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智能(neng)(neng)農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)綜(zong)(zong)合(he)(he)實(shi)訓(xun)(xun)系(xi)(xi)統(tong)(tong)（FS_ZNNY）主體是一(yi)個鋁合(he)(he)金金屬骨(gu)架(jia)和有機玻(bo)璃墻壁組(zu)成的(de)溫(wen)(wen)室(shi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)，與其他感知、控制及(ji)執行系(xi)(xi)統(tong)(tong)一(yi)起，構成完整的(de)溫(wen)(wen)室(shi)大(da)棚系(xi)(xi)統(tong)(tong)。包括(kuo)：透明溫(wen)(wen)室(shi)大(da)棚、自動遮陽罩、水泵及(ji)噴頭(tou)、仿真植物和真實(shi)植物、水循(xun)環(huan)系(xi)(xi)統(tong)(tong)、通風系(xi)(xi)統(tong)(tong)、光照(zhao)調(diao)節系(xi)(xi)統(tong)(tong)、溫(wen)(wen)度(du)調(diao)節系(xi)(xi)統(tong)(tong)、無線(xian)傳感器網(wang)絡安裝(zhuang)位置等。是針對于物聯(lian)網(wang)在(zai)農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)領域(yu)自動化(hua)與智能(neng)(neng)化(hua)應用(yong)(yong)(yong)的(de)一(yi)款(kuan)實(shi)景模擬系(xi)(xi)統(tong)(tong)，依托各種傳感節點(dian)（環(huan)境溫(wen)(wen)濕度(du)、土壤水分(fen)(fen)、二氧化(hua)碳、圖像(xiang)等），和無線(xian)通信網(wang)絡實(shi)現農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)生產環(huan)境的(de)智能(neng)(neng)感知、智能(neng)(neng)預警、智能(neng)(neng)分(fen)(fen)析(xi)、專家(jia)在(zai)線(xian)指導，為農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)生產提(ti)供精準化(hua)種植、可視化(hua)管理(li)、智能(neng)(neng)化(hua)決策。為院校在(zai)物聯(lian)網(wang)實(shi)訓(xun)(xun)教(jiao)學方​面提(ti)供了一(yi)個真實(shi)的(de)農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)綜(zong)(zong)合(he)(he)實(shi)訓(xun)(xun)系(xi)(xi)統(tong)(tong)，使學生在(zai)實(shi)訓(xun)(xun)中實(shi)現對物聯(lian)網(wang)綜(zong)(zong)合(he)(he)技術應用(yong)(yong)(yong)的(de)理(li)解(jie)并在(zai)此(ci)基礎上(shang)進行創新應用(yong)(yong)(yong)，培養學生創新應用(yong)(yong)(yong)能(neng)(neng)力，充分(fen)(fen)滿足了目前(qian)高(gao)校培養物聯(lian)網(wang)技術人才(cai)的(de)需(xu)求。

圖1產品實圖

1.各個數據采集(ji)單元及執(zhi)行(xing)單元與服務器通(tong)過無線(xian)通(tong)信或有線(xian)通(tong)信，用戶(hu)(hu)可(ke)以根據用戶(hu)(hu)實際情況選擇其中合適的通(tong)信方案。

2.若有(you)人非法進入(ru)大棚，系統(tong)均能夠將(jiang)報(bao)警(jing)短信發送(song)到綁定(ding)手機。

3.遠程視(shi)頻實(shi)時監控大棚內情況。

 4.系統(tong)實時監測空氣溫濕度(du)，土壤溫濕度(du)，光照度(du)和CO2濃度(du)。

5.用(yong)戶可設(she)定(ding)空氣溫(wen)濕度閾值，根據閾值將自動(dong)打開或關閉加濕器或加熱片來(lai)調(diao)節(jie)空氣溫(wen)濕度。

6.用(yong)戶(hu)可(ke)設(she)定(ding)光照(zhao)度閾值，根據(ju)閾值系統將自動打開或關閉燈光或遮陽簾(lian)來調節光照(zhao)強度。

7.用戶可設定土(tu)(tu)壤溫(wen)濕度(du)(du)閾(yu)值(zhi)(zhi)，根(gen)據閾(yu)值(zhi)(zhi)系(xi)統自動打開或關閉噴(pen)淋來調節土(tu)(tu)壤溫(wen)濕度(du)(du)。

8.用戶可(ke)設定(ding)C02濃度(du)(du)閾(yu)值(zhi)，根據閾(yu)值(zhi)系(xi)統(tong)自動打開或關閉(bi)通風系(xi)統(tong)來調節空氣中CO2的濃度(du)(du)。

9.多種平臺監控，可通(tong)過Windows下(xia)軟(ruan)件、android手機/平板(ban)軟(ruan)件或微信(xin)公眾號的形式檢(jian)測控制(zhi)系統。

智慧農(nong)業實訓(xun)系統(tong)由仿真沙盤、傳感設(she)備(bei)、執行設(she)備(bei)、網(wang)關控(kong)制設(she)備(bei)組成。由蔬菜地、大棚(peng)組成。布設(she)多種傳感器，包括空(kong)氣溫(wen)度(du)(du)(du)(du)、空(kong)氣濕度(du)(du)(du)(du)、土(tu)壤溫(wen)度(du)(du)(du)(du)、土(tu)壤濕度(du)(du)(du)(du)、光(guang)照強(qiang)度(du)(du)(du)(du)、二氧化(hua)碳濃度(du)(du)(du)(du)等(deng)。

圖3智能農業系統

設備(bei)包含以下系(xi)統：

智能照明子系統

自動光(guang)照(zhao)調節系統(tong)可根據光(guang)照(zhao)傳感器判斷溫室(shi)大棚的光(guang)照(zhao)度，根據控制策略控制遮陽罩或者補光(guang)燈(deng)，進(jin)行溫室(shi)內(nei)光(guang)照(zhao)度調節。

智能土壤溫濕度控制子系統

系(xi)統(tong)配備一(yi)套(tao)自動噴(pen)灌(guan)系(xi)統(tong)，由水(shui)箱、水(shui)泵、電(dian)磁閥、噴(pen)頭、土(tu)壤溫濕度(du)傳(chuan)感(gan)器組成。系(xi)統(tong)可以(yi)控制當土(tu)壤溫濕度(du)低(di)于設定值(zhi)時(shi)，打開水(shui)泵、電(dian)磁閥，開始(shi)噴(pen)灌(guan)，否則停止噴(pen)灌(guan)。

智能空氣溫濕度控制子系統

自動氣(qi)溫調節系統可(ke)根據空氣(qi)溫濕(shi)度傳(chuan)感器判(pan)斷室內(nei)溫度，根據控(kong)制策(ce)略開關加熱(re)器，以(yi)實現(xian)空氣(qi)溫度調節的目的。

智能CO2濃度控制子系統

CO2自(zi)動(dong)調節系統，由二氧化(hua)碳傳感(gan)器、排風(feng)(feng)扇(shan)組成，當二氧化(hua)碳濃度大于設(she)定(ding)值時(shi)，打開排風(feng)(feng)扇(shan)給溫室通風(feng)(feng)；低于設(she)定(ding)值時(shi)，自(zi)動(dong)關(guan)閉排風(feng)(feng)扇(shan)。

智能安防子系統

安防監(jian)(jian)控系統主(zhu)要由人(ren)體紅外模塊(kuai)、攝像頭、聲光報警燈和(he)GPRS模塊(kuai)組(zu)成，人(ren)體紅外模塊(kuai)監(jian)(jian)控是否有人(ren)員入侵，如果有人(ren)員入侵則打(da)開聲光報警燈，并(bing)通過(guo)GPRS模塊(kuai)發送(song)短信到客(ke)戶手機上。Wifi攝像頭可以(yi)實現遠(yuan)程(cheng)監(jian)(jian)控大(da)棚實時(shi)影像。

遠程控制子系統

1、Web訪問

系統以web方式提供(gong)服務，用戶可(ke)以通過internet網中任意計算(suan)機(ji)訪問系統。

2、微(wei)信(xin)云控(kong)制(zhi)

用戶可(ke)以(yi)通過微(wei)信(xin)關注加入設(she)備公(gong)眾號，通過微(wei)信(xin)公(gong)眾號提供的按(an)鍵(jian)控制(zhi)和查看室內(nei)狀態。除此之(zhi)外(wai)還(huan)可(ke)以(yi)通過發送文字(zi)，語音(yin)來控制(zhi)設(she)備。

中央(yang)控制子系統

1、數據匯總

獲得各個傳(chuan)感器的數據(ju)，存儲到數據(ju)庫中。

2、智能(neng)分(fen)析控制

統(tong)計數據，根據用戶(hu)設置閾值智能控制各個(ge)控制端點。

3、數據上傳

上傳數據到遠程服務器，以供用戶在外網查看控制。 

4、終端交互

與局域網內(nei)控制(zhi)終端交互，完成系統的設置、狀態的查看、設備的控制(zhi)等(deng)操(cao)作

終端控制子系統

用戶可通過手機(ji)終端、PAD或PC訪問智能(neng)農業(ye)沙盤系統。

1、實(shi)時狀態查詢

2、閾值設置

3、設(she)備(bei)遠(yuan)程(cheng)控制

項目背景

我國(guo)傳(chuan)統(tong)農業(ye)(ye)是(shi)靠(kao)天吃飯(fan)，自然(ran)環境對農業(ye)(ye)生產(chan)的(de)(de)影響很(hen)大。傳(chuan)統(tong)農業(ye)(ye)在(zai)生產(chan)過程中，無論是(shi)農作(zuo)(zuo)物的(de)(de)種植還(huan)是(shi)水產(chan)，畜禽(qin)的(de)(de)養殖，多憑農牧漁民的(de)(de)經(jing)驗和(he)感(gan)覺進行生產(chan)，這不僅會造(zao)成(cheng)作(zuo)(zuo)業(ye)(ye)效率低下，肥水藥的(de)(de)嚴重浪費，還(huan)使得農產(chan)品品質難(nan)以保證，很(hen)難(nan)做(zuo)到(dao)集約化(hua)和(he)規(gui)模化(hua)。信息化(hua)智(zhi)能監控(kong)系統(tong)可以控(kong)制棚內的(de)(de)空(kong)(kong)氣溫度(du)(du)(du)、空(kong)(kong)氣濕(shi)度(du)(du)(du)、土壤溫度(du)(du)(du)、土壤濕(shi)度(du)(du)(du)、光照(zhao)強度(du)(du)(du)、二氧化(hua)碳濃度(du)(du)(du)等。對光照(zhao)強度(du)(du)(du)，水流量以及PH值，土壤EC值等參(can)數進行實時自動調(diao)節，監測，創造(zao)植物生長的(de)(de)環境，使棚內的(de)(de)環境接(jie)近人工設想(xiang)的(de)(de)理想(xiang)值，以滿足溫室作(zuo)(zuo)物生長發育的(de)(de)需要。

項目一：不明人員入侵，自動報警場景

場景簡介：模擬不明(ming)人(ren)員(yuan)(yuan)入(ru)侵(qin)時，系統自動報(bao)(bao)警(jing)應對突(tu)發(fa)狀況。重點顯(xian)示智能安防(fang)系統的自動運轉。當人(ren)體紅外模塊(kuai)監(jian)控到人(ren)員(yuan)(yuan)入(ru)侵(qin)，會自動打開聲光報(bao)(bao)警(jing)燈，并通(tong)過(guo)(guo)GPRS模塊(kuai)發(fa)送(song)短(duan)信到客戶(hu)手機(ji)上。用戶(hu)可以通(tong)過(guo)(guo)Wifi攝(she)像頭實(shi)現手機(ji)遠(yuan)程監(jian)控大棚實(shi)時影像。

涉及(ji)實(shi)驗：ZigBee無線(xian)組網實(shi)驗  大棚(peng)異常環(huan)境報(bao)警實(shi)驗

涉(she)及(ji)設備：人體紅(hong)外模塊 云臺(tai)攝(she)像頭 聲(sheng)光(guang)報警器 GPRS模塊

項目二：反季節種植蔬菜，系統智能調節室內溫、光、水、肥、氣等諸多因素場景

場景簡介：模(mo)擬反季(ji)節種植蔬菜時(shi)，系(xi)統自(zi)動調節環境以(yi)保證農作(zuo)物正(zheng)常(chang)生長(chang)。重(zhong)點(dian)顯示中(zhong)(zhong)(zhong)央控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)智(zhi)(zhi)能(neng)照(zhao)明及(ji)空(kong)氣溫(wen)濕度(du)(du)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統的(de)(de)運(yun)(yun)轉(zhuan)。適宜的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)和(he)充(chong)足(zu)的(de)(de)光(guang)(guang)照(zhao)是(shi)影響植物光(guang)(guang)合作(zuo)用的(de)(de)重(zhong)要因素。反季(ji)節種植蔬菜時(shi)，對溫(wen)度(du)(du)和(he)光(guang)(guang)照(zhao)的(de)(de)要求往往更高。中(zhong)(zhong)(zhong)央控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統將獲得的(de)(de)各個(ge)傳感器數(shu)據，存儲到數(shu)據庫中(zhong)(zhong)(zhong)。智(zhi)(zhi)能(neng)統計(ji)并(bing)分析數(shu)據，根據用戶(hu)設置閾值(zhi)智(zhi)(zhi)能(neng)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)各個(ge)系(xi)統。自(zi)動控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)遮(zhe)陽(yang)罩或者(zhe)補光(guang)(guang)燈，開(kai)關加熱器，以(yi)實現(xian)光(guang)(guang)照(zhao)和(he)空(kong)氣溫(wen)度(du)(du)調節的(de)(de)目(mu)的(de)(de)；用戶(hu)遠(yuan)程視(shi)頻監控(kong)(kong)大棚的(de)(de)實時(shi)運(yun)(yun)轉(zhuan)情況(kuang)。

涉及實驗：

（1）ZigBee無線組網實(shi)驗(yan) 

（2）ZigBee溫(wen)濕度采集實驗

（3）ZigBee光照度(du)采集(ji)實驗

（4）ZigBee二(er)氧化(hua)碳濃度采集實驗(yan)

（5）ZigBee光照控制(zhi)實驗(yan)

（6）ZigBee噴(pen)灌系(xi)統控制實驗

（7）ZigBee風扇控(kong)制(zhi)實(shi)驗

（8）ZigBee恒溫控制實驗

（9）ZigBee濕度控制實驗

（10）ZigBee光照度控制實(shi)驗

（11）ZigBee噴灌控制(zhi)實驗

（12）ZigBee遮(zhe)陽幕布控制實驗

涉及設備：二氧化(hua)碳傳感(gan)器(qi)(qi) 風扇 光照傳感(gan)器(qi)(qi) 電動遮陽簾 噴灌噴頭(tou) 水(shui)泵 土壤溫濕度傳感(gan)器(qi)(qi) 加(jia)濕器(qi)(qi) 空氣(qi)溫濕度傳感(gan)器(qi)(qi) 加(jia)熱器(qi)(qi)