智能温室远程监控系统的研究与实现
智能温室是在普通日光温室的基础上，应用计算机技术、传感技术、智能控制技术等发展起来的一种高效设施农业技术。随着智能控制技术、网络技术和无线通讯技术的广泛应用，智能温室监控研究向合理化、智能化、网络化方向发展[1,2]。齐文新等（2004）[3]研制了分布式智能型温室计算机控制系统，由中心计算机和单片机组成主从式结构智能控制系统；周国祥等[4]应用无线网络技术实现了农田水利设施等的远程监控；左志宇等（2005）[5]将Internet网络技术应用到温室环境控制系统中； Roblin P[6]实现了温室的智能化、自动化。李建军等[7]介绍了日光温室番茄长季节生产专家系统的研制方法，以及开发过程。这些系统存在温室控制功能单一，结构难扩展；价格较贵，难以推广等缺陷，因此，研究并开发结构合理、成本低、控制方便、适合不同用户群，集控制、智能决策与无线网络于一体的智能温室远程监控系统具有重要的现实意义。
1 系统结构
在现行的温室控制系统中，多采用基于PLC的温室控制系统、集散型控制系统、现场总线控制系统，这些系统操作不便、控制精度低、成本过高，且通信方式不灵活 [2]。为有效解决上述不足，本文采用如图1所示的上、下位机控制结构。其突出优点是能根据应用需求选择不同的控制方案，对大型连栋温室可采用上、下位机结合控制方案；对小规模农家温室，仅需要选择下位机系统单独完成温室控制。上、下位机采用RS-232串行通信或基于802.11b的无线通信，上位机系统通过Internet与远端计算机互连，实现温室环境与设备的远程监控。
2 下位机设计
下位机位于温室控制现场，由传感器、前端控制器和控制设备组成，如图2所示。主要实现温室环境数据实时采集、处理与显示；通过RS-232接口或无线通信模块，将监测的环境参数传输到上位PC机，并接受上位机的控制而产生控制决策；具有脱机运行功能，可在上位PC关机情况下独立工作，用户或者专家通过键盘预设环境参数及实时采集的环境参数，自主运行下位机决策程序，通过模糊运算产生智能决策，实现温室模糊智能控制。
2.1 下位机硬件设计
2.1.1传感器系统设计
根据温室作物生长特点和环境要求，选择性价比较优的传感器，如温度、湿度、光照、二氧化碳等类型的，设计相应的接口电路，使传感器采集的信息以0～10mA的电流信号形式输出，作为前端控制器的输入。
2.1.2前端控制器设计
前端控制器是监控系统的核心，以单片机应用系统为基础，外加传感器输入接口、控制输出接口、键盘接口以及LED接口电路等组成。选用ATMEL公司的ATmel48单片机系统， ATmel48通用性、可扩展性强、性价比高，内部集成4K的flash ROM及8路10位AD转换，与传统8位ADC相比，具有采集精度精确，控制精度更高的特点。
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