摘要 提出了基于Web的设施农业气象信息监测与预警系统。即实时采集温室中气象数据，通过GPRS无线专网自动传输到服务器上，并且在Internet网络上实时发布实时气象监测信息、监测图片、温室气象预警信息、天气预报等服务。该系统用ASP、ADO、Fushion Chart等技术将实时资料、历史资料、气象预报信息等以Flash动画的形式显示；方便用户直观地了解温室的实时气象信息、及时掌握温室的气象预警、预报信息。为农户科学管理温室、科学种植提供科学依据。
关键词 Web；设施农业；气象信息；实时监测；气象预警
中图分类号 S165 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2009）07-0287-02
Facility agriculture weather information Monitoring and alerting System Based on Web
Liu De-yi 1 Li Zhen-fe 1 Fu Ning 2 Li Chun 1 Wang Tie 1
（1 Tianjin Climate Centre，Tian Jin 300074； 2 Civil Aviation University of China）
Abstract The paper proposes a facility agriculture’s weather information monitoring and alerting system based on Web．After collecting greenhouse weather information’s in real-time，The system sends data through GPRS to server automatically.It distrubutes weather monitoring information，monitoring picture，alerting information in greenhouse，weather forecast etc in real time. The system uses the technology of ASP，ADO and Fushion Chart to displays real-time data， history data and weather forecast.It can help user to know the real-time data in greenhouse，to get weather alerting and forecasting information in time.It provides scientific basis for users to perform scientific managing and scientific planting in greenhouse.
Key words Web；facility agriculture；weather information；realtime monitoring；weather alert
我国设施农业正处在蓬勃发展的时期，设施栽培面积已达210万公顷，居世界之首[1]。发达国家的设施农业已具有完善的监测设备、一定的生产规范和可靠的质量保证体系[2]。由于自动化和智能化高科技的运用，栽培环境不受自然条件影响而得到有效控制，使农业产品工厂化生产成为现实，这是设施农业发展到高级阶段的工厂化农业[3，4]。利用自动采集器和GPRS无线网络技术对温室进行实时监测，已越来越多地出现在国内的日光温室实际生产中。通过开发基于Web的日光温室气象信息监测与预警系统，利用无线传送技术将温室实时监测数据传到服务器，并且在Internet网络上发布观测数据，具有实时数据显示、历史数据查看、温室气象条件预报、气象灾害报警等功能，实现设施农业气象信息的资源共享，为农业部门管理设施农业提供科学依据，为农民群众及时获得设施农业技术服务，为领导决策提供了准确、直观的数据和技术支撑[5]。
1 总体设计
1.1 系统总体框架
基于Web的设施农业气象实时监测预警系统采用了3层结构框架，包括数据库服务器、应用服务器和客户端，提供给用户实时监测温室中气象数据的平台，如图1所示。系统提供了实时数据查看、历史数据查询、K线图显示、气象预警信息、温室气象预报、应用示范介绍、手机短信提示、实时图片显示等功能。温室的监测设备将各种传感器采集上来的数据经过无线网络GPRS专网传输到数据库中，应用服务器连接数据库服务器，再将数据显示给用户。
1.2 数据流向
各种要素的传感器采集到的数据传输到采集器上，通过GPRS网络无线发送到数据服务器上，并直接存储到SQL Server 2000的数据库中，应用服务器将数据库中的数据进行分析处理实时显示给用户，系统的数据流向框图如图2所示。
1.3 体系结构与技术支持
系统在体系结构上采用B/S（Browser/Server）模式，系统服务器端则采用C/S（Client/Server）模式，完成实时数据的采集、处理、存储等工作，通过网络服务器再将信息发布到各客户端。平台选择Windows平台，数据库选择Microsoft SQL Server，采用了OLE DB和JDBC设计，开发工具采用了支持C/S的VB.net和支持B/S结构的ASP。
2 系统功能模块
系统采用B/S结构，支持多用户并发访问。系统主要分为以下几个模块。
2.1 实时数据显示
具有单要素多测点、单测点多要素显示功能，在Flash图表上显示实时观测资料；可以对同一观测要素不同测点的实时数据进行比较，也可查看当天某一要素观测数据的走势情况，可以为决策部门实时决策提供科学依据。
2.2 历史资料查询
查看各测站的各种气象要素的观测信息，查询过去某一时间段的某一观测要素的走势情况；具有数据汇总、分类查询的功能；以K线图形式显示数据的小时、日、月的最大值、最小值、平均值等统计信息。
2.3 预报资料显示
主要分为以下部分：一是利用已有的长序列的温室内外的观测资料建立预报模型，利用该模型对温室内的气象条件进行预报；二是针对即将发生的极端气象事件，发布温室气象预警信息；三是将每天利用手机短信的形式发送的温馨提示，通过Web方式服务更多的农民用户。
2.4 监测图片显示
通过查看实时拍摄的温室内作物的监测图片，使农业技术人员和温室的管理人员随时掌握温室内的作物长势信息，远程诊断作物病因，提高工作效率、减少经济损失。
3 系统关键技术
3.1 实时数据库技术
实时数据库负责整个系统实时数据的搜集、处理、存储，负责历史数据统计分析、报警管理、数据分析等需求。温室内传感器采集到的数据存储到采集器上，采集器通过GPRS无线网络将数据传输到数据服务器中，应用服务器与数据库服务器之间进行通讯，经过处理分析后通过网络将实时监测数据、数据处理结果显示给用户，因而实时数据库为监控系统提供基础数据和基础信息保证，其准确性、快速性直接影响到了整个温室气象实时监测、预警系统的功能。
3.2 基于Fushion Chart控件的Flash 动画显示技术
本系统的数据显示部分采用Fushion Chart控件技术，显示以Flash动画的形式显示实时数据、历史数据、K线图。编写asp代码并结合Fusion chart控件实现了动态Web 交互功能， 解决了数据在浏览器中的实时刷新和动态描绘问题，人机界面更加友好， 数据显示更加形象直观。
3.3 利用ADO访问数据库，动态化Flash图表
利用ADO技术，将数据库的数据动态的添加到Fushion Chart 控件的数据源中，实现了Flash动画和数据库之间的动态交互功能。
4 系统应用及其特点
4.1 应用情况
本系统已经在天津的5个区县的温室内建立自动观测点，实时采集气象信息，通过该平台发布温室农业气象预报、气象预警信息、灾害气象评估信息、实时观测资料显示。为政府决策者、温室管理者提供第一手的温室农业气象资料。在设施农业气象的防灾减灾服务中，服务效果显著。
4.2 系统特点
一是集成性。通过网络可全面管理各区县温室大棚中的温度、湿度、地温等要素的监测信息和温室内的气象预警信息，集成显示给温室管理者，便于正确决策和安全生产管理。二是分布式。采用TCP/IP协议，通过Web的方式不再受地域限制，通过GPRS网络较好地解决了远程数据通信的问题，数据传输和多路通信的传输得到了统一。三是易用性。采用Web方式大大提高系统可用性、易用性，用户可以从网络方面获取共享监控信息，系统操作简单，方便管理者决策和管理温室大棚。四是预警性。实时监控温室的气象条件，利用天气预报对温室内温度进行气象预警，提前预防温室地温、室外大风等气象灾害的发生，通过网络大大方便温室管理者对温室气象要素的实时监测值、气象预警信息的获取，为温室的科学管理、降低气象灾害发生率提供更先进可靠的技术保障。
5 结语
本系统通过在设施农业的温室大棚气象实时监测、预警中应用，验证了系统稳定可靠、操作方便、准确及时，节省了大量的人力物力财力，使农业技术人员和温室管理人员有效地对温室大棚中的气象要素进行监测，并实时发布预警信息为温室管理提供了科学依据和降低气象灾害的发生，对温室气象预警有良好的应用前景。同时，系统充分利用数据库海量数据，进行分析、提取信息，为决策打下基础，为进一步的温室农业气象条件分析、扩大为农服务形式提供思路。
6 参考文献
[1] 罗克勇，许立新.设施农业环境智能监控管理系统研制与应用[J].江苏农业科学，2004（6）：171-173.
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