【文章內容簡介】 產上來。⑶溫室閉環(huán)控制系統(tǒng)的開發(fā)溫室閉環(huán)控制系統(tǒng)對于專用軟件分析出來的結果進行正向或負向調節(jié)，直到作物的生長參數(shù)符合要求。整個閉環(huán)控制系統(tǒng)主要包括電動控制換氣窗口、電動控制日照窗口、電動澆灌系統(tǒng)等。項目的特色和創(chuàng)新之處項目特色：① 針對蘇北主要以農業(yè)為主要經(jīng)濟的特點，加之目前溫室種植中環(huán)境調控技術與設備落后、智能化程度不高、對于農作物的生長參數(shù)測控缺乏量化指標、智能設施類型過于簡易等諸多問題，本項目采用具有廣闊前景的無線傳感網(wǎng)技術對溫室大棚的種植進行測控研究，一方面提高了農業(yè)的設施化、智能化水平，另一方面在不用付出高昂代價的基礎上提高了產能，提高了農業(yè)精細化的同時也提高了農民的收入，帶動了蘇北的經(jīng)濟發(fā)展。② 溫室內種植農作物，空間布實線進行傳感器通訊很不方便，本項目采用zigbee無線技術進行通訊，一方面解決了系統(tǒng)安裝難、布置難的問題，另一方面也達到了節(jié)能、網(wǎng)絡管理簡易和降低投入成本等功能和特點，是一種理想的溫室農作物監(jiān)控系統(tǒng)方案。項目創(chuàng)新之處：①以zigbee無線傳感網(wǎng)作為主要技術的溫室作物測控系統(tǒng)，有節(jié)能、網(wǎng)絡布控和擴展方便、易于控制等特點；結合多種成長參數(shù)傳感器，形成完整的測控系統(tǒng)，可以實時對作物生長作出控制、預警。②對監(jiān)控參數(shù)進行分析后進行智能控制，對于模型中低級別問題進行自行閉環(huán)控制；對于較大問題或異常問題進行報警。③系統(tǒng)中包含閉環(huán)控制的智能執(zhí)行裝置，如開關角度和方向可以受控的日照窗、遮陽網(wǎng)、可以噴淋普通灌溉水和藥水的智能噴淋系統(tǒng)等。要達到的主要技術、經(jīng)濟指標及社會、經(jīng)濟效益①技術指標建立基于無線傳感網(wǎng)的溫室農作物成長參數(shù)測控系統(tǒng)，系統(tǒng)指標主要有：系統(tǒng)可測控的成長參數(shù)不少于溫度、濕度、光照、土壤水分、CO2濃度這基本的五項；測控模型準確，調控效果明顯，農產品產量增幅顯著，增幅在10％左右；系統(tǒng)適應性強，穩(wěn)定性好，農民操作難度??；系統(tǒng)待機長，子節(jié)點更換電池時間控制在兩個月以上。②社會效益通過技術更新與產業(yè)結構調整，帶動農民科技致富，激發(fā)農民勞動的積極性，增加農民收入，促進溫室種植產業(yè)的蓬勃發(fā)展。③經(jīng)濟指標及效益按每個溫室種植農戶10畝溫室大棚投資3萬元計算，本系統(tǒng)可增加農產品畝產量600斤,每斤按3元錢計算,每年可增加農民收入600*10（畝）*3=18000元，另外減少了勞動力投入，按每人每月1000元，1000*2（人）*12=24000元?？梢宰龅揭荒陜瓤墒栈赝顿Y，可謂一次投資，終生受益。三、研究試驗方法、技術路線以及工藝流程研究試驗方法采用公司的項目管理方式進行管理，主要分為兩條線進行開發(fā)：一條線是硬件系統(tǒng)開發(fā)；另一條線是軟件開發(fā)，其中包括了對參數(shù)控制模型和參數(shù)閥值的確定。參照大型通訊企業(yè)華為的管理方式，采用“產品設計，軟件先行”的開發(fā)策略，因為在開發(fā)過程中，軟件開發(fā)和調試往往占到了較大的比重和項目周期，所以在硬件原理圖設計的同時，就要開始軟件系統(tǒng)的底層驅動和大小boot的開發(fā)，保證兩條線同時走，省去軟件等待硬件的時間。待硬件回板后即可加載小系統(tǒng)測試，這樣可以最大限度地節(jié)省開發(fā)周期和開發(fā)成本。技術路線具體的技術路線可以分為兩條，一條硬件研發(fā)路線；一條軟件研發(fā)路線，其中硬件的技術路線如下圖1所示：圖1 硬件開發(fā)技術路線示意圖具體硬件研發(fā)時的主要技術問題及解決方案：① 軟件需要確定CPU的主頻、內部Cache的容量、存儲器的大小等資源的最小值，除了滿足以上操作系統(tǒng)必需的資源外，硬件還要綜合考慮各種接口的需求、功耗、成本、體積、升級等諸多問題，包括后續(xù)安裝的便利性對產品形態(tài)的要求。在器件選型這一塊上需要綜合各個方面的需求，實地考察溫室、大棚的實際情況；收集農戶的耕種、安裝、使用意見，做到產品設計從開始就是正確的、有依據(jù)的。②設計多傳感器的主、從節(jié)點時，盡量選擇低功耗、多通道的采集芯片，比如采用多通道的A/D轉換器，這樣不但可以減小節(jié)點功耗，還可以減小節(jié)點體積，更適合安裝在作物中間而不影響農作物的生長和維護。③ 傳感網(wǎng)節(jié)點設計需要充分考慮擴展性和兼容性，根據(jù)不同的作物，方便更換、升級測量傳感器，在原理圖和PCB設計時，盡量選擇可以pin to pin兼容的器件，便于后期升級和拓展。④ 充分考慮傳感網(wǎng)節(jié)點的使用場景環(huán)境，做好各種可靠性測試，比如作物經(jīng)常澆灌偏堿性或偏酸性肥料，那么在PCB和結構設計時就需要做好防腐蝕設計，如在機殼外涂上鋅層；比如溫室所在地區(qū)雷、雨頻繁，那么在硬件設計時就要考慮到接地和防雷，比如在zigbee天線口加空氣放電管進行避雷、在機殼處的PCB處留出接地點，同時保證強電、弱點的絕對隔離。無線傳感網(wǎng)主節(jié)點的系統(tǒng)功能框圖如圖2所示，子節(jié)點除了沒有CPU、LCD等以外（圖中虛線所示），其他器件基本都保留，這里就不再提供圖示。圖2 傳感網(wǎng)主節(jié)點設計硬件框圖以上是硬件研發(fā)的技術路線描述，下面就軟件技術路線做一個規(guī)劃和闡述。首先，軟件在項目初期需要評估系統(tǒng)資源需求，根據(jù)系統(tǒng)軟件的容量選擇適合主頻的CPU和內存大小等硬件資源；一般linux操作系統(tǒng)，在內核和部分擴展功能使用的情況下，4M Flash、16M SDRAM即可完成主要的功能，就此項目而言，甚至更少即可滿足，待仔細評估后給出具體要求。CPU方面，主要考慮cache級數(shù)和容量、主頻大小、流水線級數(shù)等指標，基本上ARM7以上的均可滿足此方案的需求。再者，器件評估完畢后需要進行驅動程序開發(fā)和大小boot開發(fā)，此時硬件同步進行原理圖設計。此階段的關鍵是根據(jù)器件型號、廠家提供的驅動進行修改、對接，保證各個部分的驅動程序都能夠嫁接到linux上，保證整個小系統(tǒng)下的驅動沒有問題。最后需要把各個關鍵端口驅動做到大小boot中去，部分驅動待boot起來后再進行加載，保證小系統(tǒng)能夠正常工作，重要端口能夠進行基本的讀寫操作。此階段完成后，硬件單板回板，軟件人員需要和硬件人員進行聯(lián)合調試，保證單板小系統(tǒng)可以正常運行。驅動、boot完成后是形成系統(tǒng)軟件階段，加入各種應用程序形成一個軟件系統(tǒng)，即一個完整的操作系統(tǒng)。最后是和硬件聯(lián)調，在調試中發(fā)現(xiàn)軟件或者硬件問題，最后形成閉環(huán)改進，通過版本升級或者打補丁的方式進行修改，對于所修改點進行詳細紀錄，保證最后成品版本的正確性。實際的做法是建立一個版本庫，里面不但放置每個版本，同時有更新、更改日志，保證軟件的管理符合軟件工程的要求，從制度上保證軟件的可靠性。軟件技術路線的示意圖如圖3所示。圖3 軟件開發(fā)技術路線示意圖整個項目的開發(fā)工藝流程圖如圖4所示，整個流程圖展開后即可分為兩個主線，一個是硬件研發(fā)工藝流程，另一個是軟件研發(fā)流程。上文已經(jīng)分別闡述了，這里不再贅述。圖4 項目開發(fā)工藝路線示意圖四、工作基礎和條件承擔單位概況，擁有知識產權狀況淮安信息職業(yè)技術學院是教育部2006年人才培養(yǎng)水平評估優(yōu)秀的高等院校。以省電子產品裝備制造工程技術研究開發(fā)中心、省物流公用信息技術服務中心、省軟件外包人才培訓基地、市電