为种植户设计出一套在使用上操作简单、能够进行可视化显示、降低人工操作与能够有效提高农作产量与质量的温室大棚智能控制系统。该系统可对温室中环境因子不间断采集、分类、统计数据,它采用Cortex-M3系列的STM32F103 ZET6芯片作为核心处理器,空气温度和湿度,光照强度,土壤温度和湿度等传感器采集数据设备被用作温室大棚最低端的气象因子的采集工作。同时本系统设计了易于操作的电脑端网页版监测数据平台。在本系统中主要将RS485串口作为主机的主要通信端口,该系统所设计的需求共功能首先可对温室大棚内空气温湿度、土壤温湿度、光照强度、CO2浓度等气象因子数据进行实时监测,并将数据实时地显示在液晶屏上;然后可通过电脑端将相关数据以表格的形式进行导出使用,进行相关数据分析后结合专家系统以及当地农民种植经验进行大数据分析;最后系统会根据设置自动得出相应决策,当温室内环境因子出现异常范围时,自动启动卷帘机、风扇、施肥灌溉设备,来对温室内环境因子进行调控,当温室内环境因子达到合适的范围时自动停止工作,这样就能够保证农作物生长在适宜的环境中。最后我们对设计的温室智能监控系统在山东省进行了实地试验,并对其运行的稳定性、数据采集的准确性、网络传输的流畅性、系统操作的误差性、用户操作的简便性一一进行测量与观察,以保证整个系统设计具有现实意义。试验结果表明:该系统在智能控制方面具有良好的测试结果,对于促进智慧农业的稳步向前发展具有重大的现实意义,同时也为山东省新旧动能转换提供新的能量。
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