针对智慧农业建设,本文将网络通信技术、传感器技术、嵌入式微处理器技术、计算机物联网技术及云平台技术等相结合,设计研发了基于M2M通信的温室控制系统,为温室大棚的智能化、集中化、节能化建设提供了系统的解决方案。论文主要工作如下:(1)归纳了国内外M2M技术及温室控制系统的研究现状和发展趋势,依据温室控制系统的功能需求,给出基于M2M通信的温室控制系统设计方案,设计了数据采集层、环境调节层、资源管理层的三层系统架构,并进行可行性分析。(2)提出了一种基于QoS保障的M2M上行链路节能优化算法。此算法能够在数据采集层中传感器数据实时传输的问题上得到切实的应用,且当设备规模很大时,算法的性能更优,能够优化系统能效并降低数据的丢包率。(3)设计研发了温室控制系统的数据采集层。研发的数据采集层以STM32微处理器为核心并集成电源模块及各类环境参数传感器模块等,采集的环境参数信息通过NB-IOT通信模块经过基站,再通过骨干网传输至服务器。(4)设计研发了温室控制系统的环境调节层。环境调节层可根据数据采集层的环境参数信息控制水帘、遮阳帘、风机等温室农业设备,还可依据控制策略进行智能性地控制。(5)设计研发了温室控制系统的资源管理层。资源管理层主要包含了云端服务器,能对海量的温室信息进行数据存储、处理分析,能通过智慧管控策略实现对农业温室控制系统的集中管控。本文按照农业温室控制的设计需求设计的系统成功地应用在海南博大兰花种植基地的温室大棚中。测试表明,本文系统达到预期的目标,能精准采集温室内的作物生长环境参数,能智能性控制温室中的调节设备,能通过智能手机对温室进行远程操控管理,能存储和分析温室植物培育过程中的各类相关数据。系统运行稳定、操作方便,满足温室控制系统的各项设计要求,可实现农业温室控制系统的智能化。