基于物联网技术的温室环境远程监控标准化实践_韦湛兰.pdf

标准实践 基于物联网技术的温室环境远程监控 标准化实践 韦湛兰 曾丽颖 廖应学 百色职业学院 摘 要 近些年来物联网技术发展融入到各行各业之中 在智能农业系统中 在温室中安装智能检测设备 以智能平 台进行辅助 在手机或者是计算机终端系统中进行显示 通过对温室中的数据采集 分析以及应用等实现温室环境的监 控 对相应数据进行更改 以实现温室作物的标准化管理 关键词 物联网技术 温室环境 远程监控 标准化技术 DOI编码 10 3969 j issn 1002 5944 2021 20 017 Standardization Practice of Remote Monitoring of Greenhouse Environment Based on the Internet of Things Technology WEI Zhan lan ZENG Li ying LIAO Ying xue Baise Vocational College Abstract In recent years the Internet of Things technology is integrated into all walks of life In the development of intelligent agricultural system the intelligent detection equipment is installed in the greenhouse assisted by the intelligence platform and displayed in the mobile phone or computer terminal system Data collection analysis and application can realize greenhouse environment monitoring and changes to appropriate data to achieve the standardized management of greenhouse crops Keywords Internet of Things technology greenhouse environment remote monitoring standardization technique 随着现代计算机技术的发展 越来越多的行业 接入网络 实现万物互联的景象 5G通信系统以其 高速和效率为万物互联开辟了途径 并且逐渐地应 用在各行各业中 在农业管理系统中 万物互联技 术 让 温 室 环 境 的 监 控 成 为 可 能 并 且 为 农 业 系 统 的 智能化开辟了道路 随着越来越多技术的出现 也 吸引了更多的人从事农业或者相关管理系统的研 究 为农业温室环境提供了可以远程操控的可能 随着系统的逐步完善和稳定 终将会被越来越多的 人所使用 基金项目 本文受2020年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目 基于PLC的智能大棚控制系统设计与研究 项目 编号 2020KY48006 资助 66 2021年第10期 下 总第593期 韦湛兰 曾丽颖 廖应学 基于物联网技术的温室环境远程监控标准化实践 1 物联网技术简介 物联网技术是通过在物体表面或者是内部安装 一定的探测感应装置 在网络的帮助下将这些数据 传输到一定的网络平台上 在平台的协助下将大量的 物品连接起来 形成一个物体互相连接的现象 物联 网技术是多种新兴技术的总和 其中包括传感器技 术 网络技术和应用层体系 利用这些技术 物 联网处理平台可以将所有感知到的信息进行储存和 传输 形成一个智能的传感网络环境 物联网技术在 信息收集方面采用的多种传感器或者是监控设备 在无线通信技术的帮助下对多种数据信息进行智能 化处理 并且进行传输 目前物联网技术已经被广泛 应用于各种不同的行业中 在农业生产领域 可以进 行环境的监测 温室的控制等 并且在工业和环保等 行业也取得了显著的应用 1 2 温室环境远程监控系统的基本原理 和组成部分 2 1 基本原理 温室环境的远程监控系统是利用了物联网技 术的原理 并且会随着软件系统的更新进行更新和 优化 系统主要是由软件和硬件所组成 由硬件系 统完成对数据的收集和传输工作 在软件系统中进 行数据的存储 分析和计算 最终在终端显示 由 终端设备完成最终的决策 2 2 2 系统的基本组成 系统主要是由数据的发送端和接收端所组成 数据的发送端是由信息采集 传输模块所组成 接 收系统是由接收模块和信息处理模块完成的 信息 的采集主要是由各种传感器所组成 可以检测到温 室环境中的湿度和辐射以及二氧化碳的浓度等信 息 然 后 对 这 类 信 息 进 行 分 析 归 类 将 相 应 的 数 据 进行传输 在数据的接收端对发送过来的数据和图 像等信息进行接收和判断 利用数据库管理系统进 行管理 3 基于多种应用模式的温室远程监控 系统 在温室环境监控管理系统中 对信息的处理 可以完成对环境的各项操作 在计算机 LED显示 屏和手机终端的帮助下 可以对各种信息进行分析 显示 为用户提供准确化的判断和标准化的操作 监控系统通过对信息的不断采集可以获得大量的 数据 但是如何有效地利用这些数据是进行温室 环境管理的关键 通过对数据显示的问题 发出相 应的指令 改变温室当中某种成分的含量 再由相 应的传感器进行判断 实现对环境监控和处理的目 的 在多种应用模式的操作系统中 主要是对数据 的分析过程不同 例如通过这个系统 用户可以对 同一环境值在不同的节点进行分析 找出相应的变 化规律 也可以对某一个环境值进行设定 当数据 达到一定值的时候会发出相应警示或者是自动进行 调节 保障作物的正常生长 实现标准化作业 多种 应用模式的远程监控系统主要是为用户提供了多 种的选择模式 可以灵活地对环境进行检测和调控 3 农业温室大棚智能远程监控系统解决方案可以 模拟基本的生态环境因子 例如 温度 湿度 光照 等 以适应不同生物生长繁育的需要 由智能监控 单元组成 按照预设参数 精确测量温室的气候 土 壤 参 数 等 并 利 用 手 动 自 动 两 种 方 式 启 动 或 关 闭不同的执行结构 喷灌 湿帘水泵及风机 通风 系 统 等 4 基于PLC的远程监控系统设计 PLC系统随着监控硬件放置在温室中 随着网 络技术和工业控制的快速发展 远程系统通过对物 联网设备系统控制的PLC单元进行程序修改和运行 监控 基于PLC的远程控制系统是以云服务器为基 672021年第10期 下 总第593期 韦湛兰 曾丽颖 廖应学 基于物联网技术的温室环境远程监控标准化实践 础 将远程控制模块和温室传感器等通过一个交换 机组建在一个局域网中 将远程操作模块接入互联 网中方便用户进行设备的访问 从而掌握温室中的 状况 只要用户通过专用的地址通道访问到设备所 在 的 网 络 中 就 可 以 像 在 现 场 一 样 对 P L C 进 行 编 程 和程序控制等 对触摸屏的界面进行修改和运监 控等操作 物联网PLC技术的远程控制系统结合了 现代信息处理技术和无线网络技术进行远程监控 并且能够兼容多种其他操控系统 可以满足温室中 各种场合和设备的通信需求 并且可以及时排除设 备的故障提升了运行的可靠性 避免设备故障带来 的 温 室 产 品 损 失 提 升了经 济 效 益 5 结 论 传统的温室环境管理结构简单 设备缺失无法 对相应的数据做出监测 另外 无法对数据进行科 学的分析 需要在现场才能进行数据查看和相应的 操作 而物联网技术在温室环境的监控和标准化作 业上有了革命性的改进 检测设备帮助获取数据 通过网络传输 在任何地方只要通过智能终端就能 了解到温室环境中的各项数据 并通过发出指令 对环境做出相应的改变 保证温室作业的标准化和 便利性 解放了农业生产力 提高了劳动效率 另 外 基于物联网技术的温室环境远程监控标准化技 术也是农业发展智能化的重要体现 在国内社会的 发展过程中 智慧农业也是一个重要的发展方向 智慧农业独特的虚拟现实技术可使专家知识与模 型量化相互补充 形象地表述三维环境条件下作物 或 畜 禽 生 长 与 环 境 条 件 间 的 关 系 描 述 专 家 的 系 统 推理和辅助决策 用于农田或养殖的生态和生产设 计 是智慧农业的一项前沿领域 虚拟现实技术在 智慧农业中的应用 主要集中在虚拟植物的建立 例如 法国的AMAP系统 加拿大的Vlab系统 从发 展前景上来说 温室大棚采用智能控制系统是未来 农业发展的趋势和方向 它将人们从繁杂的工作中 解放出来 利用科技的手段得到最完美的效果 还 会 帮 助 降 低 成 本 使 农 业 走 上 高 质 量 高 效 率 高 收益的道路 参考文献 1 2 3 刘峥 刘青 渠海鹏 基于物联网的温室环境智能监控系统设计 与研究 J 电子设计工程 2021 29 5 12 15 20 邵奕涵 基于物联网的温室空中草莓种植环境智能控制系统 设计 D 郑州 华北水利水电大学 2020 揣小龙 基于物联网技术的温室环境智能监控系统的研究 D 长春 吉林农业大学 2020 作者简介 韦湛兰 本科 讲师 主要研究方向为电子信息工程 电气自动化 电气工程制图 68 2021年第10期 下 总第593期