Design of solar greenhouse environmental monitoring and control on the basis of multinode data fusion : Projeto de monitoramento e controle ambiental de estufa solar com base na fusao de dados multinos

• Published in: Revista brasileira de engenharia agrícola e ambiental Vol. 29; no. 10; p. 1
• Main Authors: Tang, Yajie, Zhou, Wei, Dong, Yuande, Liu, Na, Xie, Chang
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: ATECEL--Associacao Tecnico Cientifica Ernesto Luiz de Oliveira Junior 01.10.2025
• Subjects: Actuators; Algorithms; Analysis; Control systems; Environmental law; Environmental monitoring; Laws, regulations and rules; Sensors; Wi-Fi; China
• ISSN: 1415-4366
• DOI: 10.1590/1807-1929/agriambi.v29n10e292624

Greenhouse environmental regulation can create an optimal environment for the growth of greenhouse crops and effectively improve their production conditions. This study aimed to develop an intelligent monitoring and control system for solar greenhouses on the basis of multisensor data fusion by integrating long range (LoRa) and WiFi communication technologies to increase the accuracy and reliability of environmental regulation. A median filtering algorithm and an adaptive weighted average data fusion algorithm were designed to improve the reliability of the data involved in the control system. A segmented control strategy was adopted to achieve automatic control of the solar greenhouse environment. Tests on data transmission and communication, analysis of the data fusion effect, and greenhouse temperature control tes ts based on the segmented control strategy were carried out for this system. The results showed that the success rate of data transmission of the system reached 99.8% and that the execution accuracy of the actuators was over 99%. Under the traditional single-node control strategy, the temperature was within the suitable range 41.96% of the time. Compared with the traditional single-node control strategy, the segmented control strategy based on data fusion maintained the temperature within the suitable range for 13.28% longer. Key words: solar greenhouse, internet of things, LoRa, cloud platform, data fusion algorithm A regulacao ambiental das estufas pode criar um ambiente otimo para o crescimento das culturas em estufa e melhorar eficazmente as condicoes de producao das culturas. Este estudo teve como objetivo desenvolver um sistema inteligente de monitorizacao e controlo para estufas solares baseado na fusao de dados multi-sensor, integrando as tecnologias de comunicacao long range (LoRa) e WiFi, para melhorar a precisao e a fiabilidade da regulacao ambiental. Foi concebido um algoritmo de fusao de dados de filtragem mediana e de media ponderada adaptativa para melhorar a fiabilidade dos dados envolvidos no sistema de controlo. A estrategia de controle segmentado e adoptada para realizar o controle automatico do ambiente da estufa solar. Foram efetuados testes de transmissao e comunicacao de dados, analise do efeito da fusao de dados e testes de controle da temperatura da estufa com base na estrategia de controle segmentado para este sistema. Verificou-se que a taxa de sucesso da transmissao de dados do sistema atinge 99,8% e a precisao de execucao dos actuadores e superior a 99%. Com a estrategia tradicional de controle de no unico, a temperatura esta dentro do intervalo adequado em 41,96% do tempo. Em comparacao com a estrategia de controle tradicional de no unico, a gama de temperaturas adequada da estrategia de controle segmentada baseada na fusao de dados aumentou 13,28%. Palavras-chave: estufa solar, internet das coisas, LoRa, plataforma na nuvem, algoritmo de fusao de dados