一、概述

YG-SAC-SYS-01智慧農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)以農(nóng)業(yè)大棚模型為載體，能夠?qū)τ绊戅r(nóng)作物生長的環(huán)境傳感數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)根據(jù)環(huán)境參數(shù)閾值設(shè)置實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制，如風(fēng)扇、加濕器、除濕器、空調(diào)、照明設(shè)備、灌溉設(shè)備等，并支持遠(yuǎn)程控制。常用環(huán)境監(jiān)測傳感器包括空氣溫濕度、土壤溫濕度、環(huán)境光照等傳感器。亦可支持無縫擴(kuò)展無線傳感器節(jié)點(diǎn)，如大氣壓力、水位監(jiān)測、CO2、煙霧、紅外人體感應(yīng)等傳感器。根據(jù)常見農(nóng)作物種植經(jīng)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵值的設(shè)定進(jìn)行判別，當(dāng)某種數(shù)據(jù)偏離設(shè)定值時(shí)，大棚會(huì)自動(dòng)做出反應(yīng)（如溫度偏低時(shí)則打開供暖設(shè)施；溫度偏高時(shí)則開門通風(fēng)；水量不足時(shí)則自動(dòng)打開噴淋裝置等)。通過更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的監(jiān)控方式對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行管理，更好地感知農(nóng)作物的生長環(huán)境，通過智能控制提高資源利用率和生產(chǎn)力水平。

智慧農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以作為學(xué)校進(jìn)行智能農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)工具，大棚模型內(nèi)配置了完整的傳感器設(shè)備及模擬農(nóng)業(yè)噴灌、光照、排風(fēng)設(shè)施等。硬件主要包括服務(wù)器、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、各種傳感器、各種控制設(shè)備、攝像頭以及其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智慧農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)采用完整的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)，即感知層、傳輸層和應(yīng)用層，前端采用智能傳感器控制節(jié)點(diǎn)采集各種數(shù)據(jù)并控制各種被控對(duì)象，傳輸層通過ZIGBEE、WIFI、3G網(wǎng)絡(luò)接入智能網(wǎng)關(guān)，將各種數(shù)據(jù)傳輸至云端服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并反饋給控制器。系統(tǒng)包含了智能視頻服務(wù)、Niagara智能中間件和云計(jì)算中心等平臺(tái)，軟硬件設(shè)計(jì)資源可開放供教學(xué)科研使用。系統(tǒng)使用了帶通信模塊的各類傳感器、自動(dòng)加溫控制器、電動(dòng)卷簾、電動(dòng)開窗控制器、噴淋控制器、排風(fēng)控制器、紅外監(jiān)控?cái)z像頭等設(shè)備以及支持各類通信協(xié)議的嵌入式網(wǎng)關(guān)。

系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

智慧農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖

農(nóng)業(yè)大棚界面

三、系統(tǒng)功能子模塊

智慧農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是基于B/S結(jié)構(gòu)，主要包括以下功能模塊：空氣溫濕度光照采集、土壤溫濕度采集、CO2濃度采集、實(shí)時(shí)曲線、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、參量超閾值預(yù)警、風(fēng)速風(fēng)向采集、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、定時(shí)自動(dòng)截圖、安全偵測、溫濕度自動(dòng)控制、土壤溫濕度自動(dòng)控制、光照強(qiáng)度自動(dòng)控制等。

四、主要實(shí)驗(yàn)列表

1、卷簾控制實(shí)驗(yàn)
       a.無線組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)；
       b.溫濕度采集實(shí)驗(yàn)；
       c.光照度采集實(shí)驗(yàn)；
       e.二氧化碳濃度采集實(shí)驗(yàn)；
       f.風(fēng)力風(fēng)速采集實(shí)驗(yàn)；
       g.光照控制實(shí)驗(yàn)；
       h.噴灌系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)。

2、大棚異常環(huán)境報(bào)警實(shí)驗(yàn)
       a.風(fēng)扇控制實(shí)驗(yàn)；
       b.自動(dòng)恒溫控制實(shí)驗(yàn)；
       c.自動(dòng)濕度控制實(shí)驗(yàn)；
       d.自動(dòng)光照度控制實(shí)驗(yàn)；
       e.自動(dòng)噴灌控制實(shí)驗(yàn)。