基于3G网络的农业大棚环境数据采集及自动控制系统设计与实现

随着科技的进步，各国都将科技农业的发展放在首位，其中农业大棚环境的数据采集及自动控制更是重中之重，我国农业正在从粗犷式的劳动密集型逐步向精耕细种的科技密集型发展，科技在农业上的应用更为重要，节约耗能，提高效率，具有利国利民的重大意义。 受到气候影响温室大棚逐渐受到农民的青睐，其中温湿度的监控成为管理最重要一点。温湿度偏高或者偏低，都会使蔬菜停止生长或者生长放慢，因此将温湿度始终控制在合理范围内非常重要。现阶段，大棚还在使用一个或者二个传统的温度计悬挂在农业大棚中间，依靠人去时刻监控温湿度的变化，从而调节大棚内的温湿度。此种人力的方式很容易发生偏差或者疏漏，导致严重的后果。因此，需要科学的方法解决此问题。如今，随着农业生产逐渐走向规模化，用传统的温湿度采集的办法很难满足大规划作业。所以，现代化的农业大棚应该采用温湿度自动采集的监控方式，从而调控农业大棚的温湿度，以便适应大规模生产。依托科学的方法和先进的技术，靠控制环境来人为控制作物生长的自然环境，使作物生长尽量少受到自然条件的影响，做到四季高效率的生产，才能提高产值和创造更新的价值。 目前，农业大棚已经使用了部分的电子监控设备。但是都局限于独立工作，比如电子温度计、电子湿度计及电子土壤检测，还是要人工的去记录数据，之后再根据数据，人为的调控环境，精准性差、没有联动及自动控制。其中较为发到地区建立了专门无线通信系统，但施工难并且费用高，很难大规模的推广给广大农民使用。因此，我们考虑电信运营商，基于电信营运商3G通讯技术的迅速发展及电子技术的广泛应用，在不改变温室大棚现有布线的情况下，实施基于中国电信CDMA20003G公网无线传输技术的无线温度采集系统，可实现对多个温室大棚现场内多个温湿度监测点集中实施监控及采集数据，为温室大棚作物生长提供科学严谨的数据，提高种植经济效益及掌握产量有着极为重要的意义。 整个系统由单片机及外围设备两大部分组成： 单片机由主板及通信模块组成，通过外接探头采集环境温度、环境湿度、土壤温服、土壤湿度、二氧化碳浓度、光照强度、监控图像、红外报警等数据；将采集的数据进行处理，再将数据流通过中国电信cdma20003G网络I发给固定IP地址服务器端，数据传输不以短信形式，避免了短信拥堵，字节流量小，远远低于短信产生的费用；接受数据服务器端数据指令；按照数据指令，对排风机、卷帘机、浇灌系统等设备进行控制。 数据库管理控制软件，管理员端和客户端组成： 外接探头采集的数据进行存储及备份；对外接探头采集的数据进行分析比对；将数据整理后发到指定的手机上；将比对后的特殊的数据进行处理，报警数据立即提醒，并将数据发给指定的手机号；控制数据（控制卷帘机等），将指令无线方式发给指定的控制终端（单片机），使终端完成相应工作；可对每户报警控制等各类数据进行修改设定，满足各种环境需求；对每个大棚建立一条数据（姓名、地址、种的作物等）；对客户端，进行权限限制；可发布各类农业信息，将信息发送到客户端（邮件、手机短信等形式）。 系统经过实地测试有效地完成了数据采集及控制，长期保留了温室大棚的相关数据，对种植有一定的指导意义。