23、AI 赋能的物联网温室环境参数智能控制系统

AI 赋能的物联网温室环境参数智能控制系统

1. 背景与需求

随着城市化和产业转型，全球可耕地面积和自然资源大幅减少，如何有效利用有限土地、提高农业产量成为重要问题。温室生产是解决这一问题的重要途径之一。然而，传统温室存在诸多弊端：
- 管理不便 ：多数温室远离城市，农民需亲自前往温室管理作物，在疫情期间尤为不便。
- 控制不精确 ：温室环境参数需有经验的农民持续监测和控制，易出现人为误差，不够精确且耗费劳动力。

为解决这些问题，人们开发了多种温室环境控制方法和技术，如预测控制、模糊逻辑和基于物联网（IoT）的系统。近年来，基于 IoT 的农业温室得到广泛设计，但大多仅关注通过 IoT 监测温室情况，缺乏人工智能（AI）与控制算法的融合，以有效控制温室环境和监测植物生长阶段。

2. 技术基础

2.1 物联网（IoT）技术

IoT 技术在农业温室中广泛应用，可将温室中的环境参数、植物生长状况和控制执行器工作状态上传至云平台。用户可通过手机或网页远程监控和控制温室。IoT 系统主要分为两个子系统：
- 嵌入式系统 ：部署在温室中，通常由主控制器、通信节点、传感器、控制执行器和其他外设组成。
- 云系统 ：用于数据传输、存储和与用户交互，由网络运营商提供，用户无需购买服务器即可快速便捷地部署自己的网络系统。

连接嵌入式系统和云系统是 IoT 技术的关键，开发者可使用多种通信方式（如 USB、串口通信、Wi-Fi、蓝牙、4G/5G、