智能化屋顶农场物联网控制系统

　　【摘要】在当前中国农业生产中，由于城市化进程加大，使得农业用耕地压力增大，农业人均产值低下，无法满足现阶段中国农业发展的多方面现代化需要。本文通过传感自动检测技术和物联网通信技术，应用于农业生产种植，建造一个智能化的屋顶生态农场控制系统。该系统在植物生长过程中，将会为其提供最佳生存环境。本文对解决目前中国的屋顶利用率问题及城市绿化有重要的参考价值与实用价值。

　　【关键词】智能化;物联网;传感技术;自动控制;屋顶农场

智能化屋顶农场物联网控制系统

　　1 系统简介

　　本文所提出的智能化屋顶农业物联网控制系统可实现对影响农作物生长的环境因素通过传感数据的实时监测进行控制，同时还可以根据环境参数门限值设置实现对现场电气设备的控制，如：风扇、加湿器，除湿器、照明设备、灌溉设备等[5] ，同时也支持远程控制现场电气设备。常用对植物环境监测传感器包括：空气湿度、空气温度、环境光照、土壤温度、土壤水分含量等传感器。同时根据需要，还可对系统进行扩展加入无线传感器节点：如大气压力、加速度、水位监测等传感器[6] 。同时根据收集的数据农作物生长专家数据库中的数据进行比对，及时更新专家库，使系统具有最好的鲁棒性和扩展性。

　　2 系统组成

　　本文中所设计的智能化屋顶农业物联网自动控制系统采用典型三层物联网架构设计，这样使用该系统的用户可以像使用常用电气设备那样部署物联网系统，从而实现系统便携式、无线化、自动化的特点。本系统硬件具体架构如图1所示：

　　3 系统功能模块设计

　　智能化屋顶农业物联网控制系统由于其规模较大，所涉及的智能化技术及农业生产技术较多，因此主要技术指标较为复杂，主要分传感设备的主要技术指标、监测设备主要技术指标、控制设备主要技术指标和栽培技术指标，由于栽培技术涉及农业方面相关知识，较为专业，在本文中将不对其进行详细描述[7，8] 。

　　各种传感设备控制主要技术指标如下：水分传感器其主要需监控的参数为：容积含水率[9] 等;温湿度传感器其主要需监控的参数为：温度与湿度[10] 等;光敏传感器其主要需监控的参数为：光照度;另还需实时监测的传感器的参数，包括营养液浓度、酸碱度、风力[11] 等。

　　监测设备主要技术指标主要包括：视频监控，用于安全监控、植物生长情况监控、设备设施监控;数据监测，根据传感设备相关数据计算实际环境与标准农作物生长环境要求的差异，提供对农作物或植物最佳生长环境的自动控制依据。

　　4 智能用户端APP程序设计

　　在中国目前的智能用户端主要有智能手机，平板电脑等。移动4G的使用和无线wifi使得将PC端接收消息的模式扩充移植到智能用户端使用上成为可能，对智能化屋顶农场物联网自动控制系统的用户来说，将能在实时性，方便性方面得到更好的满足。本系统的智能用户端主要包含以下几个功能模块：用户登录、实时监测数据、现场设备的控制、预警数据的显示等功能。智能客户端的各项功能与PC端程序保持一致性，因此其功能结构图仍如图2所示。在此不在进行说明。

　　APP 端与系统的服务器进行通信时采用 Http 方式进行请求数据，对于请求数据将对其用 JSON 进行数据封装。同时为了能够实时收到服务端消息，在 APP 端建立相关服务，实时与服务器进行交互。Service 是运行在后台的程序代码，其是基本的 Android 系统的后台服务组件，Sevice 收到服务器端发出的最新消息时，再利用相应的服务方法向智能用户端发送消息通知和显示。

　　5 总结

　　本文引入传感技术与物联网技术，通过实时监控屋顶生态农作物生长过程中的环境参数，进行智能化，数字精准化的农作物生长环境的控制，同时将所采集的各种相关大数据进行分析，以创造出最适合农业物生长的环境，用水仅占传统农业种植的 15%-30%，作物长势强、营养更好。由于传感技术及无线网络技术的支持，对农作物的生长控制最大化的减少了人工的参与，及时发现出现的问题并进行应对，实现对农作物的生长环境定性，定量的控制，减少了由于人工用量不同对农作物生长的影响，使植物的生长更均匀,保证植物的最佳生长环境，提高经济效益。更可与教学实验观光旅游相结合，产生一定的经济效益。屋顶农作物物联网控制系统的发展，必将为我国智能化屋顶农业的发展提供重要的参考与经济实用价值。

　　参考文献

　　[1]管继刚.物联网技术在智能农业中的应用[J].通信管理与技术,2010(3): 24-27.

　　[2]孙科.物联网在现代农业上的应用[J].无线互联科技,2012(3):19.

　　《智能化屋顶农场物联网控制系统》来源：《轻工科技》，作者：李小丽。