基于arm―linux智能溫室的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、基于ARM―Linux智能溫室的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　　摘要：智能溫室已經(jīng)在全國范圍內(nèi)進(jìn)行了推廣，如何采用更加科學(xué)和高效的模式進(jìn)行管理是目前重點(diǎn)研究的對象。基于ARM-Linux的智能溫室利用傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對溫室作物生長環(huán)境的信息進(jìn)行實(shí)時采集，并將采集的數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器，經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化對溫室內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行自動控制，實(shí)現(xiàn)溫室大棚的智能化操作，降低了溫室的人工管理成本，提高了溫室的管理效率，實(shí)現(xiàn)了溫室管理的信息化和智能化。　　關(guān)鍵詞：智能溫室嵌入式Linux數(shù)據(jù)集智能控制　　中圖分類號：TP316.2文獻(xiàn)標(biāo)識

2、碼：A文章編號：1674-098X（2017）02（b）-0001-02　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，農(nóng)業(yè)溫室生產(chǎn)和管理的智能化成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重要發(fā)展方向。溫室的作物種植通過控制光照、溫度、濕度和二氧化碳濃度，采用先進(jìn)的技術(shù)措施，為作物營造最佳的生長環(huán)境，促使作物快速生長和盡早開花結(jié)果。溫室技術(shù)的發(fā)展使人們可以吃上反季節(jié)的蔬菜水果，觀賞到反季節(jié)的花卉，同時給溫室種植者帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。然而相比歐美發(fā)達(dá)國家先進(jìn)的溫室種植，我國的溫室種植還是簡單的塑料薄膜技術(shù)，缺少先進(jìn)的科學(xué)

3、技術(shù)和設(shè)備。溫室作物種植產(chǎn)量基本依賴農(nóng)戶種植經(jīng)驗(yàn)，許多生產(chǎn)種植過程中的不可預(yù)見性問題無法解決。基于ARM-Linux的智能溫室實(shí)現(xiàn)了對溫室作物生長環(huán)境信息的實(shí)時采集和智能控制，實(shí)現(xiàn)了溫室的智能化和現(xiàn)代化。　　1智能溫室構(gòu)架設(shè)計(jì)　　在兼容現(xiàn)在移動終端、手持設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上附加了終端接入層，因此基于ARM-Linux的智能溫室的架構(gòu)總共分為4層：用戶交互層、軟件核心架構(gòu)層、傳輸層和采集層。　?。?）用戶交互層：用戶通過這一層和智能溫室管理系統(tǒng)進(jìn)行交互，通過PC端和智能移動終端設(shè)備，對溫室作物生

4、長環(huán)境的各種信息進(jìn)行實(shí)時查詢，并可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制?！　。?）軟件核心架構(gòu)層：這層是智能溫室大棚的核心架構(gòu)。通過嵌入式溫室大棚中的傳感器對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，形成最終的數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)模型通過不同農(nóng)作物特點(diǎn)，形成用戶可讀的數(shù)據(jù)，并將分析的數(shù)據(jù)和網(wǎng)上大數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，結(jié)合農(nóng)作物的生長特點(diǎn)和培育計(jì)劃，給用戶一個最終的解決方案?！　。?）傳輸層：是一個網(wǎng)關(guān)，對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制指令譯碼，并且對這些譯碼進(jìn)行路由封裝，形成一個數(shù)據(jù)單元，這種單元通過3G和GPRS方式進(jìn)行無線傳輸?！　。?）采集層：負(fù)責(zé)大棚溫室作物生長

5、信息的采集。通過對農(nóng)作物生長的土壤、大氣、濕度和溫度這些要素設(shè)置傳感器，對周圍環(huán)境進(jìn)行實(shí)時采集，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰浖诵募軜?gòu)層進(jìn)行分析，通過不同傳感器的數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而控制肥料濃度和灌溉水量、風(fēng)機(jī)等一些參數(shù)，實(shí)現(xiàn)溫室控制管理的智能化和自動化。　　2智能溫室功能設(shè)計(jì)　　2.1智能實(shí)時監(jiān)控　　通過PC端或者移動智能終端查看智能溫室作物生長的土壤濕度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳的濃度和氧氣的濃度、空氣溫度等的實(shí)時環(huán)境信息，通過PC端查看溫室監(jiān)控視頻，并且還可以保存大棚環(huán)境錄像文件?！　?.2智能預(yù)警系統(tǒng)　

6、?。?）智能溫室系統(tǒng)對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，每個溫室不同環(huán)境參數(shù)設(shè)置閾值。如果超出閾值，系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的設(shè)置，通過網(wǎng)絡(luò)用系統(tǒng)消息和手機(jī)短信等方式提醒相應(yīng)管理者?！　。?）這些預(yù)警機(jī)制觸發(fā)的信息可根據(jù)用戶個人靈活配置，根據(jù)每個客戶需求可以配置不同的內(nèi)容，在最大程度上滿足所有客戶的個性化需求?！　。?）可以根據(jù)保存的報(bào)警記錄查看當(dāng)前關(guān)聯(lián)的溫室設(shè)備，更加快速和及時地遠(yuǎn)程控制溫室設(shè)備，更加高效地處理溫室環(huán)境問題?！　?.3遠(yuǎn)程RPC控制　　智能溫室系統(tǒng)通過目前最先進(jìn)的遠(yuǎn)程工業(yè)自動化控制技術(shù)，讓每個用戶

7、足不出戶遠(yuǎn)程RPC控制智能溫室設(shè)備。客戶可以自己設(shè)置，讓每個溫室設(shè)備隨環(huán)境參數(shù)變化進(jìn)行自動控制，比如說當(dāng)土壤濕度過高時，溫室排風(fēng)機(jī)開始工作。并且提供智能手持設(shè)備用戶交互端，讓每個客戶可以通過手機(jī)在任何地點(diǎn)遠(yuǎn)程控制溫室的所有設(shè)備?！　∠到y(tǒng)由信號轉(zhuǎn)換器、信號控制器、傳感器、PC和3G信號轉(zhuǎn)換器等設(shè)備組成。信號控制和信號轉(zhuǎn)化器通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行無線連接，每個信號控制器和信號轉(zhuǎn)化器下面可同時連接多部終端設(shè)備，并且所有智能手持終端、計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動組網(wǎng)，非異步工作。信號控制器和信號轉(zhuǎn)化器與計(jì)算機(jī)或智能手持設(shè)備

8、中斷，則通過移動或3G或有線通訊網(wǎng)絡(luò)連接或串口連接。　　信號控制器和信號轉(zhuǎn)換器在智能溫室大棚中處于比較核心的地位，幾乎所有傳感器采集到的數(shù)據(jù)都要匯集到信號轉(zhuǎn)換器中，所有對終端的控制指令也都要通過信號轉(zhuǎn)換器向下發(fā)送。計(jì)算機(jī)終端機(jī)通過局域網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)直接打開信號轉(zhuǎn)化器和信號控制器后，可進(jìn)行系統(tǒng)配置、采集網(wǎng)絡(luò)管理、數(shù)據(jù)查看、圖表的繪制、導(dǎo)出數(shù)據(jù)等操作。信號控制器也具備遠(yuǎn)距離傳輸能力，智能溫室通過信號轉(zhuǎn)換器將所有的設(shè)置數(shù)據(jù)以及采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器上，這種模式支持多用戶同時登陸網(wǎng)絡(luò)服