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云南省电子工业研究所 云南省昆明市 650000
摘要：随着我国科学技术的不断发展，信息技术在各行各业的应用也越来越广泛。将计算机物联网技术和农业相结合，有利于我国现代化的农业建设。本文重点介绍了计算机物联网技术在农业温室领域方面的应用，并对应用的情况作了简要的分析。
关键词：物联网技术；农业；温室；运用
我国是传统的农业大国，农业在我国经济建设中起着非常重要的作用。目前，我国大力发展新农业建设，积极提高农业的信息化水平。计算机物联网技术作为一项新兴的技术，对农业的发展起到重要的作用。在温室大棚种植领域应用物联网技术，能够对农作物的生长环境、农作物的长势等进行科学的诊断和预测，有利于农作物的生长，因此我们在农业温室领域应该将这一技术推广开来。
一、物联网技术简介
物联网技术，作为一项新兴的技术，主要是指将近距离移动收发器植入到日常生活用品和配件中，让人和人、物和物、人和物之间可以不受时间和地点的约束进行交流[1]。物联网技术可以看做是互联网技术的延伸，是以计算机互联网技术为基础，实现信息的互联和共享。物联网技术可以对农作物的生长环境进行实时监控，对光照、温度、湿度、空气中氧气和二氧化碳含量和土壤的特性都能有效控制，从而有利于控制农作物生长的更好。
二、智能大棚的设计
1.智能大棚的结构设计
一般来说，智能大棚以无线传感网络作为基础，并分别向上和向下添加信息应用层和信息感知层，从而形成三层的基本结构[2]。智能大棚的体系结构如下图1所示。
图1 智能大棚体系结构图
2.智能大棚的控制流程
智能大棚系统的设计主要是为了配合数据的采集工作和设备的控制工作，它主要是由不同的无线射频节点、传感器节点和农业设备节点等构成。智能大棚系统不仅能够实现对农业设备的远程控制，而且能够将数据进行分析、存储、清理，最终通过图表和表格的方式向用户展示。智能大棚系统的流程图如下图2所示。
图2 智能大棚系统流程图
三、物联网技术在温室大棚中的集成应用
1.数据采集技术
应用物联网技术可以有效的完成温室大棚内的数据采集工作，得到我们想要的数据[3]。比如，在温室大棚中，我们可以通过对农作物的种类和生长特点进行分析，来布置相应的光照传感器、湿度传感器、温度传感器、二氧化碳传感器等设备，来完成对农作物所需的环境数据的采集工作。一般来说，我们采集的信息会经过RFID和WSN及时的传递到数据获取和分析单元，数据经过物联网关的分析处理后最终被上报至服务器。其中，嵌入式的物联网关设备设有多个数据传输、控制和传感方面的接口。物联网关的服务器设备主要用于对数据进行接收、解析、组包和发送等方面的工作。
1.设施控制技术
一般来说，温室大棚中存在用于喷灌和采光等方面的农业设备，而且配电箱附近设有能够自动化的控制板，不仅可以实现农业设备的手动控制和自动控制，而且可以使这两种控制方式有效结合。我们采集到的数据经过信息感知层处理之后，可以同服务器设定的数据库数据进行对比，按照预先设定的参数，经过物联网的网关服务器，向农业设备发送命令，农业设备就可以按照程序自动进行工作。控制命令还可以经过无线网络实现对控制的反馈，从而对风机、遮阳、阀门等设备进行有效控制，最终实验对智能温室大棚环境条件的控制。
2.视频监控技术
我们可以通过在温室大棚内安装监控，来实现温室大棚内的视频监控。一般来说，监控摄像机主要安装在大棚的温室两侧以及入口等处，通过视频监控可以对大棚现场情况有一个详细的了解。我们利用摄像机内的视频图像，可以在任何时候都实现大棚内的远程监控，对农作物的具体生长状况了如指掌，可以为科研和生产等工作提供可靠的资料，同时也能保障温室大棚的安全，减少对大棚农作物的偷盗现象。一般来说，视频监控采用的是流媒体技术，流媒体技术利用流媒服务器来实现视频的转发、输入和输出等功能。
3.终端用户应用技术
一般来说，温室大棚主要包括便携电脑、智能手机、PC机和PDA等应用终端。具有B/S结构的服务器能够有效实现智能温室大棚的日常管理和维护等方面的工作，可以给不同的用户提供不同的服务。一般来说，能够有效实现为终端用户提供设备的信息管理、用户管理以及种植交流等方面的应用。其中，设备的信息管理主要包括传感器、大棚和农业设备等方面信息的管理。用户管理主要包括用户增加、用户删除和权限管理等。种植交流主要包括专家论坛、聊天工具和供求信息的显示等方面。
四、物联网技术控制系统
1.温度控制子系统
一旦温度上升到大于设定值，PLC控制器就会开启大棚卷帘和通风机组，使户外的空气进入，同时能够将热空气排出，这样温室大棚内的温度就会又下降到温度的设定值。如果温度下降到小于设定值，PLC控制器就会就会对通风机组和大棚卷帘进行关闭，同时光照系统会相应的开启，这样温度又会回升到设定值。
2.湿度控制子系统
一旦湿度上升到大于设定值，PLC控制器就会启动通风机组，使户外的空气进入，同时能够将湿气排出，这样温室大棚内的湿度就会又下降到湿度的设定值。如果湿度下降到小于设定值，PLC控制器就会对喷雾器灌溉系统进行开启，这样湿度又会回升到设定值。
3.CO2浓度控制子系统
一旦CO2浓度上升到大于设定值，PLC控制器就会启动通风机组，使户外的空气进入，同时能够将CO2气体排出，这样温室大棚内的CO2浓度就会又下降到浓度的设定值。如果CO2浓度下降到小于设定值，PLC控制器就会对通风机组进行关闭，同时对CO2控制器进行开启，这样CO2浓度又很快回到了设定值。
五、温室大棚应用实例 环境感知是物联网技术的应用基础，农民如果仅仅依靠自己的经验对农业大棚进行管理和种植，就会很难保证大棚的经济效益，容易造成浪费，不利于节约成本。我们可以在大棚内布设传感器和各种设备，来实现对大棚内温度、湿度和CO2浓度等方面的控制，并且根据我们实时监测的数据对农作物进行施肥、灌溉、防治病虫害等工作，这样能够有效促进农作物的生长，有利于农业的发展。
例如，在温室大棚内蔬菜种植时，我们可以建立一套基于远距离系统的RFID蔬菜识别系统，通过将近距离移动收发器植入到蔬菜内，系统可以对蔬菜准确的识别，并且可以为农民提供准确的资料和信息。
结语：
本文重点介绍了计算机物联网技术在农业温室领域方面的应用，并对应用的情况作了简要的分析。计算机物联网技术通过对光照、温度和湿度等因素的控制，促进农作物的生长，从而保障我国农业的发展。因此，我们应该积极把先进技术引入到农业中来，这样才能有效促进现代化农业的建设。
参考文献：
[1]张丹，王建华，吴玉华等.物联网技术在农业温室大棚中的应用研究[J].安徽农业科学，2013，（7）：3218-3246.
[2]陈静.物联网技术在日光温室大棚中的应用研究[J].科技信息，2012，（36）：578-579.
[3] 齐莉.物联网农业智能测控系统的特点、优势及其在温室大棚的应用[J].安徽农业科学，2011，39（30）：18989-18992.
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城市绿地廊道不仅是维护城市生态平衡、美化城市景观环境的重要手段，同时，它有机联系城市内外自然环境，引入郊野新鲜空气，可缓解城市热岛效应，改善城市气候。因此，城市绿地廊道也是组织城市通风的重要载体。尤其对于城市的夏季高温是其最恶劣气候条件，利用绿地廊道组织城市自然通风为城市降温显得尤为重要。
选择正确的城市平面组合形式：合理栽种树木，形成绿化廊道，有利于导风、透风。树木可以降低风速，通常风速减少10%以上的范围，迎风可达树高的5倍，背风可达树高的2倍，保护绿化带如能使4%的风透过则可发挥最大的防风效果；树木层的下层开放的植物栽种计划可让凉风吹过，浓密的大树及林下灌木则可阻挡强风侵袭；建筑物或活动频繁场所应安置有遮阴树或大片草坪等有冷却空气效果地区的下风处。
缓解城市热岛的绿地廊道通常应具备两个条件：一是方向性，绿地廊道应顺应本地区的主导风向，并且，根据实验研究显示，当风向与廊道风口呈一定夹角，具体为30°至60°时，“穿堂风”最为顺畅，且风速均匀。同时，在保证廊道主体方向顺应主导风向的前提下，廊道形式的曲折会增加风在城市内部的流动；二是贯通性：城市绿地廊道应尽量与城市外围郊野绿地直接沟通，形成整体，并贯穿城市内部，避免在城市内部形成绿化孤岛。
2.3建筑细节重改善
自然通风的风压作用和热压作用随着建筑物的高度而增强，由此，高层建筑的自然通风较为有利，但是，高楼林立下的“山谷”对风场结构和大气污染的时空分布产生强烈的影响，形成“峡谷”效应。同时，高层建筑却把城市上空的高速风引向地面，带来变幻莫测的“高楼风”，危害行人和行车安全；风荷过大，玻璃幕墙会出现“雪崩”损坏。“峡谷”效应的另一表现形式是由于高层建筑云集，在建筑群体之间某些区域内可能形成“死小区”，空气不流通，造成严重的空气污染。同时高层建筑群还可能产生电子屏蔽效应，对电子信号、无线电波产生影响。高楼林立所造成的“峡谷”效应，已成为现代城市的公害。因此对周边地区自然通风的稳定性和控制不利，造成的高速风使得建筑周边的人群行走艰难。
a）基座型建筑
由于“楼房风”对行人的危害，可将高层建筑的下层部分规划为一大片的低层建筑物，以此减少对行人活动层的影响，下层部分的大片低层建筑称为高层建筑的基座；底层建筑设计的高度必须比周围的建筑物高，以避免楼房风影响周围的低矮建筑，形成过渡层。
b）中空化建筑
在建筑物的中层部分设置大开口，使得风能穿透而过，由此降低高层建筑引起的高空高速下沉风风速，建筑物中空层设置的位置以接近受风面的气流分歧点附近，其风速增加领域为最小。
c）其他措施
建筑平面转角处理：角偶锯齿状处理，使迎风侧上游处面积小，而下游处面积大；或将建筑物平面圆形化以降低风速增加领域。
墙面凹凸变化：将建筑物墙面做成凹凸状，以阻扰气流，降低横切建筑物侧面的风速；建筑物墙面凹凸状变化，可籍遮阳板或增设阳台方式处理。
3总结
建筑的室外风环境是影响生活其中人员舒适性的重要内容，也是影响室内热、风环境的基础条件。合理的建筑布局、体型设计和室外园林绿化布置往往产生舒适的室外风环境和理想的室内自然通风，也会减少室内空调负荷，体现了节能、生态、绿色的建筑理念。
街道风环境受城市气候、区域地形、街道形态等众多因素影响，本文主要从街道及其两侧建筑层面进行研究，分析表明建筑布局的合理性、通风廊道的建立及建筑本身的各项细节均能改善街道立面的自然通风环境，具体措施包括交错式建筑群布局、逐渐抬升的建筑高度、顺应主导风向的建筑方位、精心布局与设计通风廊道、建筑垂直变化与开口优化。
参考文献：
[1] 任超，袁超，何正军等，城市通风廊道研究及其规划应用[J].城市规划学刊，2014，（3）：52-60
[2] 王雪英，许东，丁波，有关城市风环境上设计的若干问题的探讨[J].辽宁工业大学学报（自然科学版），2009，29（3）：174-177
[3] 李军，黄俊，炎热地区风环境与城市设计对策-以武汉市为例[J].室内设计，2012，（6）：54-59
[4] 刘姝宇，沈济黄，城市气候研究在中德的城市规划中的整合途径比较研究[D]，浙江大学博士学位论文，2012
作者简介：
刘倩，女，助理工程师，硕士，1990年2月，工作单位：广东省建筑科学研究院。
摘要：随着我国科学技术的不断发展，信息技术在各行各业的应用也越来越广泛。将计算机物联网技术和农业相结合，有利于我国现代化的农业建设。本文重点介绍了计算机物联网技术在农业温室领域方面的应用，并对应用的情况作了简要的分析。
关键词：物联网技术；农业；温室；运用
我国是传统的农业大国，农业在我国经济建设中起着非常重要的作用。目前，我国大力发展新农业建设，积极提高农业的信息化水平。计算机物联网技术作为一项新兴的技术，对农业的发展起到重要的作用。在温室大棚种植领域应用物联网技术，能够对农作物的生长环境、农作物的长势等进行科学的诊断和预测，有利于农作物的生长，因此我们在农业温室领域应该将这一技术推广开来。
一、物联网技术简介
物联网技术，作为一项新兴的技术，主要是指将近距离移动收发器植入到日常生活用品和配件中，让人和人、物和物、人和物之间可以不受时间和地点的约束进行交流[1]。物联网技术可以看做是互联网技术的延伸，是以计算机互联网技术为基础，实现信息的互联和共享。物联网技术可以对农作物的生长环境进行实时监控，对光照、温度、湿度、空气中氧气和二氧化碳含量和土壤的特性都能有效控制，从而有利于控制农作物生长的更好。
二、智能大棚的设计
1.智能大棚的结构设计
一般来说，智能大棚以无线传感网络作为基础，并分别向上和向下添加信息应用层和信息感知层，从而形成三层的基本结构[2]。智能大棚的体系结构如下图1所示。
图1 智能大棚体系结构图
2.智能大棚的控制流程
智能大棚系统的设计主要是为了配合数据的采集工作和设备的控制工作，它主要是由不同的无线射频节点、传感器节点和农业设备节点等构成。智能大棚系统不仅能够实现对农业设备的远程控制，而且能够将数据进行分析、存储、清理，最终通过图表和表格的方式向用户展示。智能大棚系统的流程图如下图2所示。
图2 智能大棚系统流程图
三、物联网技术在温室大棚中的集成应用
1.数据采集技术
应用物联网技术可以有效的完成温室大棚内的数据采集工作，得到我们想要的数据[3]。比如，在温室大棚中，我们可以通过对农作物的种类和生长特点进行分析，来布置相应的光照传感器、湿度传感器、温度传感器、二氧化碳传感器等设备，来完成对农作物所需的环境数据的采集工作。一般来说，我们采集的信息会经过RFID和WSN及时的传递到数据获取和分析单元，数据经过物联网关的分析处理后最终被上报至服务器。其中，嵌入式的物联网关设备设有多个数据传输、控制和传感方面的接口。物联网关的服务器设备主要用于对数据进行接收、解析、组包和发送等方面的工作。
1.设施控制技术
一般来说，温室大棚中存在用于喷灌和采光等方面的农业设备，而且配电箱附近设有能够自动化的控制板，不仅可以实现农业设备的手动控制和自动控制，而且可以使这两种控制方式有效结合。我们采集到的数据经过信息感知层处理之后，可以同服务器设定的数据库数据进行对比，按照预先设定的参数，经过物联网的网关服务器，向农业设备发送命令，农业设备就可以按照程序自动进行工作。控制命令还可以经过无线网络实现对控制的反馈，从而对风机、遮阳、阀门等设备进行有效控制，最终实验对智能温室大棚环境条件的控制。
2.视频监控技术
我们可以通过在温室大棚内安装监控，来实现温室大棚内的视频监控。一般来说，监控摄像机主要安装在大棚的温室两侧以及入口等处，通过视频监控可以对大棚现场情况有一个详细的了解。我们利用摄像机内的视频图像，可以在任何时候都实现大棚内的远程监控，对农作物的具体生长状况了如指掌，可以为科研和生产等工作提供可靠的资料，同时也能保障温室大棚的安全，减少对大棚农作物的偷盗现象。一般来说，视频监控采用的是流媒体技术，流媒体技术利用流媒服务器来实现视频的转发、输入和输出等功能。
3.终端用户应用技术
一般来说，温室大棚主要包括便携电脑、智能手机、PC机和PDA等应用终端。具有B/S结构的服务器能够有效实现智能温室大棚的日常管理和维护等方面的工作，可以给不同的用户提供不同的服务。一般来说，能够有效实现为终端用户提供设备的信息管理、用户管理以及种植交流等方面的应用。其中，设备的信息管理主要包括传感器、大棚和农业设备等方面信息的管理。用户管理主要包括用户增加、用户删除和权限管理等。种植交流主要包括专家论坛、聊天工具和供求信息的显示等方面。
四、物联网技术控制系统
1.温度控制子系统
一旦温度上升到大于设定值，PLC控制器就会开启大棚卷帘和通风机组，使户外的空气进入，同时能够将热空气排出，这样温室大棚内的温度就会又下降到温度的设定值。如果温度下降到小于设定值，PLC控制器就会就会对通风机组和大棚卷帘进行关闭，同时光照系统会相应的开启，这样温度又会回升到设定值。
2.湿度控制子系统
一旦湿度上升到大于设定值，PLC控制器就会启动通风机组，使户外的空气进入，同时能够将湿气排出，这样温室大棚内的湿度就会又下降到湿度的设定值。如果湿度下降到小于设定值，PLC控制器就会对喷雾器灌溉系统进行开启，这样湿度又会回升到设定值。
3.CO2浓度控制子系统
一旦CO2浓度上升到大于设定值，PLC控制器就会启动通风机组，使户外的空气进入，同时能够将CO2气体排出，这样温室大棚内的CO2浓度就会又下降到浓度的设定值。如果CO2浓度下降到小于设定值，PLC控制器就会对通风机组进行关闭，同时对CO2控制器进行开启，这样CO2浓度又很快回到了设定值。
五、温室大棚应用实例 环境感知是物联网技术的应用基础，农民如果仅仅依靠自己的经验对农业大棚进行管理和种植，就会很难保证大棚的经济效益，容易造成浪费，不利于节约成本。我们可以在大棚内布设传感器和各种设备，来实现对大棚内温度、湿度和CO2浓度等方面的控制，并且根据我们实时监测的数据对农作物进行施肥、灌溉、防治病虫害等工作，这样能够有效促进农作物的生长，有利于农业的发展。
例如，在温室大棚内蔬菜种植时，我们可以建立一套基于远距离系统的RFID蔬菜识别系统，通过将近距离移动收发器植入到蔬菜内，系统可以对蔬菜准确的识别，并且可以为农民提供准确的资料和信息。
结语：
本文重点介绍了计算机物联网技术在农业温室领域方面的应用，并对应用的情况作了简要的分析。计算机物联网技术通过对光照、温度和湿度等因素的控制，促进农作物的生长，从而保障我国农业的发展。因此，我们应该积极把先进技术引入到农业中来，这样才能有效促进现代化农业的建设。
参考文献：
[1]张丹，王建华，吴玉华等.物联网技术在农业温室大棚中的应用研究[J].安徽农业科学，2013，（7）：3218-3246.
[2]陈静.物联网技术在日光温室大棚中的应用研究[J].科技信息，2012，（36）：578-579.
[3] 齐莉.物联网农业智能测控系统的特点、优势及其在温室大棚的应用[J].安徽农业科学，2011，39（30）：18989-18992.
上接第437页
城市绿地廊道不仅是维护城市生态平衡、美化城市景观环境的重要手段，同时，它有机联系城市内外自然环境，引入郊野新鲜空气，可缓解城市热岛效应，改善城市气候。因此，城市绿地廊道也是组织城市通风的重要载体。尤其对于城市的夏季高温是其最恶劣气候条件，利用绿地廊道组织城市自然通风为城市降温显得尤为重要。
选择正确的城市平面组合形式：合理栽种树木，形成绿化廊道，有利于导风、透风。树木可以降低风速，通常风速减少10%以上的范围，迎风可达树高的5倍，背风可达树高的2倍，保护绿化带如能使4%的风透过则可发挥最大的防风效果；树木层的下层开放的植物栽种计划可让凉风吹过，浓密的大树及林下灌木则可阻挡强风侵袭；建筑物或活动频繁场所应安置有遮阴树或大片草坪等有冷却空气效果地区的下风处。
缓解城市热岛的绿地廊道通常应具备两个条件：一是方向性，绿地廊道应顺应本地区的主导风向，并且，根据实验研究显示，当风向与廊道风口呈一定夹角，具体为30°至60°时，“穿堂风”最为顺畅，且风速均匀。同时，在保证廊道主体方向顺应主导风向的前提下，廊道形式的曲折会增加风在城市内部的流动；二是贯通性：城市绿地廊道应尽量与城市外围郊野绿地直接沟通，形成整体，并贯穿城市内部，避免在城市内部形成绿化孤岛。
2.3建筑细节重改善
自然通风的风压作用和热压作用随着建筑物的高度而增强，由此，高层建筑的自然通风较为有利，但是，高楼林立下的“山谷”对风场结构和大气污染的时空分布产生强烈的影响，形成“峡谷”效应。同时，高层建筑却把城市上空的高速风引向地面，带来变幻莫测的“高楼风”，危害行人和行车安全；风荷过大，玻璃幕墙会出现“雪崩”损坏。“峡谷”效应的另一表现形式是由于高层建筑云集，在建筑群体之间某些区域内可能形成“死小区”，空气不流通，造成严重的空气污染。同时高层建筑群还可能产生电子屏蔽效应，对电子信号、无线电波产生影响。高楼林立所造成的“峡谷”效应，已成为现代城市的公害。因此对周边地区自然通风的稳定性和控制不利，造成的高速风使得建筑周边的人群行走艰难。
a）基座型建筑
由于“楼房风”对行人的危害，可将高层建筑的下层部分规划为一大片的低层建筑物，以此减少对行人活动层的影响，下层部分的大片低层建筑称为高层建筑的基座；底层建筑设计的高度必须比周围的建筑物高，以避免楼房风影响周围的低矮建筑，形成过渡层。
b）中空化建筑
在建筑物的中层部分设置大开口，使得风能穿透而过，由此降低高层建筑引起的高空高速下沉风风速，建筑物中空层设置的位置以接近受风面的气流分歧点附近，其风速增加领域为最小。
c）其他措施
建筑平面转角处理：角偶锯齿状处理，使迎风侧上游处面积小，而下游处面积大；或将建筑物平面圆形化以降低风速增加领域。
墙面凹凸变化：将建筑物墙面做成凹凸状，以阻扰气流，降低横切建筑物侧面的风速；建筑物墙面凹凸状变化，可籍遮阳板或增设阳台方式处理。
3总结
建筑的室外风环境是影响生活其中人员舒适性的重要内容，也是影响室内热、风环境的基础条件。合理的建筑布局、体型设计和室外园林绿化布置往往产生舒适的室外风环境和理想的室内自然通风，也会减少室内空调负荷，体现了节能、生态、绿色的建筑理念。
街道风环境受城市气候、区域地形、街道形态等众多因素影响，本文主要从街道及其两侧建筑层面进行研究，分析表明建筑布局的合理性、通风廊道的建立及建筑本身的各项细节均能改善街道立面的自然通风环境，具体措施包括交错式建筑群布局、逐渐抬升的建筑高度、顺应主导风向的建筑方位、精心布局与设计通风廊道、建筑垂直变化与开口优化。
参考文献：
[1] 任超，袁超，何正军等，城市通风廊道研究及其规划应用[J].城市规划学刊，2014，（3）：52-60
[2] 王雪英，许东，丁波，有关城市风环境上设计的若干问题的探讨[J].辽宁工业大学学报（自然科学版），2009，29（3）：174-177
[3] 李军，黄俊，炎热地区风环境与城市设计对策-以武汉市为例[J].室内设计，2012，（6）：54-59
[4] 刘姝宇，沈济黄，城市气候研究在中德的城市规划中的整合途径比较研究[D]，浙江大学博士学位论文，2012
作者简介：
刘倩，女，助理工程师，硕士，1990年2月，工作单位：广东省建筑科学研究院。