;
我国是一个农业大国，而非农业强国，人多地少，提高单位面积的作物产量便显得十分迫切。温室作为一种为作物提供合适生长环境的设施，在现代化农业生产中发挥巨大作用。我国温室起步较晚，温室种植技术比较落后，大部分温室使用有线监控，布线繁琐，扩展性差，不能对温室实现移动监控。因此，设计开发出一套更加便携、高效、通用性强的温室监控系统是十分迫切的。
针对现有温室监控技术的弊端，本文将ZigBee技术、3G（3rd-Generation，第三代移动通信技术）应用到温室监控系统设计中，通过“分散采集和处理，集中管理”的思想设计一套基于Android的温室环境无线监控系统。
本文首先介绍了温室监控系统的研究背景和发展现状并引出智慧农业的概念，分析现有温室监控系统存在的问题。通过温室监控方案的分析与比较，选择适合本系统的方案，确立数据采集端的数据传输方式，并在此基础上分析系统的整体结构。
根据系统需求给出温室监控系统的架构，整个系统分为数据采集端、监控终端、远程服务端三个子系统，并重点对监控终端和远程服务端进行分析和设计。通过分析对比确定监控终端的核心芯片，确定Android为监控终端的操作系统，并提出远程服务端开发方案，完成远程服务端的框架设计和远程控制方案、数据持久化技术的选择。根据监控终端的总体设计，设计了监控终端的主控核心模块、信息采集模块、数据通信模块、外围接口模块的硬件电路。根据系统设计方案，完成监控终端和远程服务端的软件分析和设计，针对监控终端，完成监控终端的数据采集、数据分析、数据显示、数据上传、设备控制和预警功能；针对远程服务端，完成远程服务端的数据库设计、数据持久化、温室管理等功能。
为验证设计方案的正确性，搭建测试平台并对系统监控终端的软件和远程服务端的软件进行测试。测试结果表明该系统运行稳定，达到预期设计目标。
关键字：远程服务端，温室监控，监控终端，Android
Abstract
China is a large agricultural nation rather than an agricultural power which hava more people and less land, improving crop yield per unit area is the urgent requirement of agricultural development. The greenhouse is a facility which provides a suitable environment for crops and it plays a significant role in the modernization of agricultural production. The greenhouse develops late in our country and cultivation technology in our country falls behind with others. Most greenhouses are still using the wired monitoring with complexly connectingup and bad expanding which can not realize the moble monitoring. Therefore, developing a more portable, efficient, versatile greenhouse monitoring system is very urgent.
Aiming at the drawbacks of the existing monitoring technology in greenhouse, the thesis uses ZigBee technology and 3rd-Generation wireless communication technology to design the greenhouse environment wireless monitoring system based on Android which use a principle called “distributed acquisition and processing, centralized management”.
Firstly, the thesis introduces the background, development situation and the concept of wisdom agriculture. The scheme of the system and data transmission of data collection terminal are selected by analyzing the problems of greenhouse control system and comparing the existed greenhouse monitoring scheme.Then the whole structure of the system is analyzed.
Then thesis gives the architecture of the greenhouse monitoring system according to the demand of the system and the whole system is divided into three subsystems which are data acquisition terminal, monitoring terminal and remote server. This article focuses on the monitoring terminal and remote server analysis and design. Accodrding to contrasting scheme, the monitoring termina selects the type of core chip and use Android as operating system. A development programs of remote server has been proposed. Architecture of remote server, remote control programs and technology of data persistence are analyzed and designed. According to the overall design of the monitoring terminal, the hardware of monitoring terminal composed of master core module, information collection module, data communication module and peripheral interface circuit module are designed. According to the design scheme of the system, the software of monitoring terminal and remote server are analyzed and designed. Completing data collection, data analyzing, data upload, device control and early warning capabilities for monitoring terminal. Completing the design of database, data persistence, greenhouse management and other functions for remote server.
A test platform is builded to verify the correctness of the software of monitor terminal and remote server. The results of the test shows that the system runs stably and system meets the expected design goal.
Keywords: remote server, greenhouse monitoring, monitor terminal, Android
目录
图录 VII
表录 IX
注释表 XI
第1章 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究现状 2
1.3 本文主要研究内容 3
1.4 论文结构安排 4
第2章 温室监控系统研究与分析 5
2.1 智慧农业简介 5
2.2 温室监控系统对智慧农业发展意义 6
2.3 现有温室监控系统存在的问题 7
2.3 温室监控系统方案分析 8
2.3.1 温室数据传输方式分析 8
2.3.2 温室监控系统设计分析 10
2.4 本章小结 11
第3章 温室环境无线监控系统总体设计 12
3.1 系统需求分析 12
3.1.1 系统功能需求 12
3.1.2 系统性能需求 13
3.2 系统总体架构设计 13
3.2.1 总体架构设计 13
3.2.2 系统优势分析 15
3.3 数据采集端设计 16
3.4 监控终端设计 17
3.4.1 终端总体设计 17
3.4.2 终端主芯片硬件选型 18
3.4.3 终端操作系统选择 19
3.5 远程服务端设计 21
3.5.1 远程服务端结构设计 21
3.5.2 远程端服务端开发方案分析与选择 23
3.6 温室环境参数和调控技术 25
3.6.1 温室环境因子及设备 25
3.6.2 温室环境调控策略 26
3.7 网络传输协议选择 27
3.8 本章小结 27
第4章 温室环境无线监控系统硬件分析与设计 28
4.1 数据采集端ZigBee电路设计 28
4.2 监控终端硬件设计方案分析 29
4.2.1 硬件需求分析 29
4.2.2 硬件总体设计方案 29
4.3 监控终端主控模块电路设计 30
4.3.1 存储器分析设计 30
4.3.2 调试与测试电路设计 32
4.3.3 配置和复位电路设计 33
4.4 监控终端温室信息采集模块设计 34
4.5 监控终端数据通信模块设计 35
4.6 监控终端外围辅助模块设计 35
4.7本章小结 35
第5章 温室环境无线监控系统软件分析与设计 36
5.1 监控终端与远程服务端整合框架设计 36
5.2 监控终端软件设计 37
5.2.1监控终端系统层软件设计 37
5.2.2 监控终端应用层软件设计 42
5.3 远程服务端软件设计 52
5.3.1 远程服务端功能模块设计 52
5.3.2 数据库设计与数据持久化实现 52
5.3.3 远程服务端基本功能实现 57
5.4 本章小结 61
第6章 温室环境无线监控系统测试与分析 62
6.1 测试环境搭建 62
6.2 系统主要测试内容 63
6.3 硬件平台测试 63
6.4 系统软件功能测试 65
6.4.1 监控终端软件功能测试 65
6.4.2 远程服务端软件功能测试 70
6.5 系统整体性能分析 72
6.6 本章小结 73
第7章 结束语 74
7.1 主要工作与创新点 74
7.2 后续研究工作 74
参考文献 76
附录A 引用代码段 81
致谢 83
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果 84
图录
图2.1 智慧农业信息构成图 5
图2.2 温室环境无线监控系统分层结构图 11
图3.1 温室环境无线监控系统总体架构图 14
图3.2 传统温室监控方案缺点 16
图3.3 数据采集端网络拓扑结构图 17
图3.4 监控终端总体设计框图 18
图3.5 远程服务端的框架图 22
图3.6 Struts2工作流程图 23
图4.1 CC2530原理图 28
图4.2 监控终端硬件框图 30
图4.3 K9K8G08U0B电路图 31
图4.4 K4T1G084QQ-HCE6芯片电路图 32
图4.5 JTAG电路原理图 33
图4.6 复位电路原理图 34
图4.7 串口电路原理图 34
图5.1 监控终端与远程服务端整合框架 36
图5.2 JDK安装测试 38
图5.3 交叉环境安装测试 39
图5.4 Android电话部分结构图 41
图5.5 Ril驱动框架 42
图5.6 监控终端软件结构图 42
图5.7 监控终端上的串口操作关系框图 44
图5.8 温室环境数据采集流程图 45
图5.9 数据处理线程流程图 46
图5.10 Handler执行过程图 47
图5.11 曲线类的方法和属性 48
图5.12 数据上传流程图 49
图5.13 接收控制信息处理流程 51
图5.14 远程服务端的基本功能图 52
图5.15 Hibernate持久化框架 56
图5.16 查询模块处理流程图 58
图6.1 系统测试环境示意图 62
图6.2 监控终端与数据采集端连接实体图 63
图6.3 监控终端数据显示 65
图6.4 曲线绘制图 66
图6.5 实时数据查询界面 67
图6.6 环境因子范围修改界面 67
图6.7 环境参数范围修改过程图 68
图6.8 设备状态设置界面 68
图6.9 设备开启时间设置 69
图6.10 预警信息 69
图6.11 温室作物显示界面 70
图6.12 温室管理显示界面 71
图6.13 温室设备管理界面 71
图6.14 环境参数管理显示界面 72
表录
表2.1 农业自然灾害对农业经济造成的损失 7
表2.2 WIFI、ZigBee、蓝牙参数比较 10
表3.1 系统整体功能需求分析 12
表3.2 几种主流嵌入式系统比较 20
表3.3 Android开发内容 20
表3.4 C/S模式和B/S模式比较 21
表3.5 MySQL、Oracle、SQL Serve数据库比较 24
表3.6 温室中传感器和设备 26
表4.1 监控终端系统硬件需求表 29
表4.2 常用存储类型组合比较 30
表4.3 启动方式引脚选择 34
表4.4 三家厂商优劣比较 35
表5.1 JSON与XML进行分析比较 37
表5.2 Android系统烧写步骤 38
表5.3 安装交叉编译步骤 39
表5.4 安装Android源码步骤 40
表5.5 串口继电器发送帧格式说明 50
表5 6 温室信息表 53
表5.7 环境参数范围设置表 53
表5.8 区域表 54
表5.9 温室设备表 54
表5.10 温室传感器信息表 54
表5.11 温室环境参数信息表 55
表5.12 作物信息表 55
表5.13 管理人员登录表 55
表5.14 监控终端信息表 56
表6.1 电源充电模块指示灯工作情况 64
表6.2 电压测试对应表 64
表6.3 系统整体性能分析表 73
注释表
3G 3rd-Generation，第三代移动通信技术
GPRS General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术
LAN Local Area Network，局域网
WLAN Wireless Local Area Networks，无线局域网络
4G 4rd-Generation，第四代通讯技术
WIFI Wireless Fidelity，无线保真
AP Access Point，访问点
ARM Advanced RISC Machines，精简指令集计算机
USB Universal Serial Bus，通串线
C/S Client/Server，客户端/服务器
B/S Brower/Server，浏览器/服务器
HTTP Hypertext Transfer Protocol，超文本传送协议
GSM Global System For Mobile Communications，全球移动通信系统
MVC Model View Controller，模型-视图-控制器
JSP Java Server Pages，Java动态网页技术
JDBC Java Data Base Connectivity，Java数据库连接
POJO Plain Old Java Object，简单的Java对象
JSON Javascript Object Notation，一种轻量级的数据交换格式
TCP Transmission Control Protoco，传输控制协议
RAM random access memory，随机存储器
SDRAM Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器
JDK Java Development Kit，Java 语言的软件开发工具包
API Application Programming Interface，应用程序编程接口
UART Universal Asynchronous Reciver Trans-mitter，通用异步收发传输器
JTAG Joint Test Action Group，联合测试工作组
XML Extensible Markup Language，可扩展标记语言
ADB Android Debug Bridge，调试工具
DAO Data Access Objects，数据访问对象
第1章 引言
1.1 研究背景
农业是我国重要的经济命脉，我国的农业生产很大程度上依赖自然环境[1]，为避免自然因素的影响和制约，发展温室生产是一个有效的途径[2]。温室指在不适应植物生长的季节通过提供适合作物生长发育的环境，使作物达到高质量和高产量，从而获得好的经济效益。温室多用于名贵花卉、冬季蔬菜、幼苗等植物的栽培。温室监控技术也是近年发展的高效农业技术，它的出现推动了我国农业的发展，为农民带来了收益。温室内环境因子主要包括温度、湿度、CO2浓度和光照强度等，通过调节温室设备来实现温室环境的改变，从而实现温室的科学管理，保证温室作物的健康生长。
原始的温室生产方式是通过经验或者仪表数字来检测温室环境，并通过通风或者人工洒水来控制温室环境，但这种方式工作效率比较低[3]。随着社会的发展，人们已经不再满足于原始的温室生产，并对温室生产技术提出了新的要求。从1982年起，中共中央多次发布以农业、农村和农民为主题的中央一号文件，对农村改革和农业发展作出具体部署，强调“三农”问题在中国社会主义现代化建设时期“重中之重”的地位。在十八大提出以“城乡一体化”思想来发展农业，坚持走中国特色新型农业现代化道路，提高我国农业的智能化、信息化、标准化建设，温室监控技术的水平也会随着这一报告的提出更进一步[4]。
目前我国的温室监控技术还比较落后，大部分温室没有调节环境的设备，部分温室采用有线布线方式，需要在土地上铺设线缆，这给耕种作物带来了一定困难[5]。随着温室监控技术的发展以及我国温室种植的普及，越来越多的农业从事者使用温室种植水果、反季节蔬菜、名贵花卉等[6]。在这样的基础下，人们对温室监控技术提出了新的要求，尤其是我国部分地区的农业示范温室园对温室监控技术要求更加全面、高效、安全。对于群温室环境的监控与管理，高效与便利的一对多的管理也是温室监控技术的发展趋势[7]。在传统的有线监控方案中，温室内需要布线，操作复杂繁琐，在群温室环境下不适合有线布置。因此针对分散的监控点，迫切需要更加便捷、高效的温室监控技术。
1.2 研究现状
温室种植在国外起步较早，早在15-16世纪，荷兰就通过温室大棚来栽培蔬菜。在20世纪国外已经开始实现大规模的温室环境种植，到20世纪70年代左右，以欧美为代表的温室种植迅速发展，促进了温室技术的发展和变化。温室的发展经历了手动机械、分散电控系统、多功能集中电子控制台、微机综合控制这几个阶段[8]。荷兰的温室种植技术是最为先进的，荷兰所采用的温室中有绝大多数是玻璃温室，主要用于花丹和农作物的种植。1974年，荷兰开始使用计算机作为温室监控系统的核心，并把这种监控系统作为商品投入市场，为温室的发展做出了巨大贡献。荷兰的大部分温室都是由计算机控制，可以实现一对多地控制多个温室。以色列的温室技术先进，以“沙漠上的绿洲”著称，其温室配置可以调节温室环境的设备如遮阳网、天窗设备，通过这些设备可以有效控制温室环境。到了20世纪90年代，温室引入模糊控制等先进技术，并开发了自动控制的计算机软件。随着无线通信技术和智能控制技术的发展，日本、美国等国家已经实现了对温室环境如温湿度、光照强度等环境因子的控制[9]，部分国家甚至已经实现对农作物生长期和成熟期进行控制，这些都足以说明国外的温室监控技术已经有了很高的水平，形成了完整的技术和生产规模。
国内的温室发展与国外相比，起步较晚，大部分温室的设施都比较简陋。我国的地域辽阔，在不同的区域、不同的环境下对温室监控技术的要求也是不一样的，比如北方的温室监控系统更加要求保温，而南方则更加要求夏季通风。国内的温室监控技术与国外相比差距较大，因为国内对温室监控技术的资金投入较少，并且温室监控系统也只是在小部分企业当中使用，大部分农业从事者因资金不足而采用设备简陋的手工控制，手工控制方式不能及时调整温室环境，并不适合作物生产。我国温室控制还处于初级阶段，但也取得了一定的成就。沈阳农业大学结合“辽沈I型”日光温室构建了一种由一台上位机（PC机），该系统的每个下位机都直接控制温室内的环境参数；2001年，中国农业大学与北京顺义示范区合作采用RS458总线实现温室控制；2006年，孙忠富等人提出了一种基于GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术）和Web技术的远程数据采集和信息发布系统方案[10]。虽然我国的温室技术与国外相比仍有差距，但是我国的温室发展得到党中央的大力支持，温室监控技术得到迅速发展，我国的温室监控技术向着专业化、智能化、节能化方向发展。
总的来说我国的温室监控技术还是比较落后，缺乏相应的先进设备和管理技术、温室环境控制简单、生产效率低，因此需要结合中国农业发展的实际情况，寻找出适合中国国情的温室监控技术。
1.3 本文主要研究内容
本文提出一种基于Android与无线通信技术的温室环境无线监控系统应用方案，主要是针对温室内作物生长的环境进行监控，将与传感器模块连接的ZigBee采集节点放在监控区域内，通过查看ZigBee节点采集的数据观察温室状况，最终把温室数据传输到远程服务端的数据库中供远程设备调用。温室控制是通过控制温室内的设备来调节温室环境，通过移动设备也可以监控温室内的环境。系统涉及到的技术比较多，主要包括传感器技术、无线通信技术、嵌入式技术、Web技术等[11]。为了使系统获得温室监控的功能，并考虑到监控覆盖范围、实时性、全面性、设备的成本费用等多方面的要求，同时提高研发效率，本文将整个研发工作分为三个步骤：设计方案的论证、方案的设计与实现、综合测试与分析。首先查阅相关文献，研究现有的温室监控系统方案；然后对系统进行方案总体设计，实现各个模块；最后完成系统的测试。本文主要研究包括以下几方面：
1. 分析温室监控系统所存在的问题，通过分析比较现有温室监控方案，确定系统的总体设计方案和使用的技术。
2. 根据系统需求分析对系统框架进行总体设计，整个温室监控系统可以详细分为数据采集端、监控终端、远程服务端三个小系统，对监控终端和远程服务端进行详细设计。
3. 在Eclipse平台下，运用Android开发技术完成监控终端的软件设计，实现温室数据采集、数据分析、数据上传、温室设备控制等功能。
4. 学习Web开发技术，运用Struts、Spring、Hibernate三大框架实现远程服务端的软件设计，完成温室数据的接收与存储、温室查询、温室管理、远程控制温室功能。
5. 完成系统的调试和系统功能综合测试。
1.4 论文结构安排
本文主要针对目前温室监控系统中存在的问题，提出了基于Android温室环境无线监控系统设计方案，本文的主要内容如下：
第1章：引言。介绍温室监控系统的研究背景、国内外温室研究现状以及本文的主要研究内容，并在最后给出了本文的结构。
第2章：温室监控系统研究与分析。首先引入智慧农业概念，介绍智慧农业构成和温室监控系统对智慧农业的意义，分析温室监控系统存在的问题，通过对温室监控系统的方案对比，选择适合本系统的监控方案，确立监控系统的结构。
第3章：温室环境无线监控系统总体设计。首先根据系统需求分析，确立系统的总体架构；然后根据温室数据走向，对数据采集端进行简要分析和设计，并对监控终端和远程服务端进行详细分析和设计，根据方案对比确定监控终端的核心芯片和操作系统，确立远程服务端的开发方案；最后对温室环境调控技术做了简要介绍。
第4章：温室环境无线监控系统硬件分析与设计。首先对数据采集端的电路进行分析与设计；然后对监控终端的硬件进行详细分析与设计，包括对监控终端的硬件需求分析和各个模块的分析设计，主要模块有：主控模块、温室信息采集模块、数据通信模块以及一些外围电路模块。
第5章：温室环境无线监控系统软件分析与设计。首先对监控终端与远程服务端的整体框架进行设计；然后对监控终端软件进行设计，包括系统层的系统烧写、底层驱动的开发和应用层的温室数据采集、数据处理、数据上传、设备控制等功能的开发；最后对远程服务端软件和远程服务端的功能进行模块进行设计，对远程服务端的数据库进行设计，并使用Hibernate框架对数据进行持久化，对远程服务端的基本功能进行设计，实现数据接收模块、系统查询模块、系统管理模块以及远程控制模块的功能。
第6章：温室环境无线监控系统测试与分析。系统测试包括监控终端测试和远程服务端测试。首先介绍测试环境和测试内容；然后对系统的监控终端和远程服务端的软件进行功能测试；最后对系统整体性能进行了分析。
第7章：结束语。对全文的内容进行总结，并对系统的后续设计进行了展望。
第2章 温室监控系统研究与分析
2.1 智慧农业简介
所谓“智慧农业”就是充分利用现代信息技术的成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理[12]。
发展智慧农业已成为一种趋势，发展智慧农业可以很好地改善农业生态环境，提高农业生产效率[13]。通常情况下，智慧农业系统可以划分为感知层、网络层和应用层3个层次[14]，如图2.1是智慧农业信息构成图。
图2.1 智慧农业信息构成图
从图2.1中可以看出智慧农业的结构层次非常清晰，感知层主要设备包括传感器设备和农业信息采集器，完成农业信息的采集；网络层指的是数据传输通道，主要有LAN（Local Area Network，局域网）、WLAN（Wireless Local Area Networks，无线局域网络）、3G和4G（4rd-Generation，第四代通讯技术）等通信技术，通过这些技术实现农业信息的上传和上层命令的传递，实现数据的交互；应用层主要包括农业环境的管理，主要实现对感知层采集的数据进行分析与处理，用户可以通过终端对农业现场实时监控。
智慧农业是现代农业采用物联网技术与其他技术在农业上的应用，尤其无线技术的广泛应用使得它在许多国家的农业领域得到迅速发展[15]。智慧农业包括农业的物联网控制系统、农业专家智慧系统等，利用物联网、云计算等技术，依托各种无线传感节点和无线通信网络实现农业信息数字化、农业生产自动化、农业管理智能化，从而形成智能、高效、绿色的现代农业体系。从某种意义上来说智慧农业是农业发展的一个新的阶段，是从传统农业到现代化农业的变化过程，是一种新型的农业发展方式，是物联网技术在农业上的应用，是继智慧小区和智慧城市之后出现的新的智慧农业理念，构建了一种人类与农业科技相互关照的农业发展新模式。我国发展智慧农业需要总结国外的发展经验，根据中国的国情寻找切入点[16]。
2.2 温室监控系统对智慧农业发展意义
温室监控系统的目的是建设形成跨区域实时的温室环境信息采集和控制平台，温室信息采集部分主要通过传感器对温室环境因子（温度、湿度、CO2浓度、光照强度等）进行信息采集并分析采集的数据，判断温室数据是否异常，当温室数据异常时发送控制命令，并把命令传输到调节控制系统，从而实现温室环境的监控。温室监控系统为温室环境的管理提供了一个很好的平台，管理者可以通过浏览器、手机或其他移动终端随时随地地了解温室内的情况，即使管理人员不在温室现场也可以监控温室环境，从而实现远程监控。温室不仅能够解决农村资源短缺问题和农村的环境污染问题，加快转变农业发展方式，还能提高农产品的产量和品质，这对我国智慧农业的发展具有重要意义。
2.3 现有温室监控系统存在的问题
我国地属东亚大陆，地势复杂，气候差异较大，降雨的分布不均匀导致洪涝，是世界受灾最严重的国家之一，部分受灾严重的地区甚至会绝收，如表2.1所示是我国灾害面积和变化。
表2.1 农业自然灾害对农业经济造成的损失
年份 自然灾害损失 受灾面积 绝收面积 受灾人口
2002 1717.4 47119.2 6558.4 37842.0
2003 1884.2 54386.3 8546.3 49745.9
2004 1602.3 37106.5 4364.0 33920.6
2005 2042.1 38818.1 4597.6 40653.7
2006 2528.1 41091.2 5409.3 43453.3
2007 2363.0 48992.5 5746.8 39777.9
2008 1752.4 39990.0 4032.2 47795.0
2009 2523.7 47213.7 4917.5 47933.5
2010 5339.9 37426.0 4863.1 43000.0
2011 3096.4 32471.0 2892.2 43000.0
资料来源：中国民政事业发展报告2002-2011，单位：亿元，千公顷，万人次。
从表2.1中可以看出自然灾害对我国农业的影响，因此大力发展温室种植变得刻不容缓。国内的温室监控起步相对较迟，监控技术比较落后[17]。国内的温室大多数是靠人工经验来改变温室环境，缺乏科学的指导，而引进一套完整的温室监控系统费用太昂贵，因此需要一个让国内大部分农户能够接受的且适应中国温室发展的监控系统[18]。目前我国温室监控系统主要存在以下几个问题：
1. 环境参数调控设备和技术比较落后，没有量化指标：现有的温室设备比较简单，因此很难准确的对环境调节和控制。例如简单的塑料大棚在遇到自然灾害时容易受损，大部分的温室也仅仅有通风和避风的功能，没有其他如遮光、增加CO2浓度等功能。
2. 监控系统的扩展性差：国内的监控系在扩展性方面比较差，当需要在某一个温室添加新的传感器或设备时，大部分温室监控系统还是很难实现的。国内大部分的通信方式都是采用有线方式，布线繁琐、浪费资源。
3. 缺乏相应的管理软件：国内现有的温室监控系统大多只是简单的对温室环境进行控制，不能对数据和温室作物进行统一的管理[19]。数据的处理也只是单独的采集与存储，难以把数据融合进行统一处理、分析和管理。
我国的区域条件差别较大，因此在设计温室监控系统时，一定要符合我国温室产业体系。温室种植不仅能提高土地利用率，还能提高农民的生活水平和社会稳定性，因此一套经济性和功能性的温室监控系统是迫切需要的。
2.3 温室监控系统方案分析
目前市场上存在不同的温室监控系统，大部分温室监控系统大致可以分为五部分：感知部分、控制部分、通信模块、远程监控部分、远程数据中心部分。感知部分主要是由各类传感器与通信模块组成，温室内的传感器一般包括温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、CO2浓度传感器，当温室作物对环境比较敏感时，还需要添加PH传感器；控制部分是指换气扇、喷水器等控制设备，设备的控制原理是通过控制对应的继电器从而控制设备的开与关；通信模块在现有的温室监控系统中大部分采用GPRS/3G模块，早期也有有线传输，随着通信技术的发展，GPRS/3G网络的覆盖，采用GPRS/3G通信方式成为温室监控系统的首选；远程监控部分使用移动设备来实现远程监控功能；远程数据中心部分是整个温室监控系统的数据存储中心，负责存储所有温室的相关信息，远程控制部分通过数据中心来查询温室的相关信息来管理温室；远程控制部分在温室监控系统中可以采用手移动设备实现对温室的远程监控。
2.3.1 温室数据传输方式分析
