一種農業物聯網溫室大棚微型教學模擬裝備的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及農業信息化應用基礎教學演示系統，具體為一種農業物聯網溫室大棚微型教學模擬裝備。
【背景技術】
[0002]物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，也是信息化時代的重要發展階段，其應用更是當前農業信息化研究的熱點之一，如何將農業物聯網專業知識實體展示給學生學習需要認真探索。
[0003]近年來，隨著人們物質生活水平的提高，希望飯桌上有更多各地時令新鮮蔬菜，溫室大棚種植為提高人們的生活水平帶來極大的便利，得到了廣泛應用與迅速推廣。在種植過程中，大棚中的溫度、濕度、光照度、CO2濃度等因素對農作物的生長有很大的影響。傳統的人工控制方式難以達到科學合理種植的要求，隨著農業物聯網的發展，將物聯網技術引進大棚種植正是時代發展的產物。
[0004]大棚智能監控系統能夠根據大棚環境，自動或手動控制相應傳感設備，通過相應執行設備調節大棚中環境，使大棚作物能在最佳環境中生長，同時也可使管理部門和用戶自己隨時通過互聯網或者手機信息了解大棚作物生長的實時狀況。
[0005]為了培養物聯網工程專業學生對溫室大棚智能監控系統的直接感受，便于分塊教學，本團隊在總結各類物聯網實驗室設備基礎上，設計了一種農業物聯網溫室大棚微型教學模擬裝備，它具有溫室大棚的主要特征，同時又是微型模型，便于拆解，能通過手機、電腦與觸摸板三種方式進行控制相應執行設備，很適合課堂演示與實物效果展示。
[0006]本裝備主要以科技部科技支撐計劃課題“農村物聯網基礎平臺共性關鍵技術研究(2012BAD35B05)”的需求為研究背景，在原有具體實物溫室大棚智能控制系統基礎上，為便于教師演示與學生學習，經過簡化與微型化，主要以嵌入式為基礎，設計ARM板、網頁、手機等三種控制方式實現對溫室大棚溫度、濕度、紅外感應、光線采集、視頻遠程監控信息進行提取，并智能控制相應外圍設備，保證大棚內作物的安全性。
[0007]首先，它解決了真實應用環境與教學環節脫節問題，讓物聯網工程教學環節緊跟實際工程應用。
[0008]其次，它解決農業信息化信息交互的完整演示問題，由于它具有分塊性與層次性，能根據教學環節的需要，選擇其中一個模塊進行分組演示與講解，也可以自由組合，功能完備，互不干擾。
[0009]其三，它解決科技成果如何引入教學課堂的問題，將當前科技集成成果微型化、模塊化，通過組合搭配與詳細講解，能讓學生直觀的掌握當前農業物聯網技術。

【發明內容】

[0010]本發明提供一種農業物聯網溫室大棚微型教學模擬裝備，用以解決目前物聯網工程專業教學應用設備欠缺且已有設備體積大、笨重、復雜、組合不方便等問題，本發明解決所述問題的技術方案為:
一種農業物聯網溫室大棚微型教學模擬裝備，包括硬件設備主體與支撐軟件系統，所述硬件設備主體為GEC210顯示面板、大棚控制設備開發板、物聯網采集ZigBee模塊和連接排線，所述支撐軟件系統主要包括信息采集系統、智能控制系統和智能視頻監控系統，所述物聯網采集ZigBee模塊包括紅外感應傳感器、聲音傳感器、溫濕度傳感器、短距離紅外觸發器、紅外煙霧傳感器和光敏傳感器，所述GEC210顯示面板通過USB WIFI與安卓手機連接，所述GEC210顯示面板通過有線連接或者無線連接到筆記本電腦或者PC機服務器，所述大棚控制設備開發板采用Linux系統，所述大棚控制設備開發板通過WIFI或連接端口與手機安卓系統連接，所述大棚控制設備開發板通過CGI接口與HTML WEB系統連接，所述大棚控制設備開發板內的嵌入式系統采用QT5軟件。
[0011]本發明中，所述信息采集系統包括節點傳感器采集信息系統、節點無線傳遞信息系統、管理基站接收處理信息系統、軟件顯示具體數據界面，所述節點傳感器采集信息系統、節點無線傳遞信息系統、管理基站接收處理信息系統、軟件顯示具體數據界面依次連接，所述智能視頻監控系統包括監控攝像頭、視屏傳輸網絡系統、信息處理顯示系統和互聯網遠程訪問端口。
[0012]本發明支撐軟件系統主要包括信息采集系統、智能控制系統和智能視頻監控系統，所述信息采集系統由節點傳感器采集信息—節點無線傳遞信息—管理基站接收處理信息—軟件顯示具體數據界面組成，各種傳感器能獲取當前農業生態環境等信息，并通過路由通訊方式，將數據傳輸到管理基站接收點。所述智能控制系統通過設備信息采集數據及生產需要，通過集成軟件控制灌溉、通風、卷簾等作業。所述智能視頻監控系統由監控攝像頭、視屏傳輸網絡、信息處理顯示、互聯網遠程訪問等部分組成，能實現全天候實時監控，智能識別報警、智能錄像、遠程訪問等功能，有針對的實現物聯網工程專業應用的課程教學與實物演示。
[0013I具體運行效果:
1)溫室環境實時監控
I通過電腦或者手機遠程查看溫室的實時環境數據，包括空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照度等。遠程實時查看溫室視頻監控視頻，并可以保存錄像文件，防止農作物被盜等狀況出現。
[0014]2溫室環境報警記錄及時提醒，用戶可直接處理報警，系統記錄處理信息，可以遠程控制溫室設備。
[0015]3遠程、自動化控制溫室內環境設備，提高工作效率，如自動灌溉系統、風機、側窗、
頂窗等。
[0016]4用戶可以直觀查看溫室環境數據的實時曲線圖，及時掌握溫室農作物生長環境。
[0017]5信息收集、負責接收無線傳感匯聚節點發來的數據、存儲、顯示和數據管理，實現所有基地測試點信息的獲取、管理、動態顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，并根據種植作物的需求提供各種聲光報警信息和短信報警信息。
2)智能報警系統
I系統可以靈活的設置各個溫室不同環境參數的上下閥值。一旦超出閥值，系統可以根據配置，通過手機短信、系統消息等方式提醒相應管理者。
[0018]2報警提醒內容可根據模板靈活設置，根據不同客戶需求可以設置不同的提醒內容，最大程度滿足客戶個性化需求。
[0019]3可以根據報警記錄查看關聯的溫室設備，更加及時、快速遠程控制溫室設備，高效處理溫室環境問題。
[0020]4可及時發現不正常狀態設備，通過短信或系統消息及時提醒管理者，保證系統穩定運行與監管。
[0021]3)遠程自動控制
I系統通過先進的遠程工業自