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关于物联网的温室监控系统的智能化设计
张梓琪
（郑州市第七中学  邮编：450001）
摘要：在现代物联网的基础上，结合温室监控系统和实际需求，来进行物联网的温室监控系统的智能化设计。此设计包括了远程、现场监控系统以及数据库，实时采集环境数据，提高子系统的响应速度，自动控制温室环境和校准设备，保证了设备的安全性与同步性。试验结果表明此智能化设计稳定、可靠，完全达到了温室监控系统智能化的要求。
关键词：物联网  温室  监控系统  智能化
0、引言
进入新世纪以来，我国的室内园艺发展速度大大加快，栽种面积已占世界的百分之九十，而当中技术水平
最高的玻璃温室的面积将近9 000 hm ²，接近世界面积的百分之二十三。在温室管理技术中，减少操作者、增加生产效率的关键是温室监控系统。在物联网、通信、网络、传感器、电脑等飞速发展的现在，整合融汇这些资源的智能管理是温室技术发展的主流方向。然而，此前的系统集中中单栋温室管理，现代化程度低，无法满足当前大型多栋温室的管理需求。在这种情况下，对温室监控系统智能技术的要求也不断提升，需要在硬件和软件上，以农业物联网为基础，确保安全高效的将温室环境智能控制技术运用到温室的日常运作管理中。本文以此为前提，设计了适合当代使用需要的温室监控系统。
所谓物联网，是融合了互联网、信息处理和传感器的最新信息技术。大量的应用于农业设施管理中。在预防诊治病害虫、辨识产品、温室调控与监测技术中都起了重要作用。而以物联网为基础的温室监控系统的智能化设计，则以智能化管理、整体操控和传输稳定为重点，并有扩展性强、易于应用等特点，是温室监控系统的智能化设计的发展方向。
本论文在参考了当前技术的前提下，进行了物联网的温室监控系统的智能化设计。本系统不仅有有自动收集温室环境信息、数据实时分享展示、信息即时查询和分析等优点，还能实时监控现场工作环境，并提前制订管理模块根据情况进行智能化操控。同时采用Zernike 矩的图形技术Ajax 技术，对环境信息和工作设备进行同步更新。
1、物联网的温室监控系统的智能化设计的整体结构
此系统的结构包括了远程、现场监控系统以及数据库，设计时互相独立，彼此依赖度低，因此在操作、延展和使用上都更加优良。
现场监控的子系统是C/S 架构，由监控电脑系统的软件进行数据整合和控制联系，将传感器收集的温室内的各环境因素（如空气湿度、空气温度、阳光辐射等）和温室外的大环境因素(如空气湿度、空气温度、大气风向、大气风速风向、阳光强度等)传输到系统中，由系统来进行整体分析、存储和展示，并输出信号，控制继电器来调控温室各个设备。同时现场监控的子系统的操作功能还包括现场监控、报警、操控命令监听、数据查询、与远程子系统同步以及设备校准等。
远程监控的子系统是为B/S 架构，主要负责获取温室信息、发出操控指令、提供方便迅速的用户使用方式，可以注册用户、查询信息、环境数据实时提供、远程调控及监控等。可使不同地区和位置的使用者快捷的获取信息及实时监控。
数据库是现场和远程监控这两个子系统之间的连接者。现场子系统将数据和信息存入数据库，以备操作者随时分析使用。远程用户则可以通过远程子系统查询数据库，并发布指令给现场子系统，实现对温室的实时操控。
2.、物联网的温室监控系统的核心要点及实行
现场子系统所承担的主要功能是温室环境信息的收集和分析处
理。温室环境信息的准确度和精准度是整个温度调控的建模基础。对此会造成影响的主要有电路性能、传感器精确度等因素，因此为排除因仪器出现异常而产生异常信息，需要平滑处理所有数据。所采用的方式有分布图法、一阶型低通滤波器等等。
远程子系统会实时展示温室环境信息和设备操控状态，里面包含了大量历史数据、报表查询、分析、设备操控信息以及参数的设置等，因此采用Ajax 技术，以异步的数据交互方法为操作者提供高速的数据传输速度，实现信息的实时流畅更新。
由于两个子系统都能操控温室设备，因此当其中一个系统进行了操作时，为保证整个系统运作的安全和正确，另一个系统需要实时得到通知，以确保两个系统的信息是同步的。而两个子系统的实时同步则由轮询法来保证，即WEB 的客户端毫不间断的向服务器进行查询，检查设备是否被进行了操作。当现场子系统的设备运行与数据库中记录的标志位不符时，数据库会立即记录并进行比对，远程子系统客户端则不断发起查询，由此确保两个子系统的信息实时同步。
本系统控制设备的方式有手动和自动两种，可以根据不同的情况，随时切换。在现场和远程两个子系统中都可以进行手动操控，而智能操控则只能在现场子系统中实现。在进行远程手动操控时，远程子系统先将指令记入数据库，现场子系统则会实时在数据库中读取到该指令，据此使用相应的函数模块操控设备，然后将设备情况存入数据库，当远程系统的客户端读取到该情况时，进行实时更新，完成该项操控。
而进行现场操控时，操控指令则直接传达到现场的监控系统软件上，按照相应的函数模块操控设备，然后同样将设备情况存入数据库传回给远程系统的客户端。
现在对温室的操控已经发展到了智能控制，对应每一种混杂动态，自动建模，生成不同的子系统。每个子系统都设定了固定的工作模式。另外特地采用自动校准的设备以确保两个子系统的统一性。如利用Zernike 矩来校准图像，完全可以满足对天窗的操作要求。
经充分实验，本系统的各个模块和功能都经过的大量的运行试验，得到的结果稳定有效，使用者可以方便快捷的进行查询和操作，监控状况良好。
3、结论
本论文按照现代物联网对温室的要求进行了温室监控系统的智能化设计，本系统包括远程、现场子系统和数据库，能够满足用户的需求。其中远程子系统即可实时显示、查询信息，也可远程控制设备，并采用了Ajax 技术以避免全系统更新，影响其它使用者。系统中的控制模块可以手动和自动操控，随时切换。
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