原创《基于物联网设施农业环境监控和数据挖掘技术应用》：这篇设施农业论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
摘 要 介绍了基于物联网的设施农业环境监控服务平台设计的总体思路,并提出物联网远程专家诊断指导系统的技术方案,包括系统实现的目标、功能和硬件构成.系统通过各种传感器采集日光温室种植过程中的关键要素数据,并利用网络通信技术将其及时传送到控制计算机和数据中心,以实现用户对作物生长环境的实时监控和预警,有效预防病虫害、提高生产质量、提升劳动效率、节约成本、提高农产品的产量和品质.
关键词 设施农业；物联网；环境监控；数据挖掘；专家诊断系统
中图分类号 S126 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）12-0240-02
传统农业以人力为中心、依赖于孤立机械,而农业物联网系统工程在农业服务业中开展应用后,通过基于物联网的设施农业环境监控系统服务平台可以有效改变生产模式,使农业生产转向以信息和软件为中心,提升农业生产效能[1-3].通过建立物联网远程专家诊断指导系统,利用物联网技术、通信技术和传感技术,将日光温室种植过程中关键的要素（空气的温度、湿度及土壤的温度、湿度等）数据通过各种传感器的采集,并利用网络通信技术如以太网WEB、GPRS、3G等,将数据及时传送到本地的设施农业物联网控制室以及远端的设施农业物联网数据中心,使设施农业管理人员及时掌握农作物的生长环境,并及时采取控制措施,从而达到预防病虫害、提高生产质量、提升劳动效率的目的.通过农业专家预警系统,调节适宜作物的设施内小环境,提高农产品的产量和品质,提高水肥利用率,降低人力消耗.通过实时监测数据,可以有效预测和预防风灾、雪等自然灾害,防止设施损害、农产品减产.在作物的不同生长阶段,种养殖户实时定量监控各环境因子,如光、温、水、气等,科学管理设施内作物的水、肥、气等环境因子,降低人力消耗,实现了真正的精耕细作[4-5].
1 总体思路
依靠无线网络,对区域内分散的农业设施实行精细化管理,实时监控光、温、水、气、湿及病虫等对作物生长有重要影响的因素,掌握其变化情况.此模式可以应用于畜禽养殖、大棚果蔬生产等.农民可以使用手机或电脑在该系统平台上查询自己的种、养情况,例如大棚和鸡猪舍超过或达不到正常状况随时有短信提示.在了解种养过程中各项关键要素的实时变化情况后,可以通过专家系统进行关键因素的定时、定量分析,对病虫害的发生和发展进行预测预警,以便农户及时采取应对措施,为农业生产提供保障[6].
2 技术方案
2.1 物联网远程专家诊断指导系统的目标
一是信息采集采用智能测控系统,依托物联网监测农作物生产；二是对农业生产信息进行实时监控,应用智能产品检测、控制作物；三是实现农业生产管理的科学化和智能化,通过智能产品中的专家知识和技术支持,保障农业生产,为农户提供及时有效的服务.
2.2 物联网远程专家诊断指导系统的功能
2.2.1 环境监测.主要包括各项环境数据的采集,如温度、光照、土壤水分、湿度等,监测范围包括大棚及作物生产区域.通过单传感节点独立采集和多传感节点汇集采集的数据先传输到主机,再转至服务器（GPRS网络）,以此实现可视化展现、实时监测、历史数据查询,并对实时数据和日数据形成直观曲线.
2.2.2 数据挖掘.进行知识库服务器本地化,冀东半地下标准温室揭帘时间为M1等于TEXT[（21 300+56.33X）/24/3600, "hh：mm：ss"],盖帘时间为M2等于TEXT[（28 800-89X）/24/3600, "hh：mm：ss"],其中X为当日到6月22日之间的天数,TEXT为Excel函数,实现种养小环境内远程精准可控化生产.
2.2.3 智能预警、报警.一是报警.对任意监测指标或者在此基础上计算得到的二级指标设置警戒阈值,满足一个或者多个报警条件时,系统通过短信、电子邮件等方式向农户、管理员等发出警报,通知其及时采取应对和处理措施.二是预警.设置一定的条件,对监测数据进行计算更新,当监测指标以及二级指标被预测到未来将达到某一阈值,系统发出预先警报.以多种形式通知用户,提醒其提前做好防范准备.
2.2.4 基地管理.主要包括基地（园区、片区）管理、大棚管理、设备（监测、控制设备,网关,设备参数）管理等.同时,可按以生产企业、合作社分布图的方式进行查询、统计.系统通过提供直观的页面为用户查询和控制提供便利.
2.3 物联网远程专家诊断指导系统的构成
系统硬件通过RF组网技术,完成各个传感器的数据采集和设备控制,通过检测各项参数实现生长环境数据的实时获取.
2.3.1 工业控制专用计算机.专门为工业控制设计的计算机,在生产过程中监测和控制各个机器设备、生产流程以及数据参数.
2.3.2 传感器.①光照传感器.采用<36 V直流供电或者电池供电；量程在0～50 000 lx之间,准确度为±50 lx；工作环境要求温度在-20～60 ℃、湿度在5%～95%之间,悬挂安装.②温湿度传感器.采用<36 V直流供电或者电池供电；量程在 -20～60 ℃之间,准确度±2 ℃；工作环境要求温度在-20～60 ℃、湿度在5%～95%之间,悬挂安装.③二氧化碳传感器.采用 <36 V直流供电或者电池供电；量程在0～5 000 mg/kg之间；准确度±40 mg/kg；工作环境要求温度在-20～60 ℃、湿度在5%～95%之间,悬挂安装.④土壤水分传感器.采用<36 V直流供电或者电池供电；量程在0～100%之间；准确度为±3%；工作环境要求温度在-20～60 ℃、湿度在5%～95%之间,直插式安装.
2.3.3 物联网网关.数据传输单元（DTU）主要用于汇集、打包多个采集节点的数据,发送至上位机及市级数据中心.网关和采集控制器组成基于RF射频的无线传输網,传输距离 ≥1 000 m,1个温室大棚部署1套采集控制器,则通过1个网关控制32个大棚的采集器.具有设备入网功能,和周围无线采集器、无线控制组成网络；不同的网关和周围采集控制节点具有构成互不干扰的网络.
设施农业论文参考资料：
结论：基于物联网设施农业环境监控和数据挖掘技术应用为适合不知如何写设施农业方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于设施农业大棚论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
