温室种植作为一种在环境相对可控条件下进行农业生产与管理的技术,以其不受季节变化影响的独特优势,逐渐成为我国北方地区降低种植成本、避免极端气候影响、提高作物产量的重要农业生产方式。近年来,融合了微处理器控制、无线传感器网络、云平台等技术的现代化温室实现了跨越式发展,逐步向智能化方向迈进。然而,早期应用于温室调控的无线传感网络方案已经不适于当前温室单体面积及温室群控制规模扩大的情况,先后出现了采集数据处理复杂、远距离通信困难、技术升级成本昂贵等问题,并且温室环境具有的滞后性、强耦合性、时变性等特点,导致现代温室调控策略设计困难。针对以上问题,论文根据温室环境的控制特点,对传感器数据处理方法和温室温度的调控方法进行了研究。首先,采用基于支持度和相融矩阵的方法对传感器采集数据进行预处理,并针对温室环境干扰及网络通信影响造成的无线通信过程中数据丢失问题,应用Kalman filtering对温室节点数据流作出估计。其次,采用支持向量机(SVM)算法对多因子影响下的温室温度值进行了预测,得出下一阶段温室温度控制的目标值。最后,为满足温室调温效果,在温室机理建模的基础上,设计了基于Smith预估器的Fuzzy-PID温室温度控制算法。在上述研究基础上,论文应用窄带物联网LoRa技术,设计了基于低功耗远距离无线通信传感网络的温室监控系统。在硬件电路设计中,自组网节点以STM32F051K8U6低功耗单片机为控制器进行各模块电路搭建,实现温室环境数据采集及执行机构控制。将STM32F103C8T6单片机作为控制器进行自组网集中器电路设计,协调节点成功组网,接收节点数据并实现与上位机信息的收发。在软件程序设计中,主要完成了节点与集中器自组网程序设计、节点数据采集程序,并特别注意了网络信道防碰撞问题,设计了基于CSMA/CA和TDMA的Mac层通信协议。集中器与上位机之间的通信以GPRS模块为载体,应用TCP通信协议实现低成本、大容量数据传递。根据设计需求,采用Labview软件进行上位机界面设计,实现了温室环境信息实时显示与控制。在系统调试过程中,依次完成节点与集中器自组网调试、GPRS模块通信调试、Labview上位机数据采集与执行机构控制调试、传感器数据处理测试。PC端上位机和手机T-Link微信小程序实时显示当前温室各项参数与设备状态,并对报警信息进行记录,系统运行效果较好,满足温室系统设计方案的各项要求。