农业物联网教学系统的探索与研究

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1、农业物联网教学系统的探索与研究　　摘要：近年来，中国物联网产业持续良好发展势头，作为物联网的重要分支，农业物联网将给人们的生活方式带来较大的改变，从而促进传统农业向智慧农业的转变，更进一步提高农业生产经营的综合效率，降低资源消耗。目前大部分高校学习的内容为理论知识，不经过实验或者实际应用，学生很难掌握。本教学示范系统包含实际物联网所应用的传感器及控制系统，传输系统、应用系统，为学生提供生动、实际的农业物联网场景，使学生能够熟练掌握所学到的知识。　　关键词：农业；物联网　　1、系统概述　　1.1背景概述　　随着传感技术和自动化技术的发展，用于大棚种植监控的

2、传感器品类越来越多，大棚种植整体自动化水平也随之上升。农业智能大棚监控是利用传感器来监控大棚内的温度、湿度、光照和土壤湿度、土壤温度、CO2浓度等影响农作物生长的环境参数，通过信息化无线传输网络把数据传输到系统进行智能化分析，同时通过计算机系统远程控制大棚内的水阀、加热、补湿、滴灌、喷灌、补光等设备，能够相对恒定的控制大棚内部的环境，从而确保农作物在最佳的状态下进行生长。对于环境要求比较高的植物来说，更能避免因为人为因素而造成的生产损失。　　1.2系统概述　　1.2.1系统简介　　本教学示范系统涉及传感器技术，ZIGBEE无线传感器网络，RFID射频识别

3、技术，计算机网络和串口通信技术，自动化控制，嵌入式系统技术等物联网组成的重要技术，使学生能够从实际应用中，全方位了解这一新兴行业，更好的掌握物联网有关的知识。　　1.2.2系统概要设计　　根据初步沟通，本项目包括如下设备内容：　　1.采集传感设备：通过传感器采集温室的温度、湿度、CO2浓度、光照强度、土壤湿度、土壤温度。采集设备可根据需要在温室内部署。　　2.高清视频设备：采用高清摄像头采集温室现场的视频和图像数据，保护试验成果。　　3.无线传输设备：环境数据通过无线方式进行局部传输，方便项目部署和未来的扩展性。　　4.手持管理终端：根据实验需要为相关人

4、员配备手持管理终端，可实时查询园区内的环境参数，及安防情况。　　5.监视操作台：控制中心PC对温室的全部温湿度、CO2浓度、土壤湿度、土壤温度行统一监控，方便管理，便于学生学习时的参观、演示。　　6.远程实验平台：通过互联网方式访问远程实验平台，可实时查看采集数据，观看现场视频，并进行病虫害图片管理。　　2、系统方案设计　　2.1系统功能　　自动检测并调节大棚内温度、湿度、CO2浓度，光照强度等环境参数。同时，网络视频可以实时监控农作物生长状况。　　2.2系统设备选型　　大棚智能监控系统由智能监控系统、大棚环境智能控制器以及传感器（温湿度传感器、CO2传

5、感器、光照强度传感器等）、视频图像采集器（摄像头）、过程追溯（RFID读写器标签，）及外围设备（加热器、加湿器、风机、湿帘水泵、遮阳网、天窗、CO2发生器等）构成。　　2.2.1环境监测传感器资料与说明　　>无线空气温湿度传感器　　内置先进的温度感应器，物联无线温度湿度传感器可实时为您监测温室中的温度，通过无线Zigbee技术，可与温室中的空调设备相连，当室内温度超过或低于系统设定范围时，可自动打开或关闭空调设备。还可通过设置，随时将温室中的温度情况发送到您的手机上，以便您及时了解，省去经常往大棚跑的麻烦。此外，物联无线温度湿度传感器采用无线控制技术，省

6、去您的布线烦恼，让您的温室更添整洁清爽。　　>无线光照传感器　　无线光照传感器，采用对弱光也有较高灵敏度的硅兰光伏探测器作为传感器，随时监测记录太阳光线的强度。通过无线Zigbee技术，物联无线光照传感器还可与相关的补光系统、遮阳系统等设备相连，在有需要时，自动打开相关设备，为您的作物生长打造完美的光照环境。　　>无线二氧化碳传感器　　运用先进的Zigbee技术，当空气中的二氧化碳浓度超过系统设定阙值范围后，可自动打开与之相连的通风设备，也可增加对作物的光照，使之进行更多的光和作用，从而减少二氧化碳的浓度。　　>无线网关　　是将Zigbee无线网络信号和

7、互联网网络相互连接的桥接设备，实现Zigbee网络设备与互联网网络设备之间的监测与控制。有了它，您可以随时随地在互联网上浏览您的温室大棚最新情况，并且还可以进行远程操控！　　>无线中继器　　它能有效连接物联Internet通信网关和超出物联Internet通信网关有效控制区域的其它Zigbee网络设备，实现中继组网，扩大覆盖区域，并传输网关的控制命令到相关网络设备，达到预期传输和控制的效果。　　基于先进的Zigbee技术，物联无线中继器无需接入网线，就可自行中继组网，扩散网络信号，让您的网络灵活顺畅运行，保障您的所有设备正常运行。　　>小型气象站　　HO

8、BO气象站使用非常灵敏的传感器，测量要素：温度、相对湿度、降雨、PAR、风速、大