基于WEB的智能溫室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

劉永華+吳玉娟+熊迎軍+張陽(yáng)

摘要：溫室信息管理系統(tǒng)是智能溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的核心。結(jié)合智能溫室管理的需求分析，采用visualstudio.net平臺(tái)開發(fā)了基于WEB的智能溫室信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)共分為用戶管理、數(shù)據(jù)管理、實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)、智能決策、報(bào)警顯示、控制等功能模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫室溫度、濕度、光照、CO2濃度等環(huán)境參數(shù)的自動(dòng)采集與智能化控制，并能夠通過網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，減少了勞動(dòng)管理成本，提高了溫室運(yùn)行效率。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、性能可靠，有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：智能溫室；信息管理系統(tǒng)；WEB；網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：TP273；S126文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002-1302（2014）11-0421-03

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用已日益廣泛。基于物聯(lián)網(wǎng)的智能溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是智能溫室的重要組成部分，而智能溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的核心是信息管理系統(tǒng)[1]。筆者結(jié)合江蘇農(nóng)博園現(xiàn)代農(nóng)業(yè)館溫室的智能化改造，研發(fā)了基于WEB的智能溫室信息管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室的自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制，有利提高溫室系統(tǒng)的智能化水平和管理效率。

1智能溫室信息管理技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)外先進(jìn)的信息技術(shù)、智能化控制技術(shù)、遙感技術(shù)已逐步應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，不斷推動(dòng)現(xiàn)代溫室的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和系統(tǒng)化的發(fā)展，并且取得了一定的成效[2-6]。韓國(guó)、日本、美國(guó)和荷蘭等國(guó)家的溫室信息化管理技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位，至2012年，美國(guó)20%耕地、80%大農(nóng)場(chǎng)從耕地、播種、灌溉、施肥、中耕、田間管理、植物保護(hù)、產(chǎn)量預(yù)測(cè)到收獲、保存、管理都已實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和管理全過程的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化[7]。

我國(guó)溫室生產(chǎn)技術(shù)從最初的引進(jìn)吸收到如今的自主開發(fā)，技術(shù)上取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，特別是隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等被應(yīng)用在現(xiàn)代溫室，溫室信息管理系統(tǒng)朝著自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展[8]。相關(guān)專家研究開發(fā)了以Internet為信息交換平臺(tái)的溫室環(huán)境控制系統(tǒng)、基于WSN和WEB的溫室遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、基于C/S和B/S混合架構(gòu)的智能溫室信息管理系統(tǒng)等[9-11]。但總體上來(lái)說我國(guó)智能溫室信息管理技術(shù)目前還處于初級(jí)階段，生產(chǎn)上成熟應(yīng)用、性能可靠、性價(jià)比高的管理系統(tǒng)軟件還不多見。

2智能溫室信息管理技術(shù)需求分析

江蘇農(nóng)博園是一個(gè)集現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科研、生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)科教于一體的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，農(nóng)博園現(xiàn)代農(nóng)業(yè)館總共由4座現(xiàn)代玻璃溫室組成，具有遮陽(yáng)網(wǎng)、濕簾-風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、補(bǔ)光燈、自動(dòng)噴灌系統(tǒng)、天窗、側(cè)窗等機(jī)構(gòu)，改造前的溫室完全依靠人工手動(dòng)控制，自動(dòng)化程度低。通過本次智能化改造，將4座玻璃溫室進(jìn)行集中控制、集中管理，從而提高了溫室的智能化管理水平，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地查看、監(jiān)視、控制溫室，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)館生產(chǎn)自動(dòng)化、信息化和智能化。具體控制要求如下：

（1）系統(tǒng)能實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)溫度、濕度、光照強(qiáng)度、CO2濃度、土壤濕度等環(huán)境因子；并能對(duì)環(huán)境信息進(jìn)行自動(dòng)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、環(huán)境信息數(shù)據(jù)導(dǎo)出等功能。

（2）能對(duì)溫室生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視，實(shí)時(shí)查看溫室狀況。

（3）系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能，管理者能利用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)溫室進(jìn)行信息查詢，并可利用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)溫室執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境因子的智能控制。

（4）系統(tǒng)界面友好，便于操作和管理。

（5）為便于客戶遠(yuǎn)程訪問管理，系統(tǒng)設(shè)立用戶登錄管理，并對(duì)使用者進(jìn)行權(quán)限劃分，對(duì)不同用戶給予數(shù)據(jù)瀏覽、查詢、修改和參數(shù)設(shè)定、機(jī)構(gòu)控制等不同權(quán)限。

（6）系統(tǒng)性能穩(wěn)定，可靠性高，能確保長(zhǎng)時(shí)間不間斷、無(wú)故障運(yùn)行。

3基于WEB的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)軟件總體框架

系統(tǒng)軟件采用visualstudio.net平臺(tái)開發(fā)，由6大模塊組成（圖1）：（1）用戶管理模塊。服務(wù)器應(yīng)用軟件和智能傳感器網(wǎng)絡(luò)的用戶和管理員權(quán)限劃分及認(rèn)證。（2）數(shù)據(jù)管理模塊。負(fù)責(zé)溫室環(huán)境信息、空間信息和決策信息等的存儲(chǔ)、查詢和分析，并能夠進(jìn)行報(bào)表打印。（3）實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)模塊。能夠以曲線和數(shù)據(jù)的方式顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、溫室場(chǎng)景實(shí)況視頻、節(jié)點(diǎn)拓?fù)湫畔⒁约皞鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)信息。（4）智能決策模塊?；趯?shí)時(shí)數(shù)據(jù)和專家系統(tǒng)形成溫室管理決策。（5）報(bào)警顯示模塊?？蔀槊總€(gè)監(jiān)測(cè)信息設(shè)置閾值，當(dāng)實(shí)時(shí)信息超過閾值時(shí)，服務(wù)器應(yīng)用軟件能夠語(yǔ)音提示管理人員，并將報(bào)警信息以短信形式發(fā)送給指定用戶。（6）控制模塊。能夠發(fā)送遠(yuǎn)程命令單次或者周期采集指定傳感器節(jié)點(diǎn)的傳感器信息，并且能夠通過短信遠(yuǎn)程控制服務(wù)器應(yīng)用軟件、傳感器網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，并可以控制PLC驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)和濕簾等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

3.2主頁(yè)面設(shè)計(jì)

依據(jù)項(xiàng)目需求分析，為便于客戶遠(yuǎn)程訪問管理，系統(tǒng)需設(shè)置登錄界面，進(jìn)行身份驗(yàn)證，并對(duì)使用者進(jìn)行權(quán)限劃分，對(duì)不同用戶給予數(shù)據(jù)瀏覽、查詢、修改和參數(shù)設(shè)定、機(jī)構(gòu)控制等不同權(quán)限。設(shè)計(jì)Flex主頁(yè)面布局如圖2所示。

3.3用戶管理模塊

用戶管理模塊能進(jìn)行新用戶注冊(cè)和老用戶登錄后的權(quán)限管理，通過設(shè)置登錄界面，對(duì)訪問者進(jìn)行身份驗(yàn)證，獲取相應(yīng)操作權(quán)限，并建立用戶數(shù)據(jù)庫(kù)。

系統(tǒng)管理員權(quán)限最高，可管理系統(tǒng)的所有功能模塊，并具有設(shè)置非管理員權(quán)限的權(quán)力。一般訪客（guest）只能簡(jiǎn)單瀏覽系統(tǒng)，能查詢當(dāng)前溫室的環(huán)境因子信息和溫室的實(shí)時(shí)視頻，不能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置、控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

用戶管理界面首先從登錄界面讀取用戶名和密碼，使用表單身份認(rèn)證的方式防止非法用戶入侵，在用戶表User中進(jìn)行查詢，若該用戶存在并且密碼正確，則進(jìn)入主界面，若該用戶不存在，則提示轉(zhuǎn)入注冊(cè)界面。用戶管理模塊的流程見圖3。

3.4數(shù)據(jù)管理模塊

數(shù)模管理模塊對(duì)采集的溫室歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，并將采集到的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，提供給用戶查詢、下載和打印。溫室數(shù)據(jù)以曲線和表格2種形式顯示，曲線顯示將歷史數(shù)據(jù)通過控件繪制在界面上，表格顯示則通過表格的形式列出各個(gè)采集節(jié)點(diǎn)的時(shí)間、節(jié)點(diǎn)編號(hào)、節(jié)點(diǎn)所在溫室編號(hào)和測(cè)量數(shù)值。通過對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)歷史數(shù)據(jù)的分析、處理，直觀分析溫室氣候變化情況，并結(jié)合溫室作物生長(zhǎng)情況，更好地調(diào)整作物微環(huán)境。數(shù)據(jù)管理模塊流程見圖4。endprint

3.5實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)模塊

實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)模塊，允許用戶隨時(shí)隨地查看溫室當(dāng)前的環(huán)境信息，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)視頻、傳感器節(jié)點(diǎn)拓?fù)湫畔⒓疤摂M溫室，并以曲線或者數(shù)據(jù)的方式顯示各個(gè)采集節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。虛擬溫室通過VisualGraph平臺(tái)提供的函數(shù)和原始基礎(chǔ)圖形等構(gòu)建現(xiàn)實(shí)溫室的虛擬圖，模擬現(xiàn)實(shí)溫室中設(shè)備（風(fēng)機(jī)、濕簾、天窗等）的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，實(shí)現(xiàn)虛擬溫室與現(xiàn)實(shí)溫室同步運(yùn)行。

實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)模塊采用Flash動(dòng)畫設(shè)計(jì)溫度、濕度、CO2濃度和光照強(qiáng)度等按鈕，當(dāng)鼠標(biāo)按下按鈕時(shí)，通過Fluorine網(wǎng)關(guān)調(diào)用，Net中GetSqlData類的GetRealtimeData方法獲取當(dāng)前數(shù)值，并在Flash動(dòng)畫按鈕中顯示環(huán)境參數(shù)值和時(shí)間。實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)模塊的流程見圖5。

3.6智能決策模塊

智能決策模塊主要進(jìn)行作物生長(zhǎng)條件的控制，通過設(shè)置溫室作物的生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)如溫濕度、光照和CO2濃度等使其達(dá)到合適范圍，進(jìn)行溫室作物的全自動(dòng)、智能化控制。采集實(shí)時(shí)參數(shù)與設(shè)定值進(jìn)行比較，并通過智能決策系統(tǒng)，調(diào)控作物生長(zhǎng)環(huán)境以達(dá)到理想生長(zhǎng)狀態(tài)。智能決策算法在Web應(yīng)用程序中運(yùn)行，通過控制模塊與中央控制軟件的Socket通訊實(shí)現(xiàn)智能決策控制。以溫度智能決策為例，溫度智能決策控制流程見圖6。

3.7報(bào)警顯示模塊

報(bào)警顯示模塊提供語(yǔ)音報(bào)警或者短信報(bào)警2種形式，當(dāng)某一溫室設(shè)置的屬性值達(dá)到報(bào)警狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過語(yǔ)音或短信形式向溫室管理人員發(fā)送溫室編號(hào)以及溫室屬性。報(bào)警顯示模塊流程見圖7。

3.8控制模塊

控制模塊包括遠(yuǎn)程手動(dòng)控制和自動(dòng)控制2個(gè)功能，需要一定的權(quán)限才能進(jìn)行操作。

手動(dòng)控制通過點(diǎn)擊界面上執(zhí)行機(jī)構(gòu)按鈕來(lái)進(jìn)行對(duì)應(yīng)機(jī)構(gòu)開關(guān)操作，按鈕采用Flash制作，當(dāng)機(jī)構(gòu)處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)Flash圖標(biāo)為灰色靜止圖標(biāo)，當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)，F(xiàn)lash圖標(biāo)為彩色動(dòng)態(tài)圖標(biāo)。本系統(tǒng)所用執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括風(fēng)機(jī)、天窗、濕簾、遮幕、自動(dòng)噴灌系統(tǒng)和補(bǔ)光燈，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，調(diào)控現(xiàn)代農(nóng)業(yè)

館內(nèi)溫室的溫度、濕度、CO2和光照強(qiáng)度等。

自動(dòng)控制通過當(dāng)前環(huán)境參數(shù)（包括溫度、濕度和光照強(qiáng)度）與作物適宜環(huán)境參數(shù)的對(duì)比，結(jié)合模糊控制理論生成的規(guī)則表進(jìn)行判斷，以達(dá)到自動(dòng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的目的?？刂颇K流程見圖8。

4調(diào)試運(yùn)行結(jié)果

開發(fā)的智能溫室管理系統(tǒng)界面見圖9。該系統(tǒng)在江蘇農(nóng)博園中的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)館中運(yùn)行工作2年多時(shí)間以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、性能可靠，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫室環(huán)境溫度、濕度、光照、土壤濕度、CO2濃度等數(shù)據(jù)的全天候自動(dòng)采集與智能控制，并能通過互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，提高了溫室系統(tǒng)的智能化水平，減少了勞動(dòng)管理成本，提高了溫室管理效率，運(yùn)行效果達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期。本智能溫室管理系統(tǒng)還在周邊農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)及農(nóng)業(yè)企業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用，并取得了較好成效。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊迎軍，沈明霞，劉永華，等.混合架構(gòu)智能溫室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28（增刊）：181-185.

[2]劉永華，凌小燕，常春.基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2013，34（6）：249-252.

[3]鞠傳香，吳志勇.基于ZigBee技術(shù)的溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（12）：405-407.

[4]吳存瑞，奚佳有，鄒吉蘭.國(guó)外設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2010（6）：122-123.

[5]陳大鵬，毛罕平，左志宇.基于Android手機(jī)的溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（9）：375-379.

[6]孫玉文，沈明霞，陸明洲，等.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀與展望[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，23（3）：639-644.

[7]高峰，俞立，盧尚瓊，等.國(guó)外設(shè)施農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，26（2）：279-285.

[8]劉麗偉.美國(guó)農(nóng)業(yè)信息化促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的路徑研究與啟示[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，2012（7）：40-43.

[9]石永革，許建林，石峰.富客戶端技術(shù)應(yīng)用研究與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2008，29（3）：639-641.

[10]孫忠富，曹洪太，李洪亮，等.基于GPRS和WEB的溫室環(huán)境信息采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2006，22（6）：131-134.

[11]石軍鋒，馬永昌，陳建.一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室Web監(jiān)控系統(tǒng)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2009，31（5）：76-79.endprint

3.5實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)模塊

實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)模塊，允許用戶隨時(shí)隨地查看溫室當(dāng)前的環(huán)境信息，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)視頻、傳感器節(jié)點(diǎn)拓?fù)湫畔⒓疤摂M溫室，并以曲線或者數(shù)據(jù)的方式顯示各個(gè)采集節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。虛擬溫室通過VisualGraph平臺(tái)提供的函數(shù)和原始基礎(chǔ)圖形等構(gòu)建現(xiàn)實(shí)溫室的虛擬圖，模擬現(xiàn)實(shí)溫室中設(shè)備（風(fēng)機(jī)、濕簾、天窗等）的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，實(shí)現(xiàn)虛擬溫室與現(xiàn)實(shí)溫室同步運(yùn)行。

實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)模塊采用Flash動(dòng)畫設(shè)計(jì)溫度、濕度、CO2濃度和光照強(qiáng)度等按鈕，當(dāng)鼠標(biāo)按下按鈕時(shí)，通過Fluorine網(wǎng)關(guān)調(diào)用，Net中GetSqlData類的GetRealtimeData方法獲取當(dāng)前數(shù)值，并在Flash動(dòng)畫按鈕中顯示環(huán)境參數(shù)值和時(shí)間。實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)模塊的流程見圖5。

3.6智能決策模塊

智能決策模塊主要進(jìn)行作物生長(zhǎng)條件的控制，通過設(shè)置溫室作物的生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)如溫濕度、光照和CO2濃度等使其達(dá)到合適范圍，進(jìn)行溫室作物的全自動(dòng)、智能化控制。采集實(shí)時(shí)參數(shù)與設(shè)定值進(jìn)行比較，并通過智能決策系統(tǒng)，調(diào)控作物生長(zhǎng)環(huán)境以達(dá)到理想生長(zhǎng)狀態(tài)。智能決策算法在Web應(yīng)用程序中運(yùn)行，通過控制模塊與中央控制軟件的Socket通訊實(shí)現(xiàn)智能決策控制。以溫度智能決策為例，溫度智能決策控制流程見圖6。

3.7報(bào)警顯示模塊

報(bào)警顯示模塊提供語(yǔ)音報(bào)警或者短信報(bào)警2種形式，當(dāng)某一溫室設(shè)置的屬性值達(dá)到報(bào)警狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過語(yǔ)音或短信形式向溫室管理人員發(fā)送溫室編號(hào)以及溫室屬性。報(bào)警顯示模塊流程見圖7。

3.8控制模塊

控制模塊包括遠(yuǎn)程手動(dòng)控制和自動(dòng)控制2個(gè)功能，需要一定的權(quán)限才能進(jìn)行操作。

手動(dòng)控制通過點(diǎn)擊界面上執(zhí)行機(jī)構(gòu)按鈕來(lái)進(jìn)行對(duì)應(yīng)機(jī)構(gòu)開關(guān)操作，按鈕采用Flash制作，當(dāng)機(jī)構(gòu)處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)Flash圖標(biāo)為灰色靜止圖標(biāo)，當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)，F(xiàn)lash圖標(biāo)為彩色動(dòng)態(tài)圖標(biāo)。本系統(tǒng)所用執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括風(fēng)機(jī)、天窗、濕簾、遮幕、自動(dòng)噴灌系統(tǒng)和補(bǔ)光燈，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，調(diào)控現(xiàn)代農(nóng)業(yè)

館內(nèi)溫室的溫度、濕度、CO2和光照強(qiáng)度等。

自動(dòng)控制通過當(dāng)前環(huán)境參數(shù)（包括溫度、濕度和光照強(qiáng)度）與作物適宜環(huán)境參數(shù)的對(duì)比，結(jié)合模糊控制理論生成的規(guī)則表進(jìn)行判斷，以達(dá)到自動(dòng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的目的?？刂颇K流程見圖8。

4調(diào)試運(yùn)行結(jié)果

開發(fā)的智能溫室管理系統(tǒng)界面見圖9。該系統(tǒng)在江蘇農(nóng)博園中的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)館中運(yùn)行工作2年多時(shí)間以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、性能可靠，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫室環(huán)境溫度、濕度、光照、土壤濕度、CO2濃度等數(shù)據(jù)的全天候自動(dòng)采集與智能控制，并能通過互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，提高了溫室系統(tǒng)的智能化水平，減少了勞動(dòng)管理成本，提高了溫室管理效率，運(yùn)行效果達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期。本智能溫室管理系統(tǒng)還在周邊農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)及農(nóng)業(yè)企業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用，并取得了較好成效。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊迎軍，沈明霞，劉永華，等.混合架構(gòu)智能溫室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28（增刊）：181-185.

[2]劉永華，凌小燕，常春.基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2013，34（6）：249-252.

[3]鞠傳香，吳志勇.基于ZigBee技術(shù)的溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（12）：405-407.

[4]吳存瑞，奚佳有，鄒吉蘭.國(guó)外設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2010（6）：122-123.

[5]陳大鵬，毛罕平，左志宇.基于Android手機(jī)的溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（9）：375-379.

[6]孫玉文，沈明霞，陸明洲，等.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀與展望[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，23（3）：639-644.

[7]高峰，俞立，盧尚瓊，等.國(guó)外設(shè)施農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，26（2）：279-285.

[8]劉麗偉.美國(guó)農(nóng)業(yè)信息化促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的路徑研究與啟示[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，2012（7）：40-43.

[9]石永革，許建林，石峰.富客戶端技術(shù)應(yīng)用研究與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2008，29（3）：639-641.

[10]孫忠富，曹洪太，李洪亮，等.基于GPRS和WEB的溫室環(huán)境信息采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2006，22（6）：131-134.

[11]石軍鋒，馬永昌，陳建.一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室Web監(jiān)控系統(tǒng)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2009，31（5）：76-79.endprint

3.5實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)模塊

實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)模塊，允許用戶隨時(shí)隨地查看溫室當(dāng)前的環(huán)境信息，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)視頻、傳感器節(jié)點(diǎn)拓?fù)湫畔⒓疤摂M溫室，并以曲線或者數(shù)據(jù)的方式顯示各個(gè)采集節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。虛擬溫室通過VisualGraph平臺(tái)提供的函數(shù)和原始基礎(chǔ)圖形等構(gòu)建現(xiàn)實(shí)溫室的虛擬圖，模擬現(xiàn)實(shí)溫室中設(shè)備（風(fēng)機(jī)、濕簾、天窗等）的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，實(shí)現(xiàn)虛擬溫室與現(xiàn)實(shí)溫室同步運(yùn)行。

實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)模塊采用Flash動(dòng)畫設(shè)計(jì)溫度、濕度、CO2濃度和光照強(qiáng)度等按鈕，當(dāng)鼠標(biāo)按下按鈕時(shí)，通過Fluorine網(wǎng)關(guān)調(diào)用，Net中GetSqlData類的GetRealtimeData方法獲取當(dāng)前數(shù)值，并在Flash動(dòng)畫按鈕中顯示環(huán)境參數(shù)值和時(shí)間。實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)模塊的流程見圖5。

3.6智能決策模塊

智能決策模塊主要進(jìn)行作物生長(zhǎng)條件的控制，通過設(shè)置溫室作物的生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)如溫濕度、光照和CO2濃度等使其達(dá)到合適范圍，進(jìn)行溫室作物的全自動(dòng)、智能化控制。采集實(shí)時(shí)參數(shù)與設(shè)定值進(jìn)行比較，并通過智能決策系統(tǒng)，調(diào)控作物生長(zhǎng)環(huán)境以達(dá)到理想生長(zhǎng)狀態(tài)。智能決策算法在Web應(yīng)用程序中運(yùn)行，通過控制模塊與中央控制軟件的Socket通訊實(shí)現(xiàn)智能決策控制。以溫度智能決策為例，溫度智能決策控制流程見圖6。

3.7報(bào)警顯示模塊

報(bào)警顯示模塊提供語(yǔ)音報(bào)警或者短信報(bào)警2種形式，當(dāng)某一溫室設(shè)置的屬性值達(dá)到報(bào)警狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過語(yǔ)音或短信形式向溫室管理人員發(fā)送溫室編號(hào)以及溫室屬性。報(bào)警顯示模塊流程見圖7。

3.8控制模塊

控制模塊包括遠(yuǎn)程手動(dòng)控制和自動(dòng)控制2個(gè)功能，需要一定的權(quán)限才能進(jìn)行操作。

手動(dòng)控制通過點(diǎn)擊界面上執(zhí)行機(jī)構(gòu)按鈕來(lái)進(jìn)行對(duì)應(yīng)機(jī)構(gòu)開關(guān)操作，按鈕采用Flash制作，當(dāng)機(jī)構(gòu)處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)Flash圖標(biāo)為灰色靜止圖標(biāo)，當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)，F(xiàn)lash圖標(biāo)為彩色動(dòng)態(tài)圖標(biāo)。本系統(tǒng)所用執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括風(fēng)機(jī)、天窗、濕簾、遮幕、自動(dòng)噴灌系統(tǒng)和補(bǔ)光燈，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，調(diào)控現(xiàn)代農(nóng)業(yè)

館內(nèi)溫室的溫度、濕度、CO2和光照強(qiáng)度等。

自動(dòng)控制通過當(dāng)前環(huán)境參數(shù)（包括溫度、濕度和光照強(qiáng)度）與作物適宜環(huán)境參數(shù)的對(duì)比，結(jié)合模糊控制理論生成的規(guī)則表進(jìn)行判斷，以達(dá)到自動(dòng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的目的?？刂颇K流程見圖8。

4調(diào)試運(yùn)行結(jié)果

開發(fā)的智能溫室管理系統(tǒng)界面見圖9。該系統(tǒng)在江蘇農(nóng)博園中的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)館中運(yùn)行工作2年多時(shí)間以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、性能可靠，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫室環(huán)境溫度、濕度、光照、土壤濕度、CO2濃度等數(shù)據(jù)的全天候自動(dòng)采集與智能控制，并能通過互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，提高了溫室系統(tǒng)的智能化水平，減少了勞動(dòng)管理成本，提高了溫室管理效率，運(yùn)行效果達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期。本智能溫室管理系統(tǒng)還在周邊農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)及農(nóng)業(yè)企業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用，并取得了較好成效。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊迎軍，沈明霞，劉永華，等.混合架構(gòu)智能溫室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28（增刊）：181-185.

[2]劉永華，凌小燕，常春.基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2013，34（6）：249-252.

[3]鞠傳香，吳志勇.基于ZigBee技術(shù)的溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（12）：405-407.

[4]吳存瑞，奚佳有，鄒吉蘭.國(guó)外設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2010（6）：122-123.

[5]陳大鵬，毛罕平，左志宇.基于Android手機(jī)的溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（9）：375-379.

[6]孫玉文，沈明霞，陸明洲，等.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀與展望[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，23（3）：639-644.

[7]高峰，俞立，盧尚瓊，等.國(guó)外設(shè)施農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，26（2）：279-285.

[8]劉麗偉.美國(guó)農(nóng)業(yè)信息化促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的路徑研究與啟示[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，2012（7）：40-43.

[9]石永革，許建林，石峰.富客戶端技術(shù)應(yīng)用研究與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2008，29（3）：639-641.

[10]孫忠富，曹洪太，李洪亮，等.基于GPRS和WEB的溫室環(huán)境信息采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2006，22（6）：131-134.

[11]石軍鋒，馬永昌，陳建.一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室Web監(jiān)控系統(tǒng)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2009，31（5）：76-79.endprint