基于物联网的农业生产监控教学演示平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及物联网技术，特别是一种基于物联网的农业生产监控教学演示平台O
【背景技术】
[0002]物联网，就是物品与物品直接进行消息交换和通信的一种网络，是在互联网的甚础上对用户端的延伸与扩展。它使用传感器、全球定位系统和射频识别技术等，将终端延伸到外界任何物体，实现了外界物体之间、计算机与外界物体之间的相互连通。从2009年开始，各个国家相继推出了物联网发展规划，进行了相关产业和技术的前瞻性布局，顺应时代要求，我国也重点关注并且推进了物联网相关的新兴战略性产业。2009年8月，“感知中国”这一概念被温总理提出后，国家不断加重了对物联网产业的投入，物联网产业逐渐成为我国新型产业。物联网将是相关专业领域的又一次重大的改革和创新机遇。
[0003]高校有着相关领域的高级人才和雄厚的研宄基础，是国家进行科学研宄的基地，因此，高校为物联网的研宄创造了良好的条件。在物联网快速发展的潮流下，各个高校相继开设了物联网相关专业课程，同时也开始设计与之对应的物联网教学平台了。但是，现阶段的高校物联网教学平台还处于探索研宄阶段，其至会经历更长时间的探索研宄阶段。物联网教学平台在设计上，不仅要使学生直观、感性地了解物联网相关知识，而且还要让学生进一步深化物联网的基本原理、协议等理论知识，能够进行基于物联网管理、应用、设计或创新开发，最终为创新应用型人才培养服务。如何构建具有自身特色的物联网教学平台，有效地实现物联网技术的教学研讨，推动物联网研宄的发展，成为物联网教学平台构建的关键。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的农业生产监控教学演示平台。
[0005]本实用新型的目的是通过如下途径实现的:一种基于物联网的农业生产监控教学演示平台，它包括物联网网关，物联网网关由ARM模块分别连接Zigbee模块、2.4GHz模块、蓝牙模块及WiFi模块构成；在温室设置有2.4GHz网组及WiFi摄像头，并设有与2.4GHz网组连接的温湿度传感器、光照传感器、加温装置、灯照装置及继电器，该继电器连接灌溉装置；在仓库内设置有蓝牙网组及WiFi摄像头，并设有与蓝牙网组连接的温湿度传感器及报警装置；在农田内设置有Zigbee网组及WiFi摄像头，并设有与Zigbee网组连接的温湿度传感器、光照传感器及继电器，该继电器连接灌溉装置；移动终端通过无线连接物联网网关；
[0006]所述的2.4GHz网组为撒布于在温室若干个主节点的2.4GHz模块和从节点的
2.4GHz模块组成，其中每个从节点的2.4GHz模块连接温湿度传感器、光照传感器、加温装置、灯照装置及继电器，该继电器连接灌溉装置；
[0007]所述的蓝牙网组为撒布于在仓库由若干主节点的蓝牙模块和从节点的蓝牙模块组成，其中每个从节点的蓝牙模块连接温湿度传感器及报警装置；
[0008]所述的Zigbee网组为撒布于在农田由若干个主节点Zigbee模块和从节点Zigbee模块组成，其中从节点Zigbee模块连接温湿度传感器、光照传感器及继电器，该继电器连接灌溉装置。
[0009]所述的传感器由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块连接构成。
[0010]本实用新型基于物联网的农业生产监控教学演示平台，实现一个完整的物联网农业生产监控系统，与现有技术相比，具有如下特点:
[0011]1.系统实现低耗能，本平台的硬件都是以低功耗的模块为主，使得无线节点以单节电池供电，节约能源。
[0012]2.采用目前流行的近距离通信技术，以专门的无线通信集成芯片代替传统的软件实现，避免增加外处理器，提升处理速度，降低耗能。
[0013]3.实现采集各个终端节点温度、湿度、光照度等农业生产环境参数，以无线方式传输并存入ARM模块。
[0014]4.模拟实现农业自动化，如农田灌溉和雾化、温室加温、光照控制等，而且阀值大小可调整。
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明:
[0016]图1为本实用新型结构示意图；
[0017]图中，农田1、物联网网关2、温室3、仓库4、灌溉装置5、WiFi摄像头6、继电器7、Zigbee网组8、温湿度传感器9、光照传感器10、WiFi模块ll、Zigbee模块12、蓝牙模块13、ARM模块14、2.4GHz模块15、报警装置16、2.4GHz网组17、加温装置18、蓝牙网组19、移动终端20、灯照装置21。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，本实用新型基于物联网的农业生产监控教学演示平台，它包括物联网网关2，物联网网关2由ARM模块14分别连接Zigbee模块12、2.4GHz模块15、蓝牙模块13及WiFi模块11构成；物联网网关部分主要负责融合农田、仓库、温室三个数据采集网络，实现和以太网或者无线局域网连接。
[0019]在温室3设置有2.4GHz网组17及WiFi摄像头6，并设有与2.4GHz网组17连接的温湿度传感器9、光照传感器10、加温装置18、灯照装置21及继电器7，该继电器7连接灌溉装置5 ;2.4GHz网络部分主要负责监控农业温室的环境情况，其中2.4GH网组由多个带有2.4GH模块的单片机通过拓扑网络进行组网，能通过继电器控制灌溉装置、能通过温湿度传感器采集温湿度，能根据设定的阈值控制加温装置，能通过光照传感器采集光照信息，能通过根据设定的光照度控制灯照装置，并可以通过2.4GH网络和物联网网关进行信息交互，此外WiFi摄像头能对温室环境情况进行观察，及时作出人工处理。
[0020]在仓库4内设置有蓝牙网组19及WiFi摄像头6，并设有与蓝牙网组19连接的温湿度传感器9及报警装置16 ;蓝牙网络部分主要负责监控农业仓库的环境情况，其中蓝牙网组由多个蓝牙模块通过拓扑网络进行组网，能通过温湿度传感器采集温湿度，能根据设定的阈值进行报警，并可以通过蓝牙网络和物联网网关进行信息交互，此外WiFi摄像头能对仓库环境情况进行观察，及时作出人工处理。
[0021]在农田I内设置有Zigbee网组8及WiFi摄像头6，并设有与Zigbee网组8连接的温湿度传感器9、光照传感器10及继电器7，该继电器7连接灌溉装置5 ;Zigbee网络部分主要负责监控农田的生产环境情况，其中Zigbee网组由多个Zigbee模块通过拓扑网络进行组网，能通过光照传感器采集光照信息，能通过温湿度传感器采集温湿度，能通过继电器控制灌溉装置，并可以通过Zigbee网络和物联网网关进行信息交互，此外WiFi摄像头能对现场作物或者环境情况进行观察，及时作出人工处理。
[0022]移动终端20通过无线连接物联网网关2。笔记本电脑以及智能手机、平板电脑等设备通过W1-Fi访问系统数据库，查看采集的数据，并能够设置实现自动或者手动控制终端执行装置。
[0023]值得注意的是，本实用新型教学平台重点在于硬件平台的搭建，保护的是具有类似硬件结构的并以不同无线协议进行连接的硬件组合。该平台包括物联网网关，Zigbee网组、2.4GHz网组，蓝牙网组。其中物联网网关的核心是ARM模块，ARM模块类似于单片机的硬件芯片，由于该芯片不具备Zigbee、2.4GHz以及蓝牙接口，所以需要通过硬件连接的方式和2.4GHz模块、WiFi模块以及蓝牙模块进行连接，从而使其具备Zigbee、2.4GHz以及蓝牙功能，从而可以和Zigbee网组、2.4GHz网组以及蓝牙网组进行通信。而2.4GHz模块、WiFi模块、蓝牙模块的核心也是一块类似与单片机的硬件芯片，只是这些芯片具备2.4GHz,WiFi以及蓝牙功能。对于Zigbee网组，其实它是由多个Zigbee模块通过Zigbee无线协议以某种拓扑结构组成的硬件组合。2.4GHz网组也是由多个2.4GHz模块通过2.4GHz无线协议以某种拓扑结构组成的硬件组合。同样的，蓝牙网组是由多个蓝牙模块通过蓝牙无线协议以某种拓扑结构组成的硬件组合。这些网组分别通过硬件连接的方式和相应的传感器和执行装置进行连接以实现环境参数的采集和控制。不同网组和网关以不同的协议进行连接就构成了所谓的物联网。
[0024]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种基于物联网的农业生产监控教学演示平台，其特征在于:它包括物联网网关(2)，物联网网关(2)由ARM模块(14)分别连接Zigbee模块(12),2.4GHz模块(15)、蓝牙模块(13)及WiFi模块(11)构成；在温室(3)设置有2.4GHz网组(17)及WiFi摄像头(6)，并设有与2.4GHz网组(17)连接的温湿度传感器(9)、光照传感器(10)、加温装置(18)、灯照装置(21)及继电器(7)，该继电器(7)连接灌溉装置(5);在仓库(4)内设置有蓝牙网组(19)及WiFi摄像头(6)，并设有与蓝牙网组(19)连接的温湿度传感器(9)及报警装置(16);在农田(I)内设置有Zigbee网组(8)及WiFi摄像头(6)，并设有与Zigbee网组(8)连接的温湿度传感器(9)、光照传感器(10)及继电器(7)，该继电器(7)连接灌溉装置(5);移动终端(20)通过无线连接物联网网关(2); 所述的2.4GHz网组(17)为撒布于在温室(3)若干个主节点的2.4GHz模块(15)和从节点的2.4GHz模块(15 )组成，其中每个从节点的2.4GHz模块(15)连接温湿度传感器(9 )、光照传感器(10)、加温装置(18)、灯照装置(21)及继电器(7)，该继电器(7)连接灌溉装置(5)； 所述的蓝牙网组(19)为撒布于在仓库(4)由若干主节点的蓝牙模块(13)和从节点的蓝牙模块(13)组成，其中每个从节点的蓝牙模块(13)连接温湿度传感器(9)及报警装置(16)； 所述的Zigbee网组(8)为撒布于在农田(I)由若干个主节点Zigbee模块(12)和从节点Zigbee模块(12)组成，其中从节点Zigbee模块(12)连接温湿度传感器(9)、光照传感器(10)及继电器(7)，该继电器(7)连接灌溉装置(5)。
2.如权利要求1所述的基于物联网的农业生产监控教学演示平台，其特征在于:所述的传感器由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块连接构成。
【专利摘要】本实用新型涉及物联网技术，特别是一种基于物联网的农业生产监控教学演示平台。本实用新型的目的是通过如下途径实现的：它包括物联网网关，物联网网关由ARM模块分别连接Zigbee模块、2.4GHz模块、蓝牙模块及WiFi模块构成。本实用新型基于物联网的农业生产监控教学演示平台就是顺应了物联网课程的教学需要，并和农业类专业紧密结合，充分发挥农业院校的农业特色优势，使高校大学生在教学实践中熟悉和掌握物联网的构成及实际应用。
【IPC分类】G05B19-418, G09B19-00
【公开号】CN204288591
【申请号】CN201420766457
【发明人】蔡肯, 黄灏然, 许慰玲, 铁风莲, 郭世仁, 王克强
【申请人】仲恺农业工程学院
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月9日