一、概述

YG-SAC-SYS-01智慧農(nóng)業(yè)實訓(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)實時監(jiān)測，同時根據(jù)環(huán)境參數(shù)閾值設(shè)置實現(xiàn)對現(xiàn)場電氣設(shè)備的自動化控制，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。亦可支持無縫擴展無線傳感器節(jié)點，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)驗對系統(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，大棚會自動做出反應(yīng)（如溫度偏低時則打開供暖設(shè)施；溫度偏高時則開門通風(fēng)；水量不足時則自動打開噴淋裝置等)。通過更加精細(xì)和動態(tài)的監(jiān)控方式對農(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)實訓(xùn)系統(tǒng)可以作為學(xué)校進(jìn)行智能農(nóng)業(yè)實訓(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)點采集各種數(shù)據(jù)并控制各種被控對象，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智能中間件和云計算中心等平臺，軟硬件設(shè)計資源可開放供教學(xué)科研使用。系統(tǒng)使用了帶通信模塊的各類傳感器、自動加溫控制器、電動卷簾、電動開窗控制器、噴淋控制器、排風(fēng)控制器、紅外監(jiān)控攝像頭等設(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、實時曲線、歷史數(shù)據(jù)存儲、參量超閾值預(yù)警、風(fēng)速風(fēng)向采集、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、定時自動截圖、安全偵測、溫濕度自動控制、土壤溫濕度自動控制、光照強度自動控制等。

四、主要實驗列表

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

2、大棚異常環(huán)境報警實驗
       a.風(fēng)扇控制實驗；
       b.自動恒溫控制實驗；
       c.自動濕度控制實驗；
       d.自動光照度控制實驗；
       e.自動噴灌控制實驗。