基于安卓平台的温室监测系统.docx

基于安卓平台的温室监测系统 摘 要：近年来，农业温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速的推广和应用。但是也出现不少问题，比如种植环境中的温度、湿度、光照度、土壤湿度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，所以需要一种温室远程监测系统。运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台控制智能温室各项设备的运行，从而对农业生产进行控制，以达到高品质、高产量。本文的温室监测控制系统通过传感器收集温室的各项数据，并传输到云平台上，通过设计配套的基于安卓的手机APP用户可以及时观测温室的各项环境因素，从而对应的调整最有利于作物生长环节因素，实现科学合理的种植。 关键词：温室；监测；安卓；系统 中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）19-0038-02 1 温室监测系统整体设计 1.1 温室大棚监测系统介绍 温室大棚监测系统也叫温室大棚检测系统，该系统利用物联网技术，可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像，通过模型分析，远程或自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备，保证温室大棚内环境最适宜作物生长，为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。同时，该系统还可以通过手机、PDA、计算机等信息终端向农户推送实时监测信息、预警信息、农技知识等，实现温室大棚集约化、网络化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。从而大大提高土地的生产效率，且能够将土地产出率有效提高，将资源的利用率以及劳动生产率予以提高，直接增加了农业的效益、素质以及竞争力。 1.2 系统硬件结构 温室大棚监测系统是将zigbee无线传感网络和GPRS技术结合起来，实现数据的无线传输，并与互联网和移动网络结合起来，从而在pc端和移动手机端实现监测温室的环境因素。云端为手机客户端提供接口，手机客户端将云端的基础数据进行多目标遗传控制算法的处理。将应用层和网络层结合起来实现系统功能，通过PC端和手机端均能和系统云平台的交互。 应用层：为本系统的上层，主要面向系统用户，电脑端从数据采集系统收集到温室信息，手机端从云平台接收大量反应环境的数据，用户可以分别从电脑端和手机端监测到温室的作物生长情况。 网络层：网络层主要由zigbee组网和GPRS技术组成，主要负责数据传输系统。 感知层：主要是进行数据采集，包括大量传感器备，土壤温湿度传感器，光照传感器，空气温湿度传感器等。主要任务是采集温室的各种环境因素，比如土壤温湿度，空气温湿度，光照，大气压力等等。感知层是这套系统的最底层，连接着网络层。（图1） 1.3 系统设计原理 通过对农业现代化的需求与目前国内外相关领域的现状进行研究与分析，设计一个结合了物联网、云计算、机器学习、遗传算法等技术在现代农业领域应用的融合性温室监控系统。 温室大棚监测控制系统设计中温度采集模块采集空气和土壤的温度以及湿度传感器、感知光强的光照传感器、土壤养分传感器等。这些传感器利用无线传感网络连接如Zigbee或有线连接和物联网智能网关相连接，并将传感器采集到的数据传输至网关，网关把这些数据处理后通过移动通信网络或互联网等广域网络传输到云平台。 设计一个手机APP来实现无论在何时何地都可以从云平台上观察到温室的温度信息。将温室环境的温度、湿度、二氧化碳浓度等多个控制对象视为多目标；将控制品质、控制精度、能源消耗等多个控制效果视为多目标；以上两种目标的交叉形成混合多目标，如将温度、湿度及经济效益等作为控制目标。运用多目标遗传算法来解决需要优化多个目标的控制问题。 1.4 系统主要模块 采用zigbee无线组网技术建立传感网络，分为三个模块，温室环境数据采集模块，电脑端模块，GPRS模块。温室环境数据采集模块：可以采集八路PT100土壤温度传感器输入的信号以及其他传感器采集的数据。电脑端模块：电脑串口接单片机串口1，用来读取温度值。GPRS模块串口接单片机串口3，用来实现单片机控制GPRS模块接收无线发送过来的温度数据到电脑端GPRS模块。温度采集端GPRS模块：温度采集单元接单片机串口1，用来向单元发送命令并读取温度值。GPRS模块串口接单片机串口3，用来实现单片机控制GPRS模块启动无线发送温度数据到电脑端GPRS模块，从而实现各种数据的采集与设备控制。 云端模块：通过无线网，将收集到的温室环境数据发送到云端。 数据展示模块：通过设计的手机APP可以随时随地的观测温室的各种空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像等。 1.5 系统主要功能 该系统首先可以进行实时数据查看，可以随时随地的观看温室的各项环境因子。手机端则会将这些数据以图表和折线图的形式将一定时间段