產(chǎn)地類別 | 國產(chǎn) | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 電子 |
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產(chǎn)品簡介
詳細(xì)介紹
VSWL-NY03智能溫室大棚實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)
一、系統(tǒng)簡介
VSWL-NY03智能溫室大棚實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)綜合運(yùn)用傳感器采集、設(shè)備控制、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信、嵌入式系統(tǒng)、中間件等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及多學(xué)科技術(shù)的交叉融合,依托部署在溫室大棚中的各種傳感器節(jié)點(diǎn)、控制節(jié)點(diǎn)、智能網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器與客戶端實(shí)現(xiàn)溫室大棚農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能分析、智能決策、智能控制以及智能預(yù)警等,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向精細(xì)化、可視化、自動(dòng)化方向的邁進(jìn)提供了技術(shù)儲(chǔ)備,為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)提供了一個(gè)完備的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。
二、系統(tǒng)構(gòu)成
系統(tǒng)利用各種傳感器測量溫室大棚生產(chǎn)過程中的參數(shù),結(jié)合嵌入式數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)技術(shù)將歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)一保存管理;利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管理各個(gè)節(jié)點(diǎn);利用自動(dòng)控制理論和反饋控制理論實(shí)現(xiàn)智能控制與無人值守;利用嵌入式Linux系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)關(guān);利用Android系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能終端,促使學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)大棚等現(xiàn)實(shí)環(huán)境的應(yīng)用。
1、系統(tǒng)外觀
溫室大棚外觀圖
2、系統(tǒng)構(gòu)成拓?fù)鋱D
系統(tǒng)構(gòu)成拓?fù)鋱D
三、硬件組成
實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要由環(huán)境感知設(shè)備、控制設(shè)備、智能網(wǎng)關(guān)、視頻監(jiān)控設(shè)備、供電設(shè)備、智能終端、鋁合金鋼架模型等組成。
環(huán)境感知設(shè)備
主要由傳感器調(diào)理板、ZigBee通信處理板以及接口底板組成的節(jié)點(diǎn)。標(biāo)配傳感器包括空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、光照度傳感器、二氧化碳傳感器、雨雪傳感器、風(fēng)速傳感器等,可根據(jù)客戶需求定制不同類型的傳感器節(jié)點(diǎn)。
控制設(shè)備:
主要由執(zhí)行設(shè)備、ZigBee通信處理板以及接口底板組成的節(jié)點(diǎn),交流220V供電,整體封裝在標(biāo)準(zhǔn)的86盒內(nèi),安全可靠。標(biāo)配執(zhí)行設(shè)備包括加濕器、電動(dòng)卷簾、補(bǔ)光燈、加熱燈帶、滴灌、換氣扇等,可根據(jù)客戶需求定制不同的控制設(shè)備。
智能網(wǎng)關(guān):
主要用于傳感層設(shè)備的數(shù)據(jù)處理以及接入上層云服務(wù)平臺(tái)。主要由Cortex-A8主板組成,可升級(jí)為A9四核主板,整體封裝在模具內(nèi),美觀大方。主板集成ZigBee無線路由器通信模塊,用于維護(hù)ZigBee網(wǎng)絡(luò),接收ZigBee傳感器采樣信息,向ZigBee控制設(shè)備發(fā)送控制命令。主板還集成WiFi模塊,用于連接無線路由器,降低以太網(wǎng)布線的復(fù)雜度。同時(shí),主板可擴(kuò)展GPRS、3G或4G模塊,將智能網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)程可靠傳輸。
視頻監(jiān)控設(shè)備
它是一種視頻服務(wù)器,具有IP地址和MAC地址,用于視頻監(jiān)測大棚內(nèi)農(nóng)作物的長勢、以及安全防范。
智能終端:
主要指運(yùn)行Android系統(tǒng)的平板電腦或智能手機(jī)。Android平板電腦,運(yùn)行智能溫室大棚終端軟件,實(shí)現(xiàn)大棚環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)設(shè)備遠(yuǎn)程控制、以及視頻查看等功能。
供電設(shè)備:
配有完善的供電設(shè)備,包括空氣開關(guān)、急停開關(guān)、電源指示燈等,安裝在底座鋼架上,為系統(tǒng)輸入安全穩(wěn)定的交流220V總電源??墒褂锰柲芄╇姲鍨橄到y(tǒng)提供能源,降低系統(tǒng)能耗。
鋼架模型:
支撐溫室大棚的整個(gè)設(shè)施,內(nèi)部鋪設(shè)供電線路。除了提供標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)大棚鋼架模型外,還可根據(jù)學(xué)校的要求設(shè)計(jì)溫室大棚的外觀,感知與控制設(shè)備的類型,設(shè)備部署的方式,模型材料以及是否使用真實(shí)的農(nóng)作物等。
四、軟件資源
系統(tǒng)軟件默認(rèn)采用C/S結(jié)構(gòu),主要包括ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)透明傳輸軟件、本地智能網(wǎng)關(guān)QT溫室大棚監(jiān)控軟件、溫室大棚Android終端監(jiān)控軟件等。
ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)透明傳輸軟件:
主要實(shí)現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的建立、節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)入網(wǎng)、節(jié)點(diǎn)休眠與喚醒、節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的透明傳輸、傳感器節(jié)點(diǎn)的采樣與傳輸、以及執(zhí)行節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的功能。
智能網(wǎng)關(guān)QT溫室大棚監(jiān)控軟件:
智能網(wǎng)關(guān)采用嵌入式Linux操作系統(tǒng),上電后即運(yùn)行基于QT的智能溫室大棚監(jiān)控軟件。用戶可以在本地網(wǎng)關(guān)上直接瀏覽溫室大棚內(nèi)所有傳感器采集的數(shù)據(jù),可以手動(dòng)控制大棚所有農(nóng)用設(shè)備,可以編輯控制規(guī)則實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)。網(wǎng)關(guān)監(jiān)控軟件集成了嵌入式數(shù)據(jù)庫,對(duì)所有傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行保存,用戶可以瀏覽傳感器的歷史數(shù)據(jù)以及觀察曲線圖。
Android溫室大棚終端監(jiān)控軟件:
平板電腦運(yùn)行基于Android操作系統(tǒng)的智能溫室大棚終端監(jiān)控軟件。用戶可以在平板上瀏覽溫室大棚內(nèi)所有傳感器采集的數(shù)據(jù),可以手動(dòng)控制大棚所有農(nóng)用設(shè)備,還可以通過視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控大棚內(nèi)農(nóng)作物的生長情況,也可以作為溫室大棚安全防范的重要環(huán)節(jié)。
五、系統(tǒng)功能
1、智能網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)的功能:
Linux網(wǎng)關(guān)軟件運(yùn)行界面如表所示。
2、智能終端實(shí)現(xiàn)的功能:
六、教學(xué)資源
實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)覆蓋了ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、Linux智能網(wǎng)關(guān)、以及Android智能終端三部分,因此系統(tǒng)提供了約三十個(gè)課時(shí)的實(shí)驗(yàn),從基礎(chǔ)采集傳輸實(shí)驗(yàn),到網(wǎng)關(guān)匯聚分析處理實(shí)驗(yàn),再到Android終端應(yīng)用實(shí)驗(yàn),一條線貫穿,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中逐步領(lǐng)悟物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu),關(guān)鍵技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)方式,培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手解決問題的能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力。
另外,為方便用戶教學(xué)和學(xué)習(xí),系統(tǒng)提供了一本使用手冊和一本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。使用手冊主要介紹如何安全正確地操作這套系統(tǒng),使其正常運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)溫室大棚的監(jiān)控功能。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書詳細(xì)地介紹了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)參數(shù),實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,?shí)驗(yàn)原理,以及實(shí)驗(yàn)步驟等。
1、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/span>
名稱 | 實(shí)驗(yàn) |
1. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信類實(shí)驗(yàn) | IAR集成開發(fā)環(huán)境搭建實(shí)驗(yàn) 基于Z-Stack協(xié)議棧傳感節(jié)點(diǎn)透明傳輸程序的使用實(shí)驗(yàn) |
2. Linux智能網(wǎng)關(guān)實(shí)驗(yàn) | 大棚光線采集顯示實(shí)驗(yàn) 大棚溫濕度采集顯示實(shí)驗(yàn) 大棚外雨雪監(jiān)測顯示實(shí)驗(yàn) 大棚外風(fēng)速檢測顯示實(shí)驗(yàn) 大棚內(nèi)二氧化碳監(jiān)測顯示實(shí)驗(yàn) 大棚土壤溫濕度檢測顯示實(shí)驗(yàn) 滴灌設(shè)備控制實(shí)驗(yàn) 植物補(bǔ)光燈控制實(shí)驗(yàn) 通風(fēng)扇控制實(shí)驗(yàn) 大棚卷簾控制實(shí)驗(yàn) 大棚地?zé)峥刂茖?shí)驗(yàn) 加濕器控制實(shí)驗(yàn) |
3. Android智能終端實(shí)驗(yàn) | 大棚溫濕度終端顯示實(shí)驗(yàn) 大棚光線終端顯示實(shí)驗(yàn) 大棚土壤溫濕度終端顯示實(shí)驗(yàn) 室外雨雪監(jiān)測實(shí)驗(yàn) |
2、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/span>
名稱 | 實(shí)驗(yàn) |
1. 基于QT的智能網(wǎng)關(guān)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) | 基于QT的大棚環(huán)境溫度調(diào)節(jié)控制實(shí)驗(yàn) 基于QT的大棚環(huán)境濕度調(diào)節(jié)控制實(shí)驗(yàn) 基于QT的土壤溫度調(diào)節(jié)控制實(shí)驗(yàn) 基于QT的土壤濕度調(diào)節(jié)控制實(shí)驗(yàn) 基于QT的大棚植物光合作用實(shí)驗(yàn) 基于QT的室外天氣監(jiān)測控制實(shí)驗(yàn) 基于QT的傳感器采集信息曲線顯示實(shí)驗(yàn) 基于QT的傳感器采集信息數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn) |
2. 基于Android的智能終端創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) | Android終端與Linux網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn) 基于Android的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn) 基于Android的農(nóng)業(yè)大棚設(shè)備控制實(shí)驗(yàn) 基于Android的農(nóng)業(yè)大棚視頻監(jiān)控實(shí)驗(yàn) |
3、科研實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?br /> 除了上述傳感控制設(shè)備、智能網(wǎng)關(guān)與智能終端的相關(guān)實(shí)驗(yàn)外,系統(tǒng)還提供了科研開發(fā)類實(shí)驗(yàn)。
名稱 | 實(shí)驗(yàn) |
1.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)實(shí)驗(yàn) | 簡單的無線收發(fā)實(shí)驗(yàn) 誤碼率測試實(shí)驗(yàn) 頻譜分析實(shí)驗(yàn) Z-Stack 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊實(shí)驗(yàn) Z-Stack 星狀網(wǎng)通訊實(shí)驗(yàn) Z-Stack 樹狀網(wǎng)通訊實(shí)驗(yàn) Z-Stack MESH網(wǎng)通訊實(shí)驗(yàn) Z-Stack ZigBee PRO通訊實(shí)驗(yàn) 基于Z-Stack2007協(xié)議棧的GenericApp實(shí)例的移植實(shí)驗(yàn) 基于Z-Stack2007協(xié)議棧的無線數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn); 基于Z-Stack2007協(xié)議棧溫濕度節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器的無線數(shù)據(jù)傳輸; 基于Z-Stack2007協(xié)議棧多傳感器節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器無線數(shù)據(jù)傳輸; 基于Z-Stack2007協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠ㄖ茖?shí)驗(yàn); |
2.智能網(wǎng)關(guān)開發(fā)實(shí)驗(yàn) | 嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境建立實(shí)驗(yàn): Uboot啟動(dòng)代碼配置編譯實(shí)驗(yàn); Linux內(nèi)核配置編譯實(shí)驗(yàn);Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)開發(fā)實(shí)驗(yàn); Linux驅(qū)動(dòng)接口測試實(shí)驗(yàn);Yaffs根文件系統(tǒng)的制作實(shí)驗(yàn); Qtopia2.2.0圖形系統(tǒng)編譯實(shí)驗(yàn);Qt-4.7.3程序庫的編譯實(shí)驗(yàn) |