信息技术的快速发展,促进了各行各业产业结构的调整。在农业生产方面,信息化技术也扮演着越来越重要的角色。我国是一个人口大国,民以食为天,农业的健康发展直接关系着14亿人民的餐桌质量。智能农业大棚作为一种重要的农业生产模式之一,有效提高了大棚管理水平和农作物生长水平,是一种提高土地利用率、解决人多地少矛盾的有效方式。可以预见的是基于无线传感器网络技术的智能农业大棚是未来很长一段时间内农业大棚发展的新趋势,符合互联网时代的农业发展要求。但是当下我国智能温室大棚的发展深受传统农业的影响,大多数智能化程度不高,且结构复杂,成本昂贵,研发周期长。本文以此为出发点,着眼于当下智能农业大棚技术的特点,设计了基于无线传感器网络的温室大棚监控系统,实现了对大棚环境因子的实时监测与远程调控。系统分为下位机和上位机两个部分,下位机负责数据采集和上传,上位机负责进行数据监测和远程调控。下位机部分由协调器节点、路由节点和终端节点组成无线传感器网络。在硬件的设计方面,下位机所有节点均采用CC2530芯片作为节点的主控芯片,其中终端节点搭载DH11温湿度传感器、MQ-7一氧化碳传感器和光照强度传感器为终端采集节点的硬件方案,协调器节点外接ESP8266物联网芯片作为协调器节点的硬件方案。下位机采集的环境因子信息主要有温度、湿度、光照强度和一氧化碳气体浓度。在下位机的软件设计方面主要采用了TI公司编写的ZigBee协议栈源码ZStack来对各个功能节点进行实现。上位机部分主要采用了物联网云平台技术和Web开发技术完成了上位机监控应用平台的开发。主要设计了OneNET云平台监控应用、关联手机客户端和第三方Web应用三个监控应用平台,主要实现的功能有:数据实时监测功能、异常数据报警功能、历史数据管理功能、系统后台管理功能、温度预警功能、环境因子自动调控功能等。借助于多个监控应用平台,用户可以随时随地对大棚环境进行远程监测与调控。另外,针对温室大棚中温度调控的滞后性问题,提出了基于PCA＿BP组合算法的温度预测模型。模型综合考虑了农业温室大棚各个环境因子之间的耦合作用以及温度调控的滞后性对温度变化产生的影响,通过实测数据对预测模型进行训练,利用训练得到的最佳预测模型提前预测出下一时刻的温度变化情况,根据预测情况以短信的形式及时向大棚用户发送预警信息,方便用户进行提前的温度调控。实验表明,基于PCA＿BP组合算法的温度预测模型对大棚温度预测具有良好的效果,为温度的提前调控带来了便利。