CN110376980B - 一种温室大棚远程动态智能监控系统及监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种温室大棚远程动态智能监控系统，包括监控规则库模块、现场层模块、服务器监控平台终端和移动智能终端，其中：所述监控规则库模块主要负责提供各种农作物的最佳环境生长因子和存储温室大棚内实时的环境数据和农作物成长状况；所述监控规则库模块包括本地数据库和专家系统；所述现场层模块主要负责温室大棚内环境数据的采集；所述服务器监控平台终端主要负责温室大棚实时环境数据的存储分析和处理；所述移动智能终端主要用于随时随地实现对温室大棚状态的监测；本发明采用物联网技术进行无线传感器网络布置，并依据布局规则，解决布线繁琐、不易调整布局和采集数据不科学的问题。
Description
技术领域
本发明涉及温室大棚智能监控技术领域，具体涉及一种温室大棚远程动态智能监控系统及监控方法。
背景技术
温室大棚，又称“暖房”，顾名思义就是一间能够根据实际需求而调节各种环境指标的室内场所，其中的环境指标包括了空气温度、空气湿度、土壤湿度、光照强度、二氧化碳浓度等，使该场所能够具有植物种植的各种环境因子要求，打破了所谓季节作物，使得一年四季任何季度都能够种植各种农作物包括各种反季节农作物等。传统的温室大棚通常是由简单的塑料薄膜，骨架支架搭建而成，内部设施极少，能够检测的环境指标也很有限，并且通常都是利用天然气进行加热，浪费能源且效率低下，严重影响了植物产物的产量以及质量。相比之下，现代温室大棚环境监测及其智能控制系统具有压倒性的优势，现代温室大棚环境监测及其智能控制系统能够实现同时对多个环境指标进行检测，并且通过控制器实现自动或手动控制各种电力传动执行机构运行，使得温室大棚环境指标时刻满足植物生长需求，具备了合适的温湿度，拥有了充足的光照以及最适二氧化碳浓度，植物就能够高产量高质量。
虽然目前国内一些地区已经使用了现代智能温室大棚控制系统，但是，仍然存在着许多的不足：第一，目前许多温室大棚环境监测及控制系统都是单传感器或少量传感器进行检测，采集数据存在一定的不科学性；第二，目前许多温室大棚内部传感器的布置是随意布置，并无科学依据，大大降低了采集数据的准确性和科学性；第三，目前许多温室大棚采用有线布置的方式，存在布局改动困难和远程控制困难等问题；第四，目前许多温室大棚环境监测及控制系统都是近距离控制，存在着灵活性差，控制范围有限，无法集团化管理的缺陷；第五，目前虽然有人提出了基于机器学习的监控规则库，但是机器学习存在对计算资源的消耗巨大，用时长的缺陷，无法做到实时调节。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种温室大棚远程动态智能监控系统，该系统能够实现温室大棚无人值守和智能控制，减低生产成本，提高生产效率。
本发明的另一目的在于提供一种温室大棚远程动态智能监控方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种温室大棚远程动态智能监控系统，包括监控规则库模块、现场层模块、服务器监控平台终端和移动智能终端，其中：
所述监控规则库模块主要负责提供各种农作物的最佳环境生长因子和存储温室大棚内实时的环境数据和农作物成长状况；所述监控规则库模块包括本地数据库和专家系统；
所述现场层模块主要负责温室大棚内环境数据的采集，实时环境数据的显示和广播以及控制用于调节温室大棚环境因子的执行机构；所述现场层模块包括微控制器、数据采集单元、互联网网关、输出控制单元、语音播放单元和数据显示单元；所述数据采集单元所包括的每个无线传感器作为一个网络节点并根据无线传感器网络布局规则进行组网，将组网后的传感器网络置于温室大棚中负责实时环境的采集，并将数据通过无线网络传输给微控制器；
所述服务器监控平台终端主要负责温室大棚实时环境数据的存储分析和处理，监测和控制各个现场层的运行；
所述移动智能终端主要用于随时随地实现对温室大棚状态的监测，以及发送指令给服务器监控平台终端进而实现远程控制。
优选地，所述本地数据库为SQL Server数据库或者Mysql数据库，创建存储植物阈值信息表格、存储植物成长信息表格、存储账号信息表格，并可根据用户需求相应扩展；通过所述本地数据库可实现存储各农作物最佳环境生长因子数据和温室大棚农作物实时生长环境信息。
优选地，所述专家系统采用第四代专家系统为各类型农作物最佳环境生长因子提供监控规则支持，用户只需在服务器监控平台终端设置好相应的植物品种和类型，服务器监控平台终端后台会将这些信息通过内嵌的程序自动在专家系统中进行查询，而后将获取到的监控规则反馈录入到本地数据库中。
优选地，所述数据采集单元包括空气湿度无线传感器、空气温度无线传感器、土壤湿度无线传感器、光照强度无线传感器、二氧化碳浓度无线传感器和移动视觉无线传感器。
优选地，所述移动视觉无线传感器安装在温室大棚顶部的左右两侧，每经过固定时间间隔，微控制器将通过Zigbee无线发送指令给移动视觉无线传感器，移动视觉装置驱动电机旋转，电机的旋转带动固定在电机上的旋转轴，进而带动摄像头沿着导轨的方向前进，到达指定地点后采集图片并将该图片传输给现场层中的微控制器；移动视觉装置设有毛刷，用于增加其阻尼大小，减少摄像头移动时产生的振动，实现移动视觉传感器点到点的快速运动。
优选地，所述输出控制单元包括负压风机、湿帘水泵、遮阳电机、光照灯补偿、电磁阀和加热装置。
优选地，所述无线传感器网络布局规则具体为：
传感器应远离输出控制单元，并保持一定的距离，以防止输出控制单元直接影响其数据采集的准确性；将光照强度无线传感器对温室大棚中任意一点Q的影响程度称为光照传感器影响因子，符号记为 JQ(Q＝1,2，...，m)，将光照强度传感器P的有效检测范围记为 LP(P＝1,2,...,n)；除了移动视觉无线传感器外，其余各类型传感器处理方法与光照强度传感器类似，现以光照强度传感器为例，即温室大棚中任意一点Q的光照传感器影响因子满足以下公式：
其中，
为Q和P两点之间的距离，k为比例系数；
无线传感器网络在布局过程中需要满足温室大棚中植物种植区域中的任意一点的光照传感器影响因子均大于某一固定值，即可保证数据采集的准确性，从而求出所需传感器的最低数量要求，达到既充分减少传感器数量又可以保证数据采集的科学性和准确性的目的；其中土壤湿度无线传感器需在以上规则的基础上设置于土地表面10厘米以下；其中所述移动视觉无线传感器为搭载在特制导轨上的工业摄像头，共设有两架，分别安装于温室大棚顶部的左右两侧导轨上，每当经过一定时间，移动视觉无线传感器将沿着导轨方向滑行，采集农作物相应的图片，并将该图片通过Zigbee无线传输给微控制器，由微控制器通过互联网网关传输给服务器监控平台终端进行相应的处理。
优选地，所述服务器监控平台终端的人机交互界面包括登录界面、温室大棚远程动态智能控制系统主界面、植物阈值设置界面、植物阈值查询界面、植物成长信息查询界面、专家系统查询界面、账户信息录入界面；所述登录界面需要输入安全密码和手机短信验证才能进行登录，保证系统的安全性；所述温室大棚远程动态智能控制系统主界面上设有手动控制以及自动控制两个档位，并集成所有其他界面的进入接口以及温室大棚相关设备的控制按钮；所述植物阈值设置界面既可录入新的农作物品种相关数据，又可改变系统从专家系统中录入的数据；所述植物成长信息查询界面可获取农作物种植时期的所有数据，包括环境指标数据和作物成长情况；所述专家系统查询界面便于用户手动通过专家系统进行查询相应的农作物指标信息；所述账户信息录入界面主要用于录入普通用户和管理员账号的信息，普通用户只具备查看权限，而管理员则具有查看和修改权限；在温室大棚工作期间，服务器监控平台终端负责接收并存储现场层采集到的数据，其中包括空气温湿度、土壤湿度、光照强度、CO2浓度和农作物生长状态图片；服务器监控平台终端对采集来的图片进行图像处理和机器学习，提取图像的特征并分析农作物是否处于正常成长阶段，以及此刻的成长阶段，并预计成熟时间。
优选地，所述移动智能终端可实现远程监测温室大棚的实时信息，并可通过移动智能终端发送相应操作指令给服务器监控平台终端进而实现对温室大棚的控制。
一种温室大棚远程动态智能监控系统的监控方法，包括下述步骤：
(1)在服务器监控平台终端上，用户通过人机交互界面可以给现场层中的每一个温室大棚设置对应种植的农作物品种以及植物类型；
(2)服务器监控平台终端根据用户所设置的农作物品种，优先从本地数据库中获取对应的环境因子阈值，其中包括温室大棚ID、农作物品种ID以及对应的空气温度上下阈值、空气湿度上下阈值、土壤湿度上下阈值、光照强度上下阈值和二氧化碳浓度上下阈值；如果本地数据库中搜索不到对应的农作物品种，则会自动转到专家系统中进行搜索，这样能够减少所需要的时间开销；当搜索到专家系统中的数据时，系统将会自动将该数据录入本地数据库中，方便下次直接进行调用，这样既弥补了本地数据库中数据量不全的缺点，又避免了从专家系统中获取数据的时间开销以及存在不适用于当地的缺陷；
(3)服务器监控平台终端把获取的农作物最佳环境成长因子数据通过互联网网关传输至现场层，现场层则根据接收到的数据进行相应的控制；除了从服务器监控平台终端对现场层进行控制之外，用户可通过移动智能终端直接查看温室大棚的实时环境状况，并给服务器监控平台终端发送指令，通过服务器监控平台终端实现对现场层中各个温室大棚环境因子的控制和调节。
本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：
(1)本发明采用物联网技术进行无线传感器网络布置，并依据布局规则，解决布线繁琐、不易调整布局和采集数据不科学的问题；
(2)本发明采用本地数据库和专家系统相结合的方法，提高监控规则库的科学性和合理性，并能够记录农作物成长状况，减少时间开销；
(3)本发明采用机器学习分析和预测农作物的成长状态，提高农作物成长情况分析的准确性；
(4)本发明可远程实时监控温室大棚，实现真正的自动化、智能化、集团化管理，更加准确合理地调节温室大棚环境因子，提高农作物产量和质量。
附图说明
图1为本发明总体结构框图；
图2为本发明监控方法流程图；
图3为本发明现场层的结构框图。
图4为本发明数据采集单元的结构框图；
图5为本发明输出控制单元的结构框图；
图6为本发明移动视觉无线传感器的立体图；
图7为本发明移动视觉无线传感器的仰视图；
图8为本发明移动视觉无线传感器的左视图。
图中附图标记为：1、电机；2、摄像头；3、导轨；11、毛刷；21、旋转轴。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
针对现阶段温室大棚存在控制距离有限，传感器布置不合理，监控规则不够科学等问题，本发明提出一种基于物联网和监控规则库的远程动态智能监控系统，并根据布局规则进行无线传感器网络布置，解决现有技术中温室大棚存在布线繁琐、布局改动困难和采集数据不准确的现状；采用移动视觉装置实现对农作物成长状况的实时监测和分析；采用本地数据库和专家系统相结合的方法，实现对农作物所需的环境生长因子进行科学调节，提高农作物的产量和质量；采用服务器监控平台终端和移动智能终端想结合的策略，实现随时随地对温室大棚环境的动态监测和控制。
具体来说，本系统主要分为四大模块，分别为监控规则库模块、现场层模块、服务器监控平台终端和移动智能终端。监控规则库模块主要负责提供各种农作物的最佳环境生长因子和存储温室大棚内实时的环境数据和农作物成长状况；现场层模块主要负责温室大棚内环境数据的采集，实时环境数据的显示和广播以及控制用于调节温室大棚环境因子的执行机构；服务器监控平台终端主要负责温室大棚实时环境数据的存储分析和处理，监测和控制各个现场层的运行；移动智能终端主要用于随时随地实现对温室大棚状态的监测，以及发送指令给服务器监控平台终端进而实现远程控制。
监控规则库模块具体包括本地数据库和专家系统。
本地数据库包括但不限于SQL Server数据库或者Mysql数据库等；其中，需创建存储植物阈值信息表格、存储植物成长信息表格、存储账号信息表格等必要表格，具体可根据用户需求相应扩展，通过该本地数据库可以实现存储各农作物最佳环境生长因子数据和温室大棚农作物实时生长环境信息。
第四代专家系统具有多知识库、多主体的特点，目前开始采用大型多专家协作系统、多种知识表示、综合知识库、自组织解题机制、多学科协同解题与并行推理、专家系统工具与环境、人工神经网络知识获取及学习机制等最新人工智能技术。本发明采用第四代专家系统为各类型农作物最佳环境生长因子提供监控规则支持，用户只需在服务器监控平台终端设置好相应的植物品种和类型，服务器监控平台终端后台将会将这些信息通过内嵌的程序自动在专家系统中进行查询，而后将获取到的监控规则反馈录入到本地数据库之中；此外用户也可以通过服务器监控平台终端的人机交互界面实现对本地数据库中各农作物监控规则的修改，以达到因地制宜的作用，并且在一定程度上为反复调用此监控规则节省了时间开销成本，而无需每次都进行专家系统查询。
如图1所示，为温室大棚远程动态智能监控系统总体结构框图，由于地域原因，各个地方的环境条件可能会不一致，考虑到即使是相同的农作物在不同地域进行种植，其最佳环境生长因子也有可能是不同；此外，从专家系统中获取相应数据的时间会远比本地数据库获取相应数据的时间要多得多。因此，本发明采用了本地数据库与专家系统相结合的策略，其监控规则获取流程图如图2所示，首先在服务器监控平台终端上，用户通过人机交互界面可以给现场层中的每一个温室大棚设置对应种植的农作物品种以及植物类型。然后，服务器监控平台终端将会根据用户所设置的农作物品种，优先从本地数据库中获取对应的环境因子阈值，其中包括了温室大棚ID、农作物品种ID以及对应的空气温度上下阈值、空气湿度上下阈值、土壤湿度上下阈值、光照强度上下阈值、二氧化碳浓度下上阈值等数据；如果本地数据库中搜索不到对应的农作物品种，则会自动去专家系统中进行搜索，如此一来就能够减少所需要的时间开销；当搜索到专家系统中的数据时，系统将会自动将该数据录入本地数据库中，方便下次直接进行调用，这样既弥补了本地数据库中数据量不全的缺点，又避免了从专家系统中获取数据的过大时间开销以及有一定概率并不适用于当地的缺陷。最后，服务器监控平台终端将会把获取的农作物最佳环境成长因子数据通过互联网网关传输至现场层，现场层则根据接收到的数据进行相应的控制。除了从服务器监控平台终端对现场层进行控制之外，通过特制开发的手机APP软件和网站，用户可以直接在移动智能手机终端登录APP或者登陆该网站查看温室大棚的实时环境状况，并且给服务器监控平台终端发送指令，通过服务器监控平台终端进而实现对现场层中各个温室大棚环境因子的控制和调节。
如图3所示，为现场层结构框图，该现场层由微控制器、数据采集单元、互联网网关、输出控制单元、语音播放单元和数据显示单元六大组件构成。所述数据采集单元如图4所示，包括：空气湿度无线传感器、空气温度无线传感器、土壤湿度无线传感器、光照强度无线传感器、二氧化碳浓度无线传感器和移动视觉无线传感器等。目前市面上的温室大棚在布置传感器时，对其传感器数量和布置的位置大都是随机布置或者凭经验布置，缺乏一定的科学性和合理性，一定程度上减低了数据采集的准确性和合理性。本发明提出了一种布局规则，将会在后续部分进行详细阐述。每个传感器作为一个Zigbee网络节点进行组网，由上述无线传感器构成的传感器网络将会置于温室大棚之中负责实时环境的采集，并将数据通过Zigbee无线网络传输给微控制器。
所述输出控制单元如图5所示，包括：负压风机、湿帘水泵、遮阳电机、光照灯补偿、电磁阀和加热装置。当温室大棚内的环境指标不在指定上下阈值范围内的话，将会按照下表(输出控制单元调节策略表)进行相应的工作：
(Ta：空气温度；RHa：空气湿度；Lx：光照强度；RHs：土壤湿度；CO2：二氧化碳浓度；Emax：上阈值；Emin：下阈值)
(√：增强工作状态；×：减弱工作状态；-：无影响)
其中，负压风机的启动优先级为：空气温度>土壤湿度>CO2浓度；湿帘水泵的启动优先级为：空气温度>土壤湿度。另外，负压风机、湿帘水泵、遮阳电机、光照灯补偿、电磁阀和加热装置都拥有4个档位，工作过程中根据实际值与期望值的差值来决定，差值越大，档位越高，工作强度越大，其中期望值为上下阈值的平均值。
所述语音播放单元和数据显示单元置于温室大棚之中，当温室大棚所有指标都在指定上下阈值范围内，语音播放单元将会于固定时间间隔进行正常广播，且数据显示单元将会显示出当前状态下的各项数据指标及其农作物的成长状态；当温室大棚中存在指标不在指定上下阈值范围内时，语音播放单元将会广播异常数据指标并发出警告，同时数据显示单元将会把当前异常指标项标红提示。
所述互联网网关负责服务器监控平台终端与现场层之间的数据传输，每隔5秒会将温室大棚内的各项指标数据发送至服务器监控平台终端，并实时准备接受服务器监控平台终端的指令。
本发明中温室大棚中无线传感器的布局需满足如下规则，首先传感器应该远离输出控制单元，并保持有一定的距离，以防止输出控制单元直接影响其数据采集的准确性；在下文中统一将光照强度传感器对温室大棚中任意一点Q的影响程度称为光照传感器影响因子，符号记为JQ(Q＝1,2，...，m)，将光照强度传感器P的有效检测范围记为 LP(P＝1,2,...,n)；除了移动视觉无线传感器外，其余类型传感器处理方法与光照强度传感器类似，这里将以光照强度传感器为例进行举例说明，即温室大棚中任意一点Q的光照传感器影响因子满足以下公式
其中，
为Q和P两点之间的距离，k为比例系数。
无线传感器网络在布置过程中需要满足温室大棚中植物种植区域中的任意一点的光照传感器影响因子均大于某一固定值即可保证数据采集的准确性，从而也可以求出所需传感器的最低数量要求，达到既充分减少传感器数量又可以保证数据采集的科学性和准确性的目的。特别地，土壤湿度传感器需在以上所述规则的基础上布置于土地表面 10厘米以下。所述移动视觉无线传感器为搭载在特制导轨上的工业摄像头，总共具有两架，分别安装与温室大棚顶部的左右两侧导轨之上。每当经过一定的时间之后，移动视觉传感器将会沿着导轨方向滑行，采集农作物相应的图片，并将图片通过Zigbee无线传输给微控制器，由微控制器通过互联网网关传输给服务器监控平台终端进行相应的处理。
所述移动视觉无线传感器如图6～8所示，安装于温室大棚顶部的左右两侧，每当经过固定时间间隔，微控制器将会通过Zigbee无线发送指令给移动视觉无线传感器，移动视觉装置将会驱动电机1旋转，电机1的旋转带动了固定在电机上的旋转轴21，进而带动摄像头2沿着导轨3的方向前进，并于固定点停止并采集图片并将图片传输给现场层中的微控制器；接着，移动视觉传感器将会抵达下一个点进行采集图片直至数据全部采集完成。移动视觉装置设置有毛刷11，用于增加其阻尼大小，减少摄像头移动时产生的振动，实现移动视觉传感器点到点的快速运动。
所述的服务器监控平台终端的人机交互界面采用cs架构，基于 elipse开发平台java语言开发；设有以下界面：登录界面、温室大棚远程动态智能控制系统主界面、植物阈值设置界面、植物阈值查询界面、植物成长信息查询界面、专家系统查询界面、账户信息录入界面等。所述登录界面需要输入安全密码和手机短信验证才能进行登录，保证系统的安全性。所述温室大棚远程动态智能控制系统主界面上面设置有手动控制以及自动控制两个档位，并且集成有所有其他界面的进入接口以及温室大棚相关设备的控制按钮。所述植物阈值设置界面既可以录入新的农作物品种相关数据，又可以改变系统从专家系统中录入的数据。所述植物成长信息查询界面可以获取农作物种植时期的所有数据，包括环境指标数据和作物成长情况。所述专家系统查询界面是便于用户手动通过专家系统进行查询相应的农作物指标信息。所述的账户信息录入界面主要用于录入普通用户和管理员账号的信息，普通用户只具备查看权限，而管理员则具有查看和修改权限。在温室大棚工作期间，服务器监控平台终端负责接收并临时存储现场层采集到的数据，其中包括空气温湿度、土壤湿度、光照强度、CO2浓度和农作物生长状态图片供分析使用；服务器监控平台终端对采集回来的图片进行图像处理和机器学习，提取出图像的特征并分析出农作物是否处于正常成长阶段，以及此刻的成长阶段，并预计出成熟时间；然后服务器监控平台终端将分析处理得出的数据转入本地数据库中储存。
所述的移动智能终端是一个应用程序安装包和网站，用户可以在移动智能设备上，例如智能手机上下载安装该APP或者直接浏览网站，登录相应的账号和密码以及手机短信验证(此处的账号和密码必须和服务器监控平台终端中录入的账户信息相一致才有权成功登录)就可以实现远程监测温室大棚之中的实时信息，并且可以通过移动智能终端发送相应操作指令给服务器监控平台终端进而实现对温室大棚的控制。如此一来就可以实现随时随地、远程、智能化地监控温室大棚，便于集团化管理。
本发明专利采用物联网技术进行无线传感器网络布置，并且依据一定的布局规则，解决上述布线繁琐、不易调整布局和采集数据不科学的问题；采用本地数据库和专家系统相结合的方法，提高监控规则库的科学性和合理性，并且能够记录农作物成长状况，减少时间开销；采用机器学习分析和预测农作物的成长状态，提高农作物成长情况分析的准确性。实现远程实时的监控温室大棚，实现真正的自动化、智能化、集团化管理，更加准确合理地调节温室大棚环境因子，提高农作物产量和质量。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种温室大棚远程动态智能监控系统，其特征在于，包括监控规则库模块、现场层模块、服务器监控平台终端和移动智能终端，其中：
所述监控规则库模块主要负责提供各种农作物的最佳环境生长因子和存储温室大棚内实时的环境数据和农作物成长状况；所述监控规则库模块包括本地数据库和专家系统；
所述现场层模块主要负责温室大棚内环境数据的采集，实时环境数据的显示和广播以及控制用于调节温室大棚环境因子的执行机构；所述现场层模块包括微控制器、数据采集单元、互联网网关、输出控制单元、语音播放单元和数据显示单元；所述数据采集单元所包括的每个无线传感器作为一个网络节点并根据无线传感器网络布局规则进行组网，将组网后的传感器网络置于温室大棚中负责实时环境的采集，并将数据通过无线网络传输给微控制器；
所述服务器监控平台终端主要负责温室大棚实时环境数据的存储分析和处理，监测和控制各个现场层的运行；
所述移动智能终端主要用于随时随地实现对温室大棚状态的监测，以及发送指令给服务器监控平台终端进而实现远程控制；
所述无线传感器网络布局规则具体为：
传感器应远离输出控制单元，并保持一定的距离，以防止输出控制单元直接影响其数据采集的准确性；将光照强度无线传感器对温室大棚中任意一点Q的影响程度称为光照传感器影响因子，符号记为JQ(Q＝1,2，...，m)，将光照强度传感器P的有效检测范围记为LP(P＝1,2,...,n)；除了移动视觉无线传感器外，其余各类型传感器处理方法与光照强度传感器类似，现以光照强度传感器为例，即温室大棚中任意一点Q的光照传感器影响因子满足以下公式：
其中，
为Q和P两点之间的距离，k为比例系数；
无线传感器网络在布局过程中需要满足温室大棚中植物种植区域中的任意一点的光照传感器影响因子均大于某一固定值，即可保证数据采集的准确性，从而求出所需传感器的最低数量要求，达到既充分减少传感器数量又可以保证数据采集的科学性和准确性的目的；其中土壤湿度无线传感器需在以上规则的基础上设置于土地表面10厘米以下；其中所述移动视觉无线传感器为搭载在特制导轨上的工业摄像头，共设有两架，分别安装于温室大棚顶部的左右两侧导轨上，每当经过一定时间，移动视觉无线传感器将沿着导轨方向滑行，采集农作物相应的图片，并将该图片通过Zigbee无线传输给微控制器，由微控制器通过互联网网关传输给服务器监控平台终端进行相应的处理。
2.根据权利要求1所述的温室大棚远程动态智能监控系统，其特征在于，所述本地数据库为SQL Server数据库或者Mysql数据库，创建存储植物阈值信息表格、存储植物成长信息表格、存储账号信息表格，并可根据用户需求相应扩展；通过所述本地数据库可实现存储各农作物最佳环境生长因子数据和温室大棚农作物实时生长环境信息。
3.根据权利要求1所述的温室大棚远程动态智能监控系统，其特征在于，所述专家系统采用第四代专家系统为各类型农作物最佳环境生长因子提供监控规则支持，用户只需在服务器监控平台终端设置好相应的植物品种和类型，服务器监控平台终端后台会将这些信息通过内嵌的程序自动在专家系统中进行查询，而后将获取到的监控规则反馈录入到本地数据库中。
4.根据权利要求1所述的温室大棚远程动态智能监控系统，其特征在于，所述数据采集单元包括空气湿度无线传感器、空气温度无线传感器、土壤湿度无线传感器、光照强度无线传感器、二氧化碳浓度无线传感器和移动视觉无线传感器。
5.根据权利要求4所述的温室大棚远程动态智能监控系统，其特征在于，所述移动视觉无线传感器安装在温室大棚顶部的左右两侧，每经过固定时间间隔，微控制器将通过Zigbee无线发送指令给移动视觉无线传感器，移动视觉装置驱动电机旋转，电机的旋转带动固定在电机上的旋转轴，进而带动摄像头沿着导轨的方向前进，到达指定地点后采集图片并将该图片传输给现场层中的微控制器；移动视觉装置设有毛刷，用于增加其阻尼大小，减少摄像头移动时产生的振动，实现移动视觉传感器点到点的快速运动。
6.根据权利要求1所述的温室大棚远程动态智能监控系统，其特征在于，所述输出控制单元包括负压风机、湿帘水泵、遮阳电机、光照灯补偿、电磁阀和加热装置。
7.根据权利要求1所述的温室大棚远程动态智能监控系统，其特征在于，所述服务器监控平台终端的人机交互界面包括登录界面、温室大棚远程动态智能控制系统主界面、植物阈值设置界面、植物阈值查询界面、植物成长信息查询界面、专家系统查询界面、账户信息录入界面；所述登录界面需要输入安全密码和手机短信验证才能进行登录，保证系统的安全性；所述温室大棚远程动态智能控制系统主界面上设有手动控制以及自动控制两个档位，并集成所有其他界面的进入接口以及温室大棚相关设备的控制按钮；所述植物阈值设置界面既可录入新的农作物品种相关数据，又可改变系统从专家系统中录入的数据；所述植物成长信息查询界面可获取农作物种植时期的所有数据，包括环境指标数据和作物成长情况；所述专家系统查询界面便于用户手动通过专家系统进行查询相应的农作物指标信息；所述账户信息录入界面主要用于录入普通用户和管理员账号的信息，普通用户只具备查看权限，而管理员则具有查看和修改权限；在温室大棚工作期间，服务器监控平台终端负责接收并存储现场层采集到的数据，其中包括空气温湿度、土壤湿度、光照强度、CO2浓度和农作物生长状态图片；服务器监控平台终端对采集来的图片进行图像处理和机器学习，提取图像的特征并分析农作物是否处于正常成长阶段，以及此刻的成长阶段，并预计成熟时间。
8.根据权利要求1所述的温室大棚远程动态智能监控系统，其特征在于，所述移动智能终端可实现远程监测温室大棚的实时信息，并可通过移动智能终端发送相应操作指令给服务器监控平台终端进而实现对温室大棚的控制。
9.一种由权利要求1～8任一项所述温室大棚远程动态智能监控系统的监控方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)在服务器监控平台终端上，用户通过人机交互界面可以给现场层中的每一个温室大棚设置对应种植的农作物品种以及植物类型；
(2)服务器监控平台终端根据用户所设置的农作物品种，优先从本地数据库中获取对应的环境因子阈值，其中包括温室大棚ID、农作物品种ID以及对应的空气温度上下阈值、空气湿度上下阈值、土壤湿度上下阈值、光照强度上下阈值和二氧化碳浓度上下阈值；如果本地数据库中搜索不到对应的农作物品种，则会自动转到专家系统中进行搜索，这样能够减少所需要的时间开销；当搜索到专家系统中的数据时，系统将会自动将该数据录入本地数据库中，方便下次直接进行调用，这样既弥补了本地数据库中数据量不全的缺点，又避免了从专家系统中获取数据的时间开销以及存在不适用于当地的缺陷；
(3)服务器监控平台终端把获取的农作物最佳环境成长因子数据通过互联网网关传输至现场层，现场层则根据接收到的数据进行相应的控制；除了从服务器监控平台终端对现场层进行控制之外，用户可通过移动智能终端直接查看温室大棚的实时环境状况，并给服务器监控平台终端发送指令，通过服务器监控平台终端实现对现场层中各个温室大棚环境因子的控制和调节。
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