目的及意义：农业智能化是近几年农业现代化的重要举措，将农业进行智能化处理可以大大提高农作物的生产产量以及大大降低所需要的劳动力，可以用技术来代替人力，并且最大程度的将生产产量加大化，科学技术是第一生产力，只有将科学技术融入到每一行每一业中，才能永不落伍，才能拥有更好的发展前景，农业作为我国的重要的行业，也应该在这方面下功夫多研究，在这方面很多西方先进国家已经走在了前面，我们更不能在新时代再次落后。
国内外现状分析：
国外状况：
世界发达国家如荷兰、美国、以色列等大力发展集约化的温室产业，温室内温度、 光照、水、气、肥实现了计算机调控，从品种选择、栽培管理到采收包装形成了一整套完整的规范化技术体系。
美国是最早发明计算机的国家，也是将计算机应用于温室控制和管理最早、最多的国家之一。美国有发达的设施栽培技术，综合环境控制技术水平非常高。环境控制计算机主要用来对温室环境(气象环境和栽培环境)进行监测和控制。以花卉温室为例，温室内监控项目包括室内气温、水温、土壤温度、锅炉温度、管道温度、相对空气湿度、保温幕状况、通窗状况、泵的工作状况、CO2浓度、Ec调节池和回流管数值、pH调节池和回流管数值；室外监控项目包括大气温度、太阳辐射强度、风向风速、相对湿度等。温室专家系统的应用给种植者带来了一定的经济效益，提高了决策水平，减轻了技术管理工作量，同时也为种植带来了很大方便。
以园艺业著称的荷兰从20世纪80年代以来就开始全面开发温室计算机自动控制系统，并不断地开发模拟控制软件。目前，荷兰自动化智能玻璃温室制造水平处于世界先进水平，拥有玻璃温室1.2万多平方米，占世界1/4以上，有85％的温室用户使用计算机控制温室环境。荷兰开发的温室计算机控制系统是通过人机交互界面进行参数设置和必要的信息显示，可绘制出设定参数曲线、修正值曲线以及测量的数据曲线，可以从数据库内调出设定的时间段内参数以便于必要的数据查询，并能直接对计算机串行口进行操作，完成上位机与下位机之间的通信。上位机软件集参数设置、信息显示、控制等功能于一体，同时还能够很好地完成温室灌溉和气候的控制和管理。
此外，国外温室业正致力于向高科技方向发展。遥测技术、网络技术、控制局域网已逐渐应用于温室的管理与控制中。控制要求能在远离温室的计算机控制室就能完成，即远程控制。另外该网络还连接有几个通讯平台，用户可以在遥远的地方通过形象、直观的图形化界面与这种分布式的控制系统对话，就像在现场操作一样，给人以身临其境之感。
国内情况：
我国农业计算机的应用开始于20世纪70年代，80年代开始应用于温室控制与管理领域。20世纪90年代初期，中国农业科学院农业气象研究所和作物花卉研究所，研制开发了温室控制与管理系统，并开发了基于Windows操作系统的控制软件；90年代中后期，江苏理工大学毛罕平等人研制开发了温室软硬件控制系统，能对营养液系统、温度、光照、CO2 、施肥等进行综合控制，是目前国产化温室计算机控制系统较为典型的研究成果。在此期间，中国科学院石家庄现代化研究所、中国农业大学、中国科学院上海植物生理研究所等单位也都侧重不同领域，研究温室设施的计算机控制与管理技术。“九五”期间，国家科技攻关项目和国家自然科学基金均首次增设了工厂化农业(设施农业)研究项目，并且在项目中加大了计算机应用研究的力度，其中“九五”国家重大科技产业工程“工厂化高效农业示范工程”中，直接设置了“智能型连栋塑料温室结构及调控设施的优化设计及实施”的专题。
20世纪90年代末，河北职业技术师范学院的闫忠文研制了作物大棚温湿度测量系统，能对大棚内的温湿度进行实时测量与控制。中科院合肥智能机械研究所研制了“农业专家系统开发环境—DET系列软件”和智能温室自动控制系统，能够有效地提高作物产量、缩短生长期、减小人工操作的盲目性。北京农业大学研制成功“WJG-1”温室环境监控计算机管理系统，采用了分布式控制系统。河南省农科院自动化控制中心研制了“GCS—I型智能化温室自动控制系统”，采用上位机加PLC的集散式控制方法，软件采用智能化模糊算法。中国农业大学设计研制的“山东省济宁大型育苗温室计算机分布式控制系统”，实现了计算机分布式控制。 但是我国科技含量和总体发展水平较低。我国设施栽培起步晚、基础差，没有将其作为整体工程问题研究。从设施装备到栽培技术的生产管理不配套，生产不规范，难以形成大规模商品生产。我国现有的温室控制系统仍以控制一个温室为主，没有基于温室群的控制系统。这样降低了生产管理的效率。设施水平低，抵御自然灾害的能力差。我国目前部分温室的建筑材料主要是钢材和玻璃。但没有形成国家统一的标准和工厂系列的产品，且应用率仅占设施栽培面积的10％，而绝大部分由农民自行建造的塑料日光温室也只能起到一定的保温作用，根本不能实现对温度、湿度、光照等环境因子的调控。机械化水平低，调控能力差，作业主要依靠人力。生产管理主要靠经验和单因子定性调控。

2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容、目标：农业智能化是近几年农业现代化的重要举措。目前，在农业自动化技术中运用较多的是温室控制、智能灌溉等控制应用。设计测控系统，采集大棚内土壤温湿度、大棚温湿度等数据，通过无线控制器、智能网关、电磁阀等，实现大棚的智能灌溉。将采集的土壤数据通过无线的方式传输到Android平台，并且能够通过手机实现远程控制灌溉。其中最关键的就是通过无线控制器、智能网关、电磁阀等，实现大棚的智能灌溉。而运用的技术就是温室控制、智能灌溉等。
拟采用的技术方案及措施：主要就是采用嵌入式开发平台，设计测控系统主板，采集大棚内土壤温湿度、大棚温湿度等数据，通过无线控制器、智能网关、电磁阀等，实现大棚的智能灌溉。将采集的土壤数据通过无线的方式传输到app，并且能够通过手机实现远程控制灌溉。
系统方案结构图及相关描述如下：

图2-1 智能农业系统体系结构图

如上图2-1所示为此次的系统结构原理结构图，包括应用层，数据层，传输层和感知层，其中感知层利用温度传感器，湿度传感器等感知技术，借助各种设备和手段，对大棚中存在并且有意义的的各项数据信息进行获取。传输层具有完成采集信息传输的功能，能够将局域网技术与感知层技术相融合，完成大棚内的农业信息无障碍，快速，安全，可靠传输到需要信息的地方，实现传感器信息传输。处理层通过数据挖掘，预警测试，模式识别等信息处理技术，最终实现信息技术与行业深度融合，完成物品信息的汇总，预测和分析决判功能。应用层是整个智能农业系统的最高层，实现智能终端对于大棚信息的处理，进而可以完成手机远程对于大棚智能灌溉。
本课题中利用温度传感器与湿度传感器检测空气温度与土壤湿度，进而利用节点将其信息传入嵌入式开发平台，通过PC端进行信息采集，处理，通过PC端指令控制嵌入式平台开关量。通过手机移动终端访问服务器，最终实现手机远程控制整个农业系统的智能灌溉。

【1】基于物联网的智能农业系统研究与实现，任华《物联网技术》，2014
【2】基于开源硬件与虚拟仪器的智能农业监测系统设计，王凡《电子技术应用》，2015
【3】 物联网智能农业系统在瓜果生产中的应用研究，濮永仙《科技广场》，2016
【4】 基于Android平台的智能农业系统的设计与实现，殷西祥《乐山师范学院学报》，2017
【5】 物联网智能农业系统在果蔬种植中的应用，濮永仙《 计算机与数字工程》，2016
【6】 物联网智能农业系统在瓜果生产中的应用研究，朱亚雄《农家参谋》，2017
【7】基于物联网的智能农业系统运用， 覃梦甜《武汉轻工大学》，2014
【8】基于物联网技术的智能农业系统设计，李圣华《科技广场》，2011
【9】 基于物联网技术的智能农业系统，岳明灯《现代计算机》，2015
【10】 基于开源硬件与虚拟仪器的智能农业监测系统设计，杨亮《电子技术应用》2015
【11】SamsungElectronics.S3C6410X_UM_Rev[EB/OL].2010
【12】Internet reference ：BISG.specification of the Bluetooth system（core）version1.2,45（4）：233-311. 2011
【13】Research and Design of Intelligent Agricultural Management System Based on Zigbee，Xin Ming，Applied Mechanics and Materials.2014
【14】Design of Intelligent Agricultural Management System Based on Internet of Things Technology，Shan Gao，Advanced Materials Research.2014
【15】Design of Agricultural Intelligent Irrigation System in Green Environment，Yu Kun Huang，Applied Mechanics and Materials.2013