基于物联网的温室环境智能控制系统研究(2)

　　3.1 协调器节点软件设计
　　协调器节点软件设计实现ZigBee 网络组建，采集温度、湿度、光照度三个主要环境参数后，汇总相关数据再发送至上位机，由上位机对相关的数据和即时状态进行显示、存储等，同时实现用户可以查询各节点周围的环境参数，也可以进行人为的控制和干预等功能。
　　3.2 路由器节点软件设计
　　路由器主要是接收终端子节点发送的环境数据，并在接收后对其定时读取的环境参数进行临时存储。当协调器定时进行轮询监测时，便将临时存储的所有环境参数全部发送至协调器。值得注意的是，路由器在第一次上电加入网络时，需要设置和添加与其在同一温室的终端子节点，这样的设计有利于节点管理和控制。另外，路由器还具有的功能是根据协调器下发相应的控制命令来控制终端控制设备。
　　3.3 终端节点软件设计
　　低功耗的处理一直是各个系统设计所追求的重要指标之一，在软件设计中也注重使用低功耗。而终端节点最大的优点就是低功耗，可使用干电池进行供电。终端节点作为整个系统中环境监测最重要的节点，其主要功能是定时唤醒监测相应的环境参数，发送至协调器，待发送成功后再转入睡眠模式。
　　3.4 LCD显示软件设计
　　LCD 液晶显示屏驱动通常需要完成以下四个步骤： LCD屏初始化、设置 LCD 屏显示坐标、获取点阵数据、字符或图像显示。
　　3.5 上位机软件设计
　　上位机软件设计部分主要包括数据库设计和用户管理界面设计。其中数据库使用 Access 2003，设计了环境数据表和报警阀值表二个表，将各节点采集到的环境数据以及其他分析数据保存在数据库中，以便日后查询和检索等。在用户管理界面采用VB编程语言进行了三个界面的设计，即登陆界面、管理设置主界面和历史数据查询界面。
　　4 系统测试
　　本系统的测试主要是进行硬件和上位机软件测试，采集了温室内现场各环境参数的数值，经过分析处理并在上位机界面实时显示。本文对温室内温度、湿度两个环境因子的实测值和标准值进行了比较，得出温室内温度的数据误差绝对值都<0.5，湿度数据的误差绝对值都<2。由上述分析结果可以看出：该系统能够实时地对温室内的主要环境参数进行采集和监控，并能够实时又准确地在上位机 PC 界面上显示出来。
　　5 以温度为例，设计温室智能控制算法
　　本文在上述测试成功的基础上，结合农业设施监测背景，针对温室环境特性提出了温度智能控制算法，用MATLAB软件中的SIMULINK仿真工具箱进行仿真和分析，得出本文设计的改进型智能控制算法超调量较小，没有振荡，可以实现自动控制和人工干预的方式来控制温室内的温度，满足智能控制的需求。
　　6 结论
　　基于物联网的温室环境智能控制系统具有功耗低、易扩展稳定性高等特点，具有较好的应用前景。
　　参考文献
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