[发明专利]一种农业物联网温室大棚微型教学模拟装备

说明书

技术领域

本发明涉及农业信息化应用基础教学演示系统，具体为一种农业物联网温室大棚微型教学模拟装备。

背景技术

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是信息化时代的重要发展阶段，其应用更是当前农业信息化研究的热点之一，如何将农业物联网专业知识实体展示给学生学习需要认真探索。

近年来，随着人们物质生活水平的提高，希望饭桌上有更多各地时令新鲜蔬菜，温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了广泛应用与迅速推广。在种植过程中，大棚中的温度、湿度、光照度、CO₂浓度等因素对农作物的生长有很大的影响。传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，随着农业物联网的发展，将物联网技术引进大棚种植正是时代发展的产物。

大棚智能监控系统能够根据大棚环境，自动或手动控制相应传感设备，通过相应执行设备调节大棚中环境，使大棚作物能在最佳环境中生长，同时也可使管理部门和用户自己随时通过互联网或者手机信息了解大棚作物生长的实时状况。

为了培养物联网工程专业学生对温室大棚智能监控系统的直接感受，便于分块教学，本团队在总结各类物联网实验室设备基础上，设计了一种农业物联网温室大棚微型教学模拟装备，它具有温室大棚的主要特征，同时又是微型模型，便于拆解，能通过手机、电脑与触摸板三种方式进行控制相应执行设备，很适合课堂演示与实物效果展示。

本装备主要以科技部科技支撑计划课题“农村物联网基础平台共性关键技术研究(2012BAD35B05)”的需求为研究背景，在原有具体实物温室大棚智能控制系统基础上，为便于教师演示与学生学习，经过简化与微型化，主要以嵌入式为基础，设计ARM板、网页、手机等三种控制方式实现对温室大棚温度、湿度、红外感应、光线采集、视频远程监控信息进行提取，并智能控制相应外围设备，保证大棚内作物的安全性。

首先，它解决了真实应用环境与教学环节脱节问题，让物联网工程教学环节紧跟实际工程应用。

其次，它解决农业信息化信息交互的完整演示问题，由于它具有分块性与层次性，能根据教学环节的需要，选择其中一个模块进行分组演示与讲解，也可以自由组合，功能完备，互不干扰。

其三，它解决科技成果如何引入教学课堂的问题，将当前科技集成成果微型化、模块化，通过组合搭配与详细讲解，能让学生直观的掌握当前农业物联网技术。

发明内容

本发明提供一种农业物联网温室大棚微型教学模拟装备，用以解决目前物联网工程专业教学应用设备欠缺且已有设备体积大、笨重、复杂、组合不方便等问题，本发明解决所述问题的技术方案为：

一种农业物联网温室大棚微型教学模拟装备，包括硬件设备主体与支撑软件系统，所述硬件设备主体为GEC210显示面板、大棚控制设备开发板、物联网采集ZigBee模块和连接排线，所述支撑软件系统主要包括信息采集系统、智能控制系统和智能视频监控系统，所述物联网采集ZigBee模块包括红外感应传感器、声音传感器、温湿度传感器、短距离红外触发器、红外烟雾传感器和光敏传感器，所述GEC210显示面板通过USBWIFI与安卓手机连接，所述GEC210显示面板通过有线连接或者无线连接到笔记本电脑或者PC机服务器，所述大棚控制设备开发板采用Linux系统，所述大棚控制设备开发板通过WIFI或连接端口与手机安卓系统连接，所述大棚控制设备开发板通过CGI接口与HTMLWEB系统连接，所述大棚控制设备开发板内的嵌入式系统采用QT5软件。

本发明中，所述信息采集系统包括节点传感器采集信息系统、节点无线传递信息系统、管理基站接收处理信息系统、软件显示具体数据界面，所述节点传感器采集信息系统、节点无线传递信息系统、管理基站接收处理信息系统、软件显示具体数据界面依次连接，所述智能视频监控系统包括监控摄像头、视屏传输网络系统、信息处理显示系统和互联网远程访问端口。

本发明支撑软件系统主要包括信息采集系统、智能控制系统和智能视频监控系统，所述信息采集系统由节点传感器采集信息→节点无线传递信息→管理基站接收处理信息→软件显示具体数据界面组成，各种传感器能获取当前农业生态环境等信息，并通过路由通讯方式，将数据传输到管理基站接收点。所述智能控制系统通过设备信息采集数据及生产需要，通过集成软件控制灌溉、通风、卷帘等作业。所述智能视频监控系统由监控摄像头、视屏传输网络、信息处理显示、互联网远程访问等部分组成，能实现全天候实时监控，智能识别报警、智能录像、远程访问等功能，有针对的实现物联网工程专业应用的课程教学与实物演示。