基于物联网技术的北方设施农业环境数据监测与控制系统研究

作为现代化农业发展的重要的途径之一，设施农业已经成为重要的研究课题。设施农业环境数据的监测与环境控制是设施农业生产中的重要环节，所以如何通过设定合理的环境参数为作物提供最适宜的生长环境，并且最大限度的利用自然资源，以降低设施农业的能源损耗成为亟待解决的问题。 随着物联网技术的发展，设施农业向规模化、网络化方面发展，同时对温室的的智能化管理的要求也大大提高。设施农业监控系统通过物联网技术来实现远程通信进而使温室生产与管理一体化，是现代设施农业发展的趋势。本文的研究内容是在对辽宁省农业信息化的规模进行了充分调查研究后，参与了相关的农业技术部门的开发项目，结合物联网技术，进行了北方设施农业环境数据监测与控制系统研究。 论文通过对北方设施农业的条件及各环境因子的分析，利用物联网技术无线组网传输和智能控制等方面的优势，设计了北方设施农业的监控系统。系统设计包括硬件电路设计，软件功能设计和系统控制算法设计三个部分。硬件设计部分主要对系统中的核心部分监控器和采集器进行了详细设计，给出了系统性能、测量范围、网路通讯等方面的要求，然后选取合适的通讯协议并进行设定，利用物联网技术完成系统中传感器、采集器、监控器和远程服务器的组网；软件设计主要是对用户基础信息、系统管理功能、种植规程、温室管理、环境分析以及报警等功能模块进行设计；系统控制算法部分主要分析了基于物联网的网络控制系统的特性，介绍了常规PID算法和模糊PID算法，通过对比分析的方法分别对常规PID和模糊PID算法在系统中网络控制部分做了试验，分析各自的响应曲线得出更适合本研究的算法。 最后，通过系统的实际应用表明，整个系统运转良好，数据接收正常，切实提高了农业生产的经济效益和社会效益，具有良好的应用前景。同时对本研究进行了总结，提出了系统设计的改进思路，为课题今后进一步深入研究提供参考。