如何使用物联网进行温室环境监测系统的设计

　　提出了一种适合于温室生产管理的、基于物联网的温室环境监测系统的设计方法。该系统利用ZigBee、RFID技术，可实时收集温室环境参数，并借助于连接在网络上的信息终端将获取的温室信息传送给温室管理者。而当温室环境参数超出设定阈值时，系统会通过多种途径向温室管理者发出预警信息。该系统可使得温室生产更加智能化，并有效降低生产中的人力物力投入。

　　对于现代农业的发展，增加农业产量、提高农产品的品质，不仅要依靠优良的农产品种质资源，还需要精确的植物生长环境控制技术。近年来，以温室为代表的，温度、湿度、光照、水、肥、空气等环境条件相对可控的设施农业得到了重视和大力发展。目前，我国的温室内环境要素的监测，主要还是通过人工监测操控为主。温室植物种植管理主要还是依赖生产者的经验，缺乏统一规范的水肥光温调控标准，不仅劳动生产率较低，而且会造成水肥的超量投入，不仅浪费了生产能耗，拉高了生产成本，还会对生态环境造成污染。虽然近年来，智能化的温室环境控制系统得到了发展，但是目前还处于初步阶段。系统体积偏大、价格偏高以及尚不稳定和完善的信息传输及决策系统，使其在温室植物生产实践中受到很多限制。特别是当温室面积达到一定规模后，数据的采集和控制指令的传输成为制约温室智能化的技术瓶颈。如何借助现代网络通讯技术实现对温室实时状态的监测和远程控制，成为决定设施农业效益的关键。本文探讨了如何利用现有技术建立实用可行的基于物联网的温室监测系统，以期为智能温室的建设提供参考。

　　1 温室物联网技术发展状况

　　物联网是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、卫星定位、各种传感器，按既定的协议，将相关的对象与互联网相连接，进行对象信息共享，以实现目标的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种新型网络。它以互联网为基础，将互联网中人与人之间的信息传递扩展到现实世界中实体与实体之间，并将信息的处理由人脑交由电脑，以实现管理的智能化。被认为是继计算机和互联网之后的“第三代信息技术”。

　　物联网应用领域的不断拓展，将推动信息化对传统产业的改造升级，带来新的产业发展机遇。物联网技术与温室为代表的设施农业结合，已成为我国智能农业发展的方向。目前，国内基于物联网技术的温室环境监测研究正在兴起。熊迎军等设计了基于客户端/服务器（C/S）和服务器/客户端（B/S）混合架构的智能温室信息管理系统，实现了温室信息局域网的采集、处理、存储、显示和决策，以及广域网的高效远程访问与管理。探讨了利用Android智能手机系统实现温室环境的实时监测。提出了一种基于物联网技术和移动Agent技术的温室大棚管理模型。提出了基于物联网与云服务技术的农业温室智能化系统设计方案，对农业物联网的理论进行了有益的补充与完善。以嵌入式GIS 组件库作为开发平台，增强了温室监测系统的空间显示与分析功能，并利用逐步回归及神经网络建模，实现了温室低温灾害监测预警。

　　2 温室环境监控系统的设计要求

　　温室按照用途分，可分为两种类型。一种为商品型温室，主要用于蔬菜、瓜果、花卉等商品性植物的种植。该类型温室通常面积较大，并充分考虑温室运营成本。另一种为科研型温室，主要为科学研究培养植物材料，或者用于研究环境对植物生长的影响。该类型的温室一般面积较小，对温室环境参数的控制要求较精确。但无论何种类型的温室，对于温室环境监测的要求都是一致的。概况起来有以下几个方面：

　　（1）监测系统的实时性和可靠性，要求系统获取实时准确的温室环境参数；

　　（2）监测系统智能化，对实时获取的温室环境参数作出是否超出预设范围进行判断响应；

　　（3）监测系统的可扩展性，要求能便捷地扩展环境监测的范围和项目；

　　（4）监测系统便于维护，尽量采用无线传输技术，避免过多地使用线缆连接；

　　（5）系统建设及运行成本低廉，尽可能降低监测系统的能耗。