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智慧农业应用实训沙盘
发布日期:2019-03-27   点击次数:17718
系统简介
       智慧农业应用实训沙盘(SeaIOT-EA-AG-02),以全景的方式,让学生对整体智慧农业行业有所了解,并掌握每个子系统的实现原理和业务逻辑,从而提升学生对物联网行业应用的认知程度。
       通过采集大棚内空气温湿度、光照度、土壤湿度、二氧化碳浓度等数据信息,经过ZigBee无线传感网传送给物联网网关,物联网网关通过有线网络(以太网)、移动网络(4G)或无线网络(Wi-Fi)传送给云服务平台,经过分析处理,以WEB页面统一展示农业生产环境的数据信息,控制加湿器、通风扇、补光灯、滴灌、遮阳帘、点阵屏等执行器的工作状态。同时,系统支持视频采集,用户可通过物联网网关、移动终端浏览视频。系统支持用户自定义控制决策,实现农业生产环境的自动调节。
  • 系统特点
  • 体系结构
  • 核心功能
  • 课程资源
  • 成功案例

1)工业(ye)(ye)级选型(xing):工业(ye)(ye)级传感器执行(xing)器面向(xiang)实际应(ying)用,注重实际动手能力(li)。

2)传输协议:默认采(cai)用ZigBee无线传输(shu)方(fang)(fang)式,可采用wifi通(tong)信方(fang)(fang)式。

3)环境自动调节

根据农作物种植(zhi)经验,可以设(she)置环境参数阈(yu)值,当环境参数不适(shi)合(he)农作物生长时,自动(dong)控制(zhi)相关(guan)设(she)备状态,以实现(xian)大棚环境的自动(dong)调(diao)节。

4)远程视频监控

采用(yong)网(wang)络摄(she)像头对农业大棚(peng)现场进行(xing)实(shi)时监控(kong),摄(she)像头通过WIFI接(jie)入互联网,支持(chi)WEB监控端(duan)、移(yi)动端(duan)远(yuan)程视频查看,实时监控植(zhi)物生长情况。

5)人机交(jiao)互界(jie)面

物联网(wang)网(wang)关、WEB监控端、移动端三(san)方软(ruan)件(jian)系统(tong)均采用图(tu)形图(tu)像化(hua)交互界面,增加操作的便利化(hua)和直观性。

智慧农业(ye)应(ying)用实训系(xi)统具有感知层、网络层、应用层三层体系结构。

感知(zhi)层主要包括(kuo)温(wen)湿度、光线、二氧化碳、土(tu)壤温(wen)湿度、风(feng)速(su)、风(feng)向、雨雪等各种传(chuan)感器节点(dian),以(yi)及通(tong)风(feng)扇(shan)、喷灌(guan)、补光灯、警笛(di)、卷帘等控(kong)制设(she)备,实(shi)现农(nong)业(ye)农(nong)业(ye)大棚(peng)信息的(de)(de)实(shi)时监(jian)测(ce)、农(nong)用设(she)施的(de)(de)状(zhuang)态检测(ce)、以(yi)及自(zi)动(dong)化控(kong)制。

网(wang)络层包(bao)括无线传(chuan)(chuan)感(gan)器网(wang)络和接(jie)入网(wang)络。无线传(chuan)(chuan)感(gan)器网(wang)络采用ZigBee,负责感知层传感器节(jie)点、控(kong)制器节(jie)点与(yu)网(wang)关(guan)之(zhi)间的(de)数据(ju)通(tong)信,由网(wang)关(guan)汇聚(ju)信息(xi)。接入网(wang)络可(ke)使用以(yi)太网(wang)、WIFI4G任(ren)一种,负责网关与云服(fu)务(wu)(wu)平台(tai)之间的(de)数据交互,将汇聚的(de)感知(zhi)层设备信息接(jie)入到云服(fu)务(wu)(wu)平台(tai)。

应用层主(zhu)要设计面向用户,具有多(duo)种访问终端,如本(ben)地网(wang)关(guan)、Web客(ke)户端(duan)、Android客户端等,运行与(yu)农业(ye)大棚(peng)(peng)有关的软件系统,如大棚(peng)(peng)温湿(shi)度(du)自动(dong)(dong)调节(jie)、光照自动(dong)(dong)调节(jie)、土(tu)壤湿(shi)度(du)自动(dong)(dong)调节(jie)、二(er)氧化碳(tan)浓度(du)自动(dong)(dong)调节(jie)、视频监(jian)控等。

系统整体架构如(ru)图所示(shi)。


Ø 环境监测

ZigBee传感设(she)备(bei)实时采集大棚(peng)内空(kong)气温湿度、CO2浓(nong)度(du)、光照强度(du)、土壤温(wen)湿度(du)、土壤水分,大棚外(wai)风速、风向、雨(yu)雪(xue)等数据(ju),通过ZigBee无线传感(gan)器网(wang)络传输给(ji)物(wu)联网(wang)网(wang)关,由网(wang)关的智能(neng)农业管理(li)平台对数据进行分析处理(li)。

Ø 智能控制(zhi)

ZigBee控(kong)制(zhi)(zhi)设备接(jie)收网关管理软件(jian)的控(kong)制(zhi)(zhi)命令,对大棚内排(pai)风扇、喷灌、补(bu)光灯、报警(jing)器等进行控(kong)制(zhi)(zhi),同时(shi)向网关管理软件(jian)反馈(kui)设备的运行状态。

Ø 联动控制

具(ju)有(you)传感器(qi)与控(kong)制(zhi)器(qi)的(de)联动(dong)策略设置功(gong)能。设定传感器(qi)的(de)上(shang)限(xian)(xian)值(zhi)(zhi)(zhi)和下限(xian)(xian)值(zhi)(zhi)(zhi),以(yi)及当(dang)传感器(qi)采样低至(zhi)(zhi)下限(xian)(xian)值(zhi)(zhi)(zhi)或高(gao)至(zhi)(zhi)上(shang)限(xian)(xian)值(zhi)(zhi)(zhi)时,控(kong)制(zhi)设备的(de)动(dong)作。具(ju)有(you)(1)大棚内温度自(zi)动调(diao)节功能,(2)大棚湿度自动调(diao)节功能,(3)大棚土壤湿度(du)自动调节功能,(4)大棚光(guang)照强度自(zi)动调节功能,(5)大棚CO2自动调节功能等。

Ø 视频监控

系统提供本(ben)地网(wang)关、远程Android手机(ji)端(duan)的视(shi)频(pin)监(jian)控功能。通过视(shi)频(pin)传输,直观地查(cha)看农(nong)作物生(sheng)长情况。

Ø 远程监控(kong)

系统提(ti)供WEB端、Android手(shou)机端的农业监控功能(neng)。

web端功能(neng):具有多用户(hu)管理、大棚(peng)网关(guan)设(she)备的(de)(de)增(zeng)删(shan)改(gai)(gai)查(cha)、传感器(qi)设(she)备的(de)(de)增(zeng)删(shan)改(gai)(gai)查(cha)、传感器(qi)采样数据(ju)的(de)(de)实(shi)时显示、执行器(qi)的(de)(de)手动开关(guan)、农业(ye)场景自控策略设(she)置、报警记录查(cha)询(xun)、历史(shi)数据(ju)按照时间段以(yi)表格/曲线方式展示(shi)、数据导出excel文件、IP/关键词(ci)地图定位等功能(neng),还具有服(fu)务(wu)器地址编辑和(he)自动切换功能(neng)。

Android功(gong)能:包括用户登录(lu)、网(wang)关设(she)(she)备添加、传感器采样(yang)数据(ju)的实时显示、执行(xing)器的远(yuan)程开(kai)关、农业场景自控策略设(she)(she)置(zhi)、报警(jing)信(xin)息振动与语音双(shuang)重提醒、远(yuan)程视频(pin)浏览、以及服务器地址(zhi)编辑(ji)和自动切(qie)换等功(gong)能。

Ø 数据查询

系统(tong)提供实时(shi)数据(ju)和(he)历史数据(ju)查(cha)询(xun)两(liang)种功能。实时(shi)数据(ju)可在本地网(wang)关、WEB端(duan)、Android手机端(duan)的(de)软(ruan)件(jian)平台(tai)上查(cha)询。历(li)史数(shu)据可在WEB端界面通过表(biao)格、曲线显示,支持数据导出功能(neng)。

Ø 阈(yu)值超出警(jing)告

系(xi)统实(shi)时采(cai)集的各项环境参数,超(chao)出设置的上下限阈值时,会有报警产生,自动提(ti)醒用户,同时写入报警日志(zhi)。Android手机端也会震动(dong)提醒,语音提醒。

Ø 地图定(ding)位

系统Web端提(ti)供外网IP定位和(he)关(guan)键词定位两(liang)种功能(neng)。地图(tu)上(shang)除(chu)了实现放大、缩(suo)小、显示(shi)详(xiang)细信(xin)息等地图(tu)的基本功能(neng)外,还(hai)可(ke)以浏览(lan)物联网网关(guan)的监测信(xin)息。

Ø 多用户管(guan)理

系统提供管理(li)员用(yong)户(hu)(hu)(hu)和普(pu)通用(yong)户(hu)(hu)(hu)两种(zhong)。管理(li)员用(yong)户(hu)(hu)(hu)可(ke)以分(fen)配多(duo)个普(pu)通用(yong)户(hu)(hu)(hu),同(tong)时可(ke)以查看(kan)所有物(wu)联网网关管理(li)的传感器数据。



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