智慧农业大棚系统的设计与实现作者：张成年徐华军赵晓峰来源：《华人时刊·下旬刊》2015年第11期【摘要】本文智慧农业大棚就是通过各种传感器、控制技术和通信技术实现对大棚生产过中各项环境参数的精准测量，智能控制大棚内各项环境状况，进而实现大棚环境的自动保温、保湿、排风等，并通过历史数据的记录和分析，建立专家库，实现施肥、喷药等农活的智能决策与控制功能，同时实现安防监测、巡逻检查等功能。【关键词】物联网；传感器；智慧农业中图分类号：S52文献标识码A文章编号1006-0278（2015）11-141-01基于物联网的智慧大棚就是要是利用物联网及分布式传感器网络将温室内的光照、温度、湿度、二氧化碳含量、PH值、农作物长势、土壤质地和养分水分状况等进行采集、存储、传输、分析处理和输出，再与信息转换、实时控制、智能决策系统相配合，按区内要素的空间变量数据精确设定最佳施肥、灌溉、光照控制、加湿等多种决策操作，使一系列农作物在不同生“”长周期曾被模糊处理的问题，通过信息化智能管理系统实时定量精准的标准化生产，从而可以显著提高水、肥等的利用效率，提高管理效率，降低人力成本，以最经济的投入获得最佳产出。一、系统主要功能智慧农业大棚主要实现下面几方面功能：（一）实时监测功能通过传感设备实时采集农业生产区域中的温度、空气湿度、二氧化碳、光照、土壤水分、土壤温度、PH值、棚外温度与风速等数据；将数据通过无线网络、有线网络（485集线器）等传输给服务管理平台，服务服管理平台对数据进行存贮、分析处理。（二）远程控制功能根据实时采集的数据和系统设定的最佳阀值进行分析，智能判断洒水、排风、光照等设备的开与关，管理人员也可以根据需要通过软件主动控制这些设备的开与关，同时系统还可以为管理人员提供视频监控和存储功能。（三）智慧决策功能智慧决策功能基于精准的农业传感器监测数据并结合以往种植经验信息，利用云计算、数据挖掘等技术进行多层次分析，建立每种农作物的专家库，在专家库基础上，实现智慧决策功能，适时向管理人员发送施肥、喷药等相关信息的提醒，防止错过最佳施肥和喷药期而影响农作物产品的产量与质量。二、系统硬件设计智慧农业大棚系统通过各种有线和无线环境监测传感器实时采集大棚中的各种数据，采集的数据通过Zigbee继电器、ADAM-4150采集器、Zigbee协调、串口服务器、路由器等设备将数据传输到传输到各功能控制中心，实现数据存储、分析、处理与控制，并通过高清视频摄像头等设备，实现对大棚远程的实时监控管理。三、系统软件设计（一）组网技术智慧农业大棚系统在实现过程中需要各功能设备的数据传输，为此需要配置如下设备：1.在数据采集方面，主要运用Zigbee组网技术进行不同节点之间的通信。为此必须配置网内所有Zigbee继电器、Zigbee传感器和Zigbee协调器的PANID和信道统一，通电后，各节点能正确连接。2.串口服务器实现串口的拓展和串口通信与网络通信信息的转换，因此需要配置串口服务器的网络地址和各串口工作模式、波特率、校验码、数据位、停止位等参数信息。3.配置路由器，网络摄像头、电脑，手机等网络地址，保证设备间的通信畅通。4.配置开发好的Web服务，启动运行Web服务器。（二）PC端软件设计由于PC端能够提供足够的资源来实现系统功能开发，PC端系统功能是智慧农业大棚功能的核心，由WPF技术来实现，主要对收集到的农作物生长环境数据进行存储、显示、处理、转发，将信息数据整合、存储、分析并以图表或表格的形式展示给专家和大棚管理人员，实现数据分析等功能，完成生产数据的监测、查询、预警、统计分析等。在PC端系统功能中除了常用的温湿度、排风、光照、PH值等数据接收、存储、查询、实时显示数据等处理与控制，还做了大量的数据分析，建成专家知识库，这样系统根据专家库里的相关数据分析，适时向大棚管理人员发出施肥、喷蒶等提醒功能，促进农作物生长，保证产品产量和质量的提高。（三）手机端软件设计随着智能终端应用不断普及，智慧农业大棚移动端APP（Android版）是项目的重要组成部分，实现移动化智能控制。主要实现查看大棚采集过来的温湿度、光照、二氧化碳浓度、...