一种基于物联网的温室智能监控系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106773748A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201510832291.5(22)申请日2015.11.25(71)申请人李福霞地址110179辽宁省沈阳市浑南新区白塔街34甲号3门(72)发明人李福霞(51)Int.Cl.G05B15/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种基于物联网的温室智能监控系统(57)摘要设计并实现了一种基于物联网的温室智能监控系统。系统由现场监控子系统、数据库子系统、远程监控子系统组成。采用基于分布式CAN总线的硬件系统实现环境数据的实时采集与设备控制，将分布图法应用于采集系统离异数据的在线检测，采用了基于异步JavaScript和XML技术的Web数据交互方式，将基于混杂自动机模型的温室温度系统智能控制算法应用于实际系统，实现了温室环境的自动调控。为保证设备控制的安全性，采用“轮询”法实现了现场监控子系统和远程监控子系统中设备状态的同步，并将基于Zernike矩的图像识别技术应用于双向型设备的状态检测，实现设备的自动校准。CN106773748ACN106773748A权利要求书1/1页1.一种基于物联网的温室智能监控系统，由现场监控子系统、远程监控子系统和数据库子系统3部分构成,各子系统设计中相对独立，依赖聚合性较低，具有良好的可扩展性、可操作性和应用性。2.根据权利要求1所述的基于物联网的温室智能监控系统，其特征是所述的现场监控子系统为C/S架构，现场监控计算机上运行的监控软件通过CANOpen协议和基于分布式CAN总线的温室数据采集与控制系统通信，实现对温室主要环境因子的采集和设备的控制；输入模块接收传感器采集的温室小气候环境因子（空气温度、湿度、太阳辐射等）和室外气象信息（空气温度、湿度、风速、风向、光照强度等），将它们发送到CAN总线上，现场监控计算机通过CAN通信卡接收这些数据并实时显示，同时存储到数据库中；输出模块通过CAN总线接收来自现场监控软件的控制信号，控制继电器的动作，继电器的相应动作控制着温室环境调控设备（风机、天窗、湿帘、遮阳网等）的启停；温室环境数据的实时采集的采样周期为1s，为了保持较高的性噪比，设定数据存档周期为30s；另外还需要对数据进行平滑处理。3.根据权利要求1所述的基于物联网的温室智能监控系统，其特征是所述的远程监控子系统为B/S架构，由数据获取层、逻辑应用层和表现交互层构成，采用基于Ajax技术的异步数据交互方式构建远程监控子系统，整体实现温室信息的获取、控制命令的下达，并提供了快捷友好的用户交互逻辑，具有用户注册管理、实时环境信息预览、历史数据查询与导出、设备远程控制、视频监控等功能，使身处异地的科研和管理人员可以方便的获取温室环境信息，提供监控手段，增强其能动性与干预能力。4.根据权利要求1所述的基于物联网的温室智能监控系统，其特征是所述的数据库介于远程监控子系统和现场监控子系统之间，是它们通信的桥梁；现场监控子系统将处理过的实时环境数据、设备状态信息以及设备控制日志等存储到数据库中，供用户进行历史查询与分析；远程监控子系统一方面将数据库中存储的信息展示给远程用户，另一方面将远程用户的控制命令写入数据库的控制决策表，现场监控子系统实时轮询控制决策表，实现对温室设备的控制。5.根据权利要求1所述的基于物联网的温室智能监控系统，其特征是所述的温度系统智能控制方法采用混杂自动机建模与控制的相关理论，设备状态识别与校准采用Zernike矩的图像识别技术。2CN106773748A说明书1/3页一种基于物联网的温室智能监控系统技术领域[0001]本发明涉及一种监控系统，尤其涉及一种基于物联网的温室智能监控系统。背景技术[0002]近年来我国设施园艺快速发展，截至2012年，栽培面积已达到了362万hm2，占世界的89.3%；其中代表设施园艺现代化水平的玻璃温室面积接近9000hm2，占世界玻璃温室面积的22.5%。温室环境监控系统是提高温室作物产量、减少劳动力成本的关键技术，代表了温室生产的核心竞争力。随着传感器技术、计算机控制、网络通信以及物联网等技术的快速发展，融合了上述高新技术的智能监控系统逐渐被应用到温室监控领域。但是，上述系统主要侧重于单栋温室环境信息的获取和对设备的简单控制，其智能化程度不高、通用性不强，且难以扩展应用于大型连栋温室群环境调控。而国内温室建设恰恰是以多栋温室构成的温室群为主，在这种新形势下，要求当前温室智能监控系统在软硬件的设计上，要基于统一的农业物联网技术框架，在保证设备控制安全性的前提下，将环境智能调控算法应用到温室实际生产管理中，构建出扩展性高、通用性强的温室环境智能监控系统。[0003]物