蒋兴加

(广西机电职业技术学院电气工程系 广西 南宁 530007)

随着“互联网+”技术应用的日益普及，我国经济加速迈入数字经济时代，同时也催生着各产业中“物联网”的升级换代。根据温室大棚生产精细管控内在需求，在温室大棚中引入智能管控平台势在必行。智能采集节点装置作为“物联网”的基础层，可实现信息采集、控制决策执行、报警和通讯功能，为提升温室大棚生产系统的安全、高效、实用性提供有效支撑。

1 系统方案分析

为提升温室大棚管控和数据通讯性能，基于物联网架构，引入分布式计算机体系结构，温室大棚管控系统如图1所示。

图1 温室大棚管控系统结构示意图

控制系统分为管理应用层、控制层和现场感应执行层[1]，充分发挥了分布式系统集中管理、监视、操作和分散控制的优势。将计算机作为管理应用层具有资源丰富、功能完善等优点，便于系统的操作、管理、监视。设计管理应用层与控制层之间的通讯时，采用快速可靠的 TCP/IP方式。控制层的汇聚节点作为管理应用层和感应执行层的中转站，可实现数据的上传下达。感应执行层可实现现场数据的采集和控制动作的具体执行，提升系统的安全可靠性。设计汇聚节点和采集节点的数据通讯时选用LoRa无线通讯技术。该技术具有低功耗、远距离、成本低等优点，特别适合温室大棚系统。

2 采集节点装置硬件设计

温室大棚的主要作用是确保作物的高效、高品质生长，除了监控常规的水、肥、土壤等基本要素外，还需要对温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等指标进行监控。……