[发明专利]基于无线无源技术的智慧农业温室监测控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及农业信息化技术领域，尤其是涉及一种基于无线无源技术的智慧农业温室监测控制系统。

背景技术

所谓“智慧农业”就是充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。

智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。

“智慧农业”是云计算、传感网、3S等多种信息技术在农业中综合、全面的应用，实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。“智慧农业”与现代生物技术、种植技术等高新技术融合于一体，对建设世界水平农业具有重要意义。

农业生产具有季节性的特点，温室大棚可以帮助克服农业生产的季节性，提高农业生产效率。温室大棚内影响农作物生长的环境因素有温度、湿度、光照和空气流通情况等。为了达到农业生产的效率化、优质化，对上述各种环境参数的量化控制很重要。目前的温室大棚环境控制装置以手动控制为主，且仅能对部分参数进行控制，需要人凭借自己的生产经验来对各种执行器进行控制，并需要人走进温室或者控制设备周围手动开启设备，不能对温室大棚的环境参数进行遥测遥控，满足不了农业生产技术信息化、网络化的要求，自动化程度低、控温性能差。

近年来，随着电子技术、信息技术的蓬勃发展与广泛应用，农业温室技术也在向自动化、信息化方向发展。温度、湿度监控技术已经在农业大棚、畜牧业和食品加工业等领域得到了广泛的应用。

无线传感器网络集传感器技术、微机电系统技术、嵌入式计算技术、无线通信技术和分布式信息处理技术于一体，因其广阔的应用前景而成为当今世界上备受关注的、多学科高度交叉的热点研究领域。国外很早便将无线传感器技术引入到农业生产包括温室管理中。Morais等(1996年)在葡萄牙运用无线数据采集网络采集温室内外的气候参数，通过在温室内外安装若干个太阳能数据采集站(SPWAS)监测温室内外的气候参数，SPWAS和基站之间通过射频建立连接。Serodio等(1998年，2001年)研制了一套用于温室管理的分布式数据采集和控制系统，每个温室内使用无线电频率433.92MHz的无线网络连接传感器至本地控制器。Mizunuma等(2003年)在农田和温室中运用WLAN监测作物生长进行监测并对生产系统实施远程控制。

我国对无线传感器技术的研究起步较晚，在农业上尤其是温室中的应用不多。柳桂国和应义斌(2003年)报道了采用蓝牙技术的温室测控系统，系统通过传感器网络采集环境数据并传送至中央控制系统。罗惠谦等(2006年)研制了一种无线传感器，用于检测温室内环境参数。由此可见，无线传感器技术应用于温室管理是一种趋势，但是，上述几种应用还是存在不足，并非真正意义上无线传感器网络，无法实现自组织，或者具有成本高能耗高等问题。ZigBee无线传感器网络技术将改变这一状况。ZigBee是一组基于IEEE802.15.4的无线通信协议，它是一种短距离、低功耗协议，因此非常适用于小型电子设备的无线控制指令传输。其典型的传输数据类型有周期性数据(如传感器)，间歇性数据(如照明控制)等。