一種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚微型教學(xué)模擬裝備的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)演示系統(tǒng)，具體為一種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚微型教學(xué)模擬裝備。
【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是信息化時代的重要發(fā)展階段，其應(yīng)用更是當(dāng)前農(nóng)業(yè)信息化研究的熱點之一，如何將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識實體展示給學(xué)生學(xué)習(xí)需要認(rèn)真探索。
[0003]近年來，隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，希望飯桌上有更多各地時令新鮮蔬菜，溫室大棚種植為提高人們的生活水平帶來極大的便利，得到了廣泛應(yīng)用與迅速推廣。在種植過程中，大棚中的溫度、濕度、光照度、CO2濃度等因素對農(nóng)作物的生長有很大的影響。傳統(tǒng)的人工控制方式難以達(dá)到科學(xué)合理種植的要求，隨著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引進(jìn)大棚種植正是時代發(fā)展的產(chǎn)物。
[0004]大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠根據(jù)大棚環(huán)境，自動或手動控制相應(yīng)傳感設(shè)備，通過相應(yīng)執(zhí)行設(shè)備調(diào)節(jié)大棚中環(huán)境，使大棚作物能在最佳環(huán)境中生長，同時也可使管理部門和用戶自己隨時通過互聯(lián)網(wǎng)或者手機(jī)信息了解大棚作物生長的實時狀況。
[0005]為了培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生對溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)的直接感受，便于分塊教學(xué)，本團(tuán)隊在總結(jié)各類物聯(lián)網(wǎng)實驗室設(shè)備基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚微型教學(xué)模擬裝備，它具有溫室大棚的主要特征，同時又是微型模型，便于拆解，能通過手機(jī)、電腦與觸摸板三種方式進(jìn)行控制相應(yīng)執(zhí)行設(shè)備，很適合課堂演示與實物效果展示。
[0006]本裝備主要以科技部科技支撐計劃課題“農(nóng)村物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)平臺共性關(guān)鍵技術(shù)研究(2012BAD35B05)”的需求為研究背景，在原有具體實物溫室大棚智能控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，為便于教師演示與學(xué)生學(xué)習(xí)，經(jīng)過簡化與微型化，主要以嵌入式為基礎(chǔ)，設(shè)計ARM板、網(wǎng)頁、手機(jī)等三種控制方式實現(xiàn)對溫室大棚溫度、濕度、紅外感應(yīng)、光線采集、視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控信息進(jìn)行提取，并智能控制相應(yīng)外圍設(shè)備，保證大棚內(nèi)作物的安全性。
[0007]首先，它解決了真實應(yīng)用環(huán)境與教學(xué)環(huán)節(jié)脫節(jié)問題，讓物聯(lián)網(wǎng)工程教學(xué)環(huán)節(jié)緊跟實際工程應(yīng)用。
[0008]其次，它解決農(nóng)業(yè)信息化信息交互的完整演示問題，由于它具有分塊性與層次性，能根據(jù)教學(xué)環(huán)節(jié)的需要，選擇其中一個模塊進(jìn)行分組演示與講解，也可以自由組合，功能完備，互不干擾。
[0009]其三，它解決科技成果如何引入教學(xué)課堂的問題，將當(dāng)前科技集成成果微型化、模塊化，通過組合搭配與詳細(xì)講解，能讓學(xué)生直觀的掌握當(dāng)前農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供一種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚微型教學(xué)模擬裝備，用以解決目前物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)應(yīng)用設(shè)備欠缺且已有設(shè)備體積大、笨重、復(fù)雜、組合不方便等問題，本發(fā)明解決所述問題的技術(shù)方案為:
一種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚微型教學(xué)模擬裝備，包括硬件設(shè)備主體與支撐軟件系統(tǒng)，所述硬件設(shè)備主體為GEC210顯示面板、大棚控制設(shè)備開發(fā)板、物聯(lián)網(wǎng)采集ZigBee模塊和連接排線，所述支撐軟件系統(tǒng)主要包括信息采集系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)和智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，所述物聯(lián)網(wǎng)采集ZigBee模塊包括紅外感應(yīng)傳感器、聲音傳感器、溫濕度傳感器、短距離紅外觸發(fā)器、紅外煙霧傳感器和光敏傳感器，所述GEC210顯示面板通過USB WIFI與安卓手機(jī)連接，所述GEC210顯示面板通過有線連接或者無線連接到筆記本電腦或者PC機(jī)服務(wù)器，所述大棚控制設(shè)備開發(fā)板采用Linux系統(tǒng)，所述大棚控制設(shè)備開發(fā)板通過WIFI或連接端口與手機(jī)安卓系統(tǒng)連接，所述大棚控制設(shè)備開發(fā)板通過CGI接口與HTML WEB系統(tǒng)連接，所述大棚控制設(shè)備開發(fā)板內(nèi)的嵌入式系統(tǒng)采用QT5軟件。
[0011]本發(fā)明中，所述信息采集系統(tǒng)包括節(jié)點傳感器采集信息系統(tǒng)、節(jié)點無線傳遞信息系統(tǒng)、管理基站接收處理信息系統(tǒng)、軟件顯示具體數(shù)據(jù)界面，所述節(jié)點傳感器采集信息系統(tǒng)、節(jié)點無線傳遞信息系統(tǒng)、管理基站接收處理信息系統(tǒng)、軟件顯示具體數(shù)據(jù)界面依次連接，所述智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控攝像頭、視屏傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、信息處理顯示系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問端口。
[0012]本發(fā)明支撐軟件系統(tǒng)主要包括信息采集系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)和智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，所述信息采集系統(tǒng)由節(jié)點傳感器采集信息—節(jié)點無線傳遞信息—管理基站接收處理信息—軟件顯示具體數(shù)據(jù)界面組成，各種傳感器能獲取當(dāng)前農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境等信息，并通過路由通訊方式，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾砘窘邮拯c。所述智能控制系統(tǒng)通過設(shè)備信息采集數(shù)據(jù)及生產(chǎn)需要，通過集成軟件控制灌溉、通風(fēng)、卷簾等作業(yè)。所述智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控攝像頭、視屏傳輸網(wǎng)絡(luò)、信息處理顯示、互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問等部分組成，能實現(xiàn)全天候?qū)崟r監(jiān)控，智能識別報警、智能錄像、遠(yuǎn)程訪問等功能，有針對的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)應(yīng)用的課程教學(xué)與實物演示。
[0013I具體運(yùn)行效果:
1)溫室環(huán)境實時監(jiān)控
I通過電腦或者手機(jī)遠(yuǎn)程查看溫室的實時環(huán)境數(shù)據(jù)，包括空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照度等。遠(yuǎn)程實時查看溫室視頻監(jiān)控視頻，并可以保存錄像文件，防止農(nóng)作物被盜等狀況出現(xiàn)。
[0014]2溫室環(huán)境報警記錄及時提醒，用戶可直接處理報警，系統(tǒng)記錄處理信息，可以遠(yuǎn)程控制溫室設(shè)備。
[0015]3遠(yuǎn)程、自動化控制溫室內(nèi)環(huán)境設(shè)備，提高工作效率，如自動灌溉系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、側(cè)窗、
頂窗等。
[0016]4用戶可以直觀查看溫室環(huán)境數(shù)據(jù)的實時曲線圖，及時掌握溫室農(nóng)作物生長環(huán)境。
[0017]5信息收集、負(fù)責(zé)接收無線傳感匯聚節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)、存儲、顯示和數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)所有基地測試點信息的獲取、管理、動態(tài)顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)種植作物的需求提供各種聲光報警信息和短信報警信息。
2)智能報警系統(tǒng)
I系統(tǒng)可以靈活的設(shè)置各個溫室不同環(huán)境參數(shù)的上下閥值。一旦超出閥值，系統(tǒng)可以根據(jù)配置，通過手機(jī)短信、系統(tǒng)消息等方式提醒相應(yīng)管理者。
[0018]2報警提醒內(nèi)容可根據(jù)模板靈活設(shè)置，根據(jù)不同客戶需求可以設(shè)置不同的提醒內(nèi)容，最大程度滿足客戶個性化需求。
[0019]3可以根據(jù)報警記錄查看關(guān)聯(lián)的溫室設(shè)備，更加及時、快速遠(yuǎn)程控制溫室設(shè)備，高效處理溫室環(huán)境問題。
[0020]4可及時發(fā)現(xiàn)不正常狀態(tài)設(shè)備，通過短信或系統(tǒng)消息及時提醒管理者，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行與監(jiān)管。
[0021]3)遠(yuǎn)程自動控制
I系統(tǒng)通過先進(jìn)的遠(yuǎn)程工業(yè)自