專利名稱：物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用 新型涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)等專業(yè)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成綜合實(shí)訓(xùn)課程，以及對全國高職院教師與物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)員工進(jìn)行培訓(xùn)的物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)裝置。
背景技術(shù)：
隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在我國的迅速發(fā)展，企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)人員的需求逐步增大，各大高等院校都陸續(xù)開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程，物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也開展了相應(yīng)的員工培訓(xùn)。在這些科研教學(xué)以及員工培訓(xùn)中，傳統(tǒng)的課本以及幻燈片放映等呈現(xiàn)手段已不能滿足現(xiàn)代教學(xué)的需求，而具備直觀的實(shí)物展示、可實(shí)際應(yīng)用的教學(xué)裝置，已經(jīng)成為全國高職院教師與物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)員工的現(xiàn)實(shí)需求。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述實(shí)際情況，本申請人經(jīng)過研究改進(jìn)，提供一種物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)裝置，可對培訓(xùn)人員進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的集成技術(shù)及應(yīng)用的實(shí)訓(xùn)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型提供一種物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)裝置，包括沙盤、傳感設(shè)備、執(zhí)行設(shè)備以及控制臺(tái)；( I)沙盤沙盤由溫室大棚區(qū)和魚池區(qū)組成；所述溫室大棚區(qū)由蔬菜地和大棚組成，蔬菜地包括多種蔬菜模型，大棚包括頂棚支架和覆蓋尼龍薄膜；所述魚池區(qū)包括水池以及換水系統(tǒng)；(2)傳感設(shè)備傳感器節(jié)點(diǎn)以及溫度計(jì)，安裝于所述溫室大棚內(nèi)，用于檢測溫室大棚內(nèi)的氣溫值；傳感器節(jié)點(diǎn)以及濕度計(jì)，安裝于所述溫室大棚內(nèi)，用于檢測溫室大棚內(nèi)的土壤濕度值；土壤養(yǎng)份傳感器節(jié)點(diǎn)，安裝于所述溫室大棚內(nèi)，用于檢測溫室大棚內(nèi)的土壤養(yǎng)份值；光照度傳感器節(jié)點(diǎn)以及熱釋紅外傳感器節(jié)點(diǎn)，安裝于所述溫室大棚內(nèi)，用于檢測溫室大棚內(nèi)的光照度值；氧氣傳感器節(jié)點(diǎn)以及含氧計(jì)，安裝于所述魚池內(nèi)，用于檢測魚池水份中的氧氣值；攝像頭，安裝于沙盤內(nèi)，用于監(jiān)控沙盤的運(yùn)行情況；上述各傳感器節(jié)點(diǎn)與所述控制臺(tái)進(jìn)行通信。(3)執(zhí)行設(shè)備[0017]噴淋設(shè)備，安裝于所述溫室大棚內(nèi)，用于在傳感節(jié)點(diǎn)檢測到溫室大棚的土壤濕度值未達(dá)規(guī)定值時(shí)進(jìn)行噴淋；通風(fēng)設(shè)備，安裝于所述溫室大棚內(nèi)，用于在傳感節(jié)點(diǎn)檢測到溫室大棚的氣溫超過或低于規(guī)定值時(shí)進(jìn)行降溫或加熱處理；增氧設(shè)備，安裝于所述魚池內(nèi)，用于在傳感節(jié)點(diǎn)檢測到魚池內(nèi)的氧氣低于規(guī)定值時(shí)進(jìn)行增氧；上述各執(zhí)行設(shè)備受所述控制臺(tái)的控制；(4)控制臺(tái) 控制臺(tái)由PC機(jī)與網(wǎng)關(guān)組成，用于采集各傳感器節(jié)點(diǎn)的傳感數(shù)據(jù)，對傳感數(shù)據(jù)與規(guī)定值進(jìn)行比較，當(dāng)超過規(guī)定值時(shí)發(fā)出控制指令，控制執(zhí)行設(shè)備工作；所述PC機(jī)存儲(chǔ)各傳感器節(jié)點(diǎn)所采集到的數(shù)據(jù)值，并對數(shù)據(jù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，形成變化曲線及統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是本實(shí)用新型通過傳感節(jié)點(diǎn)采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有關(guān)溫度、濕度、土壤養(yǎng)份、魚池氧氣等數(shù)據(jù)信息，通過無線自組網(wǎng)傳送給嵌入式網(wǎng)關(guān)與上位機(jī)，網(wǎng)關(guān)與上位機(jī)通過屏幕顯示農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行分析處理，控制噴淋、通風(fēng)、加熱、增氧設(shè)備，調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)大棚與漁池生產(chǎn)狀態(tài)。本實(shí)用新型通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解當(dāng)前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域常用傳感器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理。使學(xué)生能根據(jù)不同應(yīng)用場合的需求，進(jìn)行傳感器的選型，為傳感器的安裝、調(diào)試與使用打下基礎(chǔ)。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步說明。如圖I所示，本實(shí)用新型由沙盤、傳感設(shè)備、執(zhí)行設(shè)備與控制臺(tái)四部分組成，各部分的設(shè)計(jì)要求如下I、沙盤設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)制作沙盤I個(gè),沙盤總面積為3mX4m、平面高度為0. 7m，沙盤由溫室大棚區(qū)、魚池區(qū)組成。(I)溫室大棚區(qū)面積為3mX2m，棚高度為0. Sm,由蔬菜地、大棚組成，蔬菜地設(shè)計(jì)制作各種蔬菜模型，大棚設(shè)計(jì)制作頂棚支架、覆蓋尼龍薄膜。(2)魚池區(qū)面積為3mX2m，設(shè)計(jì)制作體積為2mXl. 5m X0. 4m的水池，并安裝換水系統(tǒng)。2、傳感設(shè)備設(shè)計(jì)要求(I)溫室大棚區(qū)內(nèi)安裝溫度傳感器節(jié)點(diǎn)2個(gè)，溫度計(jì)2個(gè)，檢測溫室大棚區(qū)內(nèi)的氣溫值。(2)溫室大棚內(nèi)區(qū)安裝濕度傳感器節(jié)點(diǎn)2個(gè)，濕度計(jì)2個(gè)，檢測溫室大棚區(qū)內(nèi)的土
壤濕度值。[0036](3)溫室大棚區(qū)內(nèi)安裝土壤養(yǎng)份傳感器節(jié)點(diǎn)2個(gè)，檢測溫室大棚區(qū)內(nèi)的土壤養(yǎng)份值。(4)溫室大棚區(qū)內(nèi)設(shè)置光照度傳感器節(jié)點(diǎn)I個(gè)，熱釋紅外傳感器節(jié)點(diǎn)I個(gè)，檢測溫室大棚區(qū)內(nèi)的光照度值等。(5)魚池區(qū)內(nèi)安裝氧氣傳感器節(jié)點(diǎn)I個(gè)，含氧計(jì)I個(gè)，檢測魚池區(qū)水份中的氧氣值。(6)沙盤安裝攝像頭I個(gè)，監(jiān)控整個(gè)裝置的運(yùn)行情況。上述傳感器節(jié)點(diǎn)組成無線自組網(wǎng)，通過協(xié)調(diào)器與網(wǎng)關(guān)通信，與PC機(jī)通 信。3、執(zhí)行設(shè)備設(shè)計(jì)要求(I)安裝噴淋設(shè)備一套，噴淋設(shè)備由一套微型水泵與4個(gè)噴頭組成，4個(gè)噴頭安裝在大棚上，當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)檢測到溫室大棚區(qū)的土壤濕度值未達(dá)規(guī)定值，則由噴淋設(shè)備啟動(dòng)從魚池中抽水，實(shí)現(xiàn)蔬菜噴淋，噴淋水回流到魚池中去。(2)安裝通風(fēng)設(shè)備一套，通風(fēng)設(shè)備由風(fēng)機(jī)、加熱與控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)檢測到溫室大棚區(qū)的氣溫達(dá)到或超過規(guī)定值，則啟動(dòng)通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行降溫處理，溫度低于規(guī)定值時(shí)，則進(jìn)行加熱處理。(3)安裝增氧設(shè)備一套，增氧設(shè)備由增氧機(jī)(噴水循環(huán))與控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)檢測到魚池內(nèi)氧氣低于規(guī)定值，則啟動(dòng)增氧設(shè)備對魚池進(jìn)行增氧。4、控制臺(tái)設(shè)計(jì)要求( I)設(shè)計(jì)制作嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)備一套，能通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備采集顯示傳感信息，并對執(zhí)行設(shè)備進(jìn)行控制。(2)安裝PC機(jī)，能存儲(chǔ)采集到的溫度、濕度、光照度、含氧量、土壤養(yǎng)份等數(shù)據(jù)值，并對數(shù)據(jù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以直方圖方式顯示日、月、年統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。PC機(jī)、網(wǎng)關(guān)與協(xié)調(diào)器進(jìn)行通信，分別采集與記錄溫濕度、土壤養(yǎng)份、光照度、含氧量等傳感信息，并顯示傳感數(shù)據(jù)變化曲線，對傳感數(shù)據(jù)與規(guī)定值進(jìn)行比較，當(dāng)超過規(guī)定值時(shí)發(fā)出控制指令，控制噴淋、通風(fēng)、加熱、增氧設(shè)備工作。控制臺(tái)能視頻監(jiān)測溫室內(nèi)部環(huán)境，顯示沙盤現(xiàn)場工作情況。執(zhí)行效果當(dāng)通風(fēng)、加熱、增氧設(shè)備啟動(dòng)后，溫度、濕度、含氧量等傳感器能實(shí)時(shí)將溫度、濕度、含氧量數(shù)據(jù)信息傳送給網(wǎng)關(guān)與上位機(jī)，屏幕能在2秒內(nèi)顯示溫度、濕度、含氧量變化值與變化曲線，屏幕顯示值應(yīng)與現(xiàn)場安裝的溫度計(jì)、濕度計(jì)、含氧計(jì)一致，能顯示數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。5、本實(shí)用新型的實(shí)訓(xùn)使用方法(I)簡易智慧農(nóng)業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)教師向?qū)W生介紹智慧農(nóng)業(yè)項(xiàng)目組成，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行簡易智慧農(nóng)業(yè)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)。(2)傳感設(shè)備裝調(diào)學(xué)生安裝調(diào)試傳感設(shè)備，進(jìn)行智慧農(nóng)業(yè)項(xiàng)目無線自組網(wǎng)的安裝、調(diào)試與故障排除。以若干傳感節(jié)點(diǎn)(溫度傳感器、濕度傳感器、光照度傳感器、人體紅外感應(yīng)傳感器等)與協(xié)調(diào)器構(gòu)成無線自主網(wǎng)，傳感節(jié)點(diǎn)可以高精度測量溫室大棚環(huán)境中的參數(shù)，智能控制溫室內(nèi)溫度、濕度通風(fēng)狀況等。(3)嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)備配置與裝調(diào)學(xué)生安裝調(diào)試嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)備，進(jìn)行智慧農(nóng)業(yè)項(xiàng)目嵌入式網(wǎng)關(guān)的安裝、調(diào)試與故障排除。包含LINUX操作系統(tǒng)定制，包括屏幕、USB 口、網(wǎng)口、串口、WIFI等配置，并制作成為內(nèi)核文件；用QT編譯調(diào)試溫濕度、紅外、光照等環(huán)境信息，并進(jìn)行顯示和控制應(yīng)用程序編制。(4)執(zhí)行設(shè)備裝調(diào)學(xué)生安裝噴淋、通風(fēng)、加熱、增氧等設(shè)備，進(jìn)行綜合布線，電源設(shè)備連接等工作。(5)應(yīng)用軟件編制與調(diào)測學(xué)生安裝調(diào)試應(yīng)用軟件，進(jìn)行智慧農(nóng)業(yè)項(xiàng)目應(yīng)用軟件的安裝、調(diào)試與故障排除，并編寫部分程序代碼。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和協(xié)調(diào)器串行通信環(huán)境調(diào)測；實(shí)時(shí)顯示ZigBee網(wǎng)絡(luò)信息，監(jiān)測ZigBee網(wǎng)絡(luò)故障；編制并調(diào)試傳感信息監(jiān)測程序，顯示傳感器數(shù)據(jù)信息，監(jiān)測節(jié)點(diǎn)和傳感器故障；編制并調(diào)試控制程序，顯示執(zhí)行設(shè)備狀態(tài)，監(jiān)測節(jié)點(diǎn)和受控設(shè)備故障；自動(dòng)實(shí) 現(xiàn)保溫、保濕和歷史數(shù)據(jù)的記錄，視頻監(jiān)測溫室內(nèi)部環(huán)境，該系統(tǒng)還具有遠(yuǎn)程訪問與控制功能。以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例。可以理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的基本構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于包括沙盤、傳感設(shè)備、執(zhí)行設(shè)備以及控制臺(tái); (1)沙盤 沙盤由溫室大棚區(qū)和魚池區(qū)組成；所述溫室大棚區(qū)由蔬菜地和大棚組成，蔬菜地包括多種蔬菜模型，大棚包括頂棚支架和覆蓋尼龍薄膜；所述魚池區(qū)包括水池以及換水系統(tǒng)； (2)傳感設(shè)備 傳感器節(jié)點(diǎn)以及溫度計(jì)，安裝于所述溫室大棚內(nèi)，用于檢測溫室大棚內(nèi)的氣溫值； 傳感器節(jié)點(diǎn)以及濕度計(jì)，安裝于所述溫室大棚內(nèi)，用于檢測溫室大棚內(nèi)的土壤濕度值； 土壤養(yǎng)份傳感器節(jié)點(diǎn)，安裝于所述溫室大棚內(nèi)，用于檢測溫室大棚內(nèi)的土壤養(yǎng)份值； 光照度傳感器節(jié)點(diǎn)以及熱釋紅外傳感器節(jié)點(diǎn)，安裝于所述溫室大棚內(nèi)，用于檢測溫室大棚內(nèi)的光照度值； 氧氣傳感器節(jié)點(diǎn)以及含氧計(jì)，安裝于所述魚池內(nèi)，用于檢測魚池水份中的氧氣值； 攝像頭，安裝于沙盤內(nèi)，用于監(jiān)控沙盤的運(yùn)行情況； 上述各傳感器節(jié)點(diǎn)與所述控制臺(tái)進(jìn)行通信； (3)執(zhí)行設(shè)備 噴淋設(shè)備，安裝于所述溫室大棚內(nèi)，用于在傳感節(jié)點(diǎn)檢測到溫室大棚的土壤濕度值未達(dá)規(guī)定值時(shí)進(jìn)行噴淋； 通風(fēng)設(shè)備，安裝于所述溫室大棚內(nèi)，用于在傳感節(jié)點(diǎn)檢測到溫室大棚的氣溫超過或低于規(guī)定值時(shí)進(jìn)行降溫或加熱處理； 增氧設(shè)備，安裝于所述魚池內(nèi)，用于在傳感節(jié)點(diǎn)檢測到魚池內(nèi)的氧氣低于規(guī)定值時(shí)進(jìn)行增氧； 上述各執(zhí)行設(shè)備受所述控制臺(tái)的控制； (4)控制臺(tái) 控制臺(tái)由PC機(jī)與網(wǎng)關(guān)組成，用于采集各傳感器節(jié)點(diǎn)的傳感數(shù)據(jù)，對傳感數(shù)據(jù)與規(guī)定值進(jìn)行比較，當(dāng)超過規(guī)定值時(shí)發(fā)出控制指令，控制執(zhí)行設(shè)備工作；所述PC機(jī)存儲(chǔ)各傳感器節(jié)點(diǎn)所采集到的數(shù)據(jù)值，并對數(shù)據(jù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，形成變化曲線及統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于所述沙盤總面積為3mX4m、平面高度為0. 7m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于所述溫室大棚區(qū)面積為3mX2m,棚高度為0. 8m。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于所述魚池區(qū)面積為3mX 2m，其中水池的體積為2mXl. 5mX0. 4m。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)裝置，包括沙盤、傳感設(shè)備、執(zhí)行設(shè)備以及控制臺(tái)；沙盤由溫室大棚區(qū)和魚池區(qū)組成；溫室大棚區(qū)由蔬菜地和大棚組成，蔬菜地包括多種蔬菜模型，大棚包括頂棚支架和覆蓋尼龍薄膜；魚池區(qū)包括水池以及換水系統(tǒng)；各傳感器節(jié)點(diǎn)與控制臺(tái)進(jìn)行通信；各執(zhí)行設(shè)備受控制臺(tái)的控制；控制臺(tái)由PC機(jī)與網(wǎng)關(guān)組成，用于采集各傳感器節(jié)點(diǎn)的傳感數(shù)據(jù)，對傳感數(shù)據(jù)與規(guī)定值進(jìn)行比較，當(dāng)超過規(guī)定值時(shí)發(fā)出控制指令，控制執(zhí)行設(shè)備工作。本實(shí)用新型能夠使學(xué)生了解當(dāng)前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域常用傳感器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理。使學(xué)生能根據(jù)不同應(yīng)用場合的需求，進(jìn)行傳感器的選型，為傳感器的安裝、調(diào)試與使用打下基礎(chǔ)。
文檔編號G09B9/00GK202454107SQ20122006173
公開日2012年9月26日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者劉全勝, 周志德, 蔡建軍 申請人:無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院