温室环境的智能控制技术研究

• 作 者: 陈天超
• 出 处: 西北师范大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 智能控制 能耗均衡覆盖控制 优化部署 ZigBee网络

随着数字化农业技术的发展,智能温室在我国得到了广泛的应用,温室作物的栽培和管理也开始注重节约能源及其可持续发展性。本文研究了温室控制的发展现状以及软硬件技术,提出使用智能控制技术、无线通信技术和安卓技术构建温室智能控制系统的思路,基于ZigBee组网技术、Web技术和安卓技术实现了温室智能控制及温室数据采集传输于一体的系统;分析了基于能耗均衡的覆盖控制算法及其在实际温室环境中传感器部署的可行性和实用性。本文研究内容包括:1.本文以能耗均衡为出发点,提出了一种基于能耗均衡的节点覆盖算法,研究随机部署的无线传感器网络中如何对传感器节点进行合理部署,并在保证网络覆盖率的前提下,达到全网能量的均衡消耗,以延长网络生命周期。2.在ZigBee网络中,使用能耗均衡覆盖控制算法,实现了温室内传感器的合理布局,减少了传感器数量,节省了成本和能耗。3.设计了温室智能控制系统的整体架构和软件功能模块,分析和设计了各功能模块,并绘制了相应图例;根据E-R图设计了数据库。温室智能控制系统使用空气温度、土壤湿度、CO2浓度、光照强度等传感器进行数据采集,并将最终数据经由感知节点、路由节点和Sink节点组成的ZigBee网络、GPRS网络和互联网实现数据交互,用户通过Web端和基于安卓系统的手机终端,可实时查看温室内数据,掌握作物生长状况。根据温室内环境参数,通过手动或智能控制两种方式对温室设备如排风、卷帘、喷灌等进行控制。系统测试结果表明本文所设计的温室环境智能控制系统在Web端和手机端均能实现相应功能,达到实际需求。