一种智能大棚监控系统的设计

一种智能大棚监控系统的设计

隋会静，吕东华，林贤贤，杨永杰

（南通大学电子信息学院，江苏南通

摘

要：

226007）

采用先进的传感器技术和控制技术，设计了一种经济型的智能大棚监控系统。通过自适应算法进行数

据分析与处理，并将处理信息反馈给基站来控制外设，以改变棚内作物的生长环境，实现大棚环境的智能调节和控、管于一体，实现了对作物生长环境的智能化控制和大棚作物的科学管理，满足作物预警功能。该系统集监、

高产、高效益的现代农业要求。稳产、

关键词：智能监控；LM3S1138；自动化控制；大棚

+

中图分类号：S625．51

文献标识码：A文章编号：1003－188X（2011）09－0100－03

0引言

作为一个农业大国，中国自主研究开发具有气候

口通信到达上位机，上位机再经由无线模块发送给大棚基站。基站接到控制指令后，对棚内的外围电气设备进行相应的控制，从而改变棚内的环境参数；如果在设定的时间内没有接到控制中心的控制指令，大棚基站则会通过与内部设定的环境参数进行比较，对相应的电气设备进行控制操作。用户还可以在控制中心人工地对各个大棚内的电气设备进行控制，使大棚内达到一个植物最佳的生长环境。上位机和基站、基站和基站之间还可以进行语音呼叫，使用户可以随时和各棚内的工作人员联系，了解基站的运作状况。系统框图如图1所示

。

适应性强、低成本、低能耗、使用与维护方便、系统可扩展性好的设施农业环境自动监控系统是一项极有意义的工作

［1］

。通常，种植环境的温度、湿度、光照度

等环境因子很大程度上影响了作物的生长。目前，国内农业大棚研究工作者对大棚的温度、湿度、光照以及二氧化碳等的调节与控制进行重点研究，取得了重大科技成果。由于他们研究内容往往是针对某一个或多个参数，而把大棚的各种参数组合为一个整体进行系统研究的，国内外工作者对此研究较少

［2－4］

。基

于上述原因，本文设计了一种用于智能大棚的监控系统。该监控系统的机电设备由一套高度自动化控制系统来控制。该系统可利用更少的能源消耗获得更多的经济、社会效益。

1系统介绍

监控系统主要由3个部分组成：控制中心、上位

机和大棚基站。首先，系统通过大棚基站内的无线传感器节点对棚内的各环境参数进行采集（如温度、湿度、光强、二氧化碳浓度等）

［5］

图1Fig．1

系统原理框图Thesystemdiagram

，经过数据处理，通过无

将数据发送给控线传输给上位机；上位机通过串口，

制中心，控制中心通过自适应控制算法对数据分析比较，并发出相应的控制指令。这些控制指令经串

收稿日期：2010－11－24

基金项目：国家中小企业创业基金项目（09C26213103647；AL2009020；

AA2209034）

（E－mail）作者简介：隋会静（1985－），女，山东威海人，在读研究生，

huijinglove1314@163．com。

通讯作者：杨永杰（1969－），男，江苏南通人，副教授，硕士生导师。

2硬件系统设计

监控系统的硬件主要由大棚基站控制系统和上

位机系统组成。2．1

大棚基站控制系统

大棚基站控制系统以32位嵌入式微处理器为核心（LM3S1138），由无线数据采集子系统、外围控制电路子系统、语音子系统等组成。无线数据采集子系统

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