第1章绪论
1.1研究背景与现状
我国是农业大国，农作物种植依然是农民的主要收入途径。目前我国农业生产面临现状如下。
农业种植管理依然保持在传统的生产模式阶段，主要是靠人力进行管理。发展农业生产通常是通过提高作物的产量与品质来实现。随着城乡经济水平差距的逐渐增大，很多农村人口选择外出务工，这部分程度上导致了土地资源的浪费。虽然国家对土地种植进行一定的政策扶持，但是实际种植中也是靠天吃饭。大部分土地种植经营者文化不高，种植技术比较落后，外加天气的经常变化及季节更替，大田种植不宜于管理与现代化器械设备的应用。为了有效利用耕地，改善楦物生长环境，方便管理，规模化的大棚种植发展为了一些农村的重要产业，且有逐年升温的趋势。此外，还涌现了一批规模化种植的企业。鉴于种植模式的转变，国家的政策支持，科研机构及物联网计算机相关技术企业将目光投向了物联网技术的研究及应用，由此带动了农业种植向规模化、集成简约化的现代化产业模式转变。
随着生活的改善与整体知识层次的提高，人们对花卉种植的兴趣开始逐渐加强，花卉市场的价值利润逐渐走高，形成了一种花卉规模种植产业化蓬勃发展的态势。因此，全面提升生产效率，进一步增加精准度，减少成本投入是当前规模种植户或企业的需要。
我国北方多地区存在大棚种植的习惯，如何实现对温室大棚内环境进行监测与调控直接影响植物的产量与品质，成为了减少人力与增收的关键。此外，前沿技术的研究与应用同时也能够推动国家建设。
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1.2研究意义与应用价值
众所周知，影响温室植物生长的主要因素有以下几个方面：温度、土壤PH值、湿度、光强、二氧化碳浓度等。本文在国内外现有的农业物联网基础上进行设计，使用物联网技术、数据库及WEB技术，利用物联网感知层采集信息，远程实时査看影像，根据设定标准生成历史分析数据，并可以自动控制调控设备的开启。
本文研究的系统从实际温室花卉智能化生产需求出发，利用物联网技术，智能识别种植区域，实现了种植管理的自动化，极大地提升了生产效率与产品品质。系统使用方便，管理者只需登录管理平台即可査询实时温室环境及历史变化规律曲线。目前市场上稀有花舟品种价值较高，如果使用该智能化系统必将实现较高的经济价值与科研价值，将一定程度上促进物联网技术及大数据的研究及农业设施的现代化进程。此外，系统具备视频监控与远程管控的功能，可有效监督植物开花情况，避免病虫灾害，解放人力，最大程度地降低生产管理经营投入成本。
根据农业学科理论，影响植物生长的因素主要有：空气温湿度、光照强度、土壤水分、PH值及空气二氧化浓度。依据传感器技术获取的数据更具有科学价值，提升种植效率，使调节植物生长环境过程更加准确与高效。将自动监控一体化的管理系统应用于花卉种植，使用方便，顺应时代潮流，将为农户科学管理提供技术数据支持，给农民带来更多收入，同时促进农业向智能化、精细化方向转变。
基于物联网的花舟种植智能监控系统，基于农业物联网的思想设计研宄，有效预防病虫灾害，顺应物联网技术的快速发展的趋势而进行，有助于我国农业结构升级及现代化。
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第2章系统总体设计方案
2.1需求分析
2.1.1系统的总体需求
本文研究是从智能管理温室大棚植物生长环境的目的出发，结合相关物联网技术进行设计，并给出总体设计方案。鉴于空气温湿度、土壤温湿度、光照强度以及二氧化碳浓度对作物的生长有重要的作用，本系统研究中重点使用相应传感器采集以上几类植物生长参数信息并分析处理，依据得到的历史规律后台调用算法实现对花卉等高价值作物的自动化管理。
系统的设计与开发主要分为：硬件的搭建与软件平台的设计。其中，硬件主要涉及树莓派、信息采集设备与外围调控设备的搭建；软件主要为软件平台的搭建、驱动程序、端口程序与应用程序等设计。系统采集信息子系统主要是通过控制装置驱动传感器进行各点位环境参数的信息获取，而调控子系统主要是针对温室内环境信息不适于植物生长时进行的相应的调控。系统调控的思路是，当植物生长环境具体参数对应数值过高或过低时，系统驱动外围设备进行调控；当温室种植环境达到预先设定要求时，则联动设备电路停止。
系统的整体设计架构方面，主要是要实现传感器数据采集，数据传输，继电器连接带动调控设备，后台算法程序运行，预警信息推送，远程管理平台的访问。在各部分之间的关系层次方面，数据传输类均采用无线传输或手机4G热点信号网络传输。很明显，系统具有突出的优势。首先，搭建操作简单方便，技术路线选择合理，整体功能创新性强。
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2.2系统架构设计
从实际农业市场需求及前景出发考虑，为满足使用需要，系统的设计架构需要包含以下几个节点。第一，信息采集节点，主要是驱动底层的传感设备采集信息；设备自动控制节点，根据不同种类花卉生长习性、大数据处理技术以及模糊控制算法，对实时传送来的具体位置数据进行算法分析处理，得出指示，下发指令，通过继电器打开设备。在系统的软件开发方面，在树莓派的IDLE开发平台上进行设计。以下章节重点对硬件架构和软件平台进行分析。
2.2.1系统的整体架构
基于物联网的花卉种植智能监控系统是一种智能化的农业物联网应用。部分程度上解决规模种植管理企业或个体管理的复杂性问题。传统意义上的温室大棚是依据不同气候的生产需要而设计，但是人工管理占用精力较多且成本偏高。这里，设计的系统依据最新物联网三层结构设计。系统的设计思路是，在大棚作业区域安装智能化种植监控系统，传感设备与调控设备放置于指定的地点，控制设备驱动数据采集及传输并在网络环境下将数据传送至数据库平台；
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第3章花卉种植智能监控系统关键技术研究...................21
3.1物联网技术应用与无线通信...................21
3.1.1物联网技术应用...................21
3.1.2无线通信...................21
第4章基于物联网的花舟种植智能监控系统的设计与实现...................25
4.1开发环境的搭建...................25
4.1.1开发板环境搭建...................25
4.1.2Java Web设计...................25
第5章总结与展望...................40
5.1总结...................40
5.2展望...................40
第4章基于物联网的花卉种植智能监控系统的设计与实现
4.1开发环境的搭建
首先在开发板上进行操作系统的安装。下载Raspbian系统的镜像文件，然后通过工具win 32disk imager将镜像文件写入sd卡。树莓派自带无线网卡，将SD卡安装至树莓派。烧写镜像如图4-1所示。
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第5章总结与展望
5.1总结
本文紧跟近几年国内外信息化农业种植发展趋势，对传统的种植方法上进行改进科学种植，减少人工管理成本，在基于远程监测的基础上，利用树莓派开发板多种传感器和控制器设计了一套从利用传感器对花卉生长环境信息的采集、存储、数据传输，用户登陆服务器对植物的生长状况进行查看，并可以手动控制和智能控制的基于物联网花卉种植智能监控系统研究，并成功部署。同时植物智能种植也是当今物联网发展的一个趋势，将传感器技术，物联网技术，无线通信技术，嵌入式技术结合在一起，为智能种植带来了很大便利。
本论文主要完成的内容如下：
（1）将物联网技术主要应用于智能种植和家庭种植领域，精准科学管理，充分解放人力，提高农作物产量。
（2）温室花卉种植信息实时查询的实现。后台管理人员登录远程界面，可实时获取花卉实时生长环境信息。
（3）视频监控的实现。该功能的嵌入通过可视化的形式实时展示植物生长影像，满足了农户远程可视化监控温室花卉生长状态的需要；在市场应用角度来看，本文研究系统同时适于远距离办公人群，具有较好的应用推广前景。
（4）温室花卉种植智能调控的实现。系统实现了对土壤温湿度、空气温湿度等环境参数的智能及手动方式调控，保证了种植管理的科学性与精准性。
参考文献（略）