专利名称：物联网智慧农业实训装置的制作方法
技术领域：
本实用 新型涉及物联网技术领域，具体涉及一种用于物联网应用技术等专业进行物联网系统集成综合实训课程，以及对全国高职院教师与物联网企业员工进行培训的物联网智慧农业实训装置。
背景技术：
随着物联网产业在我国的迅速发展，企业对物联网相关技术人员的需求逐步增大，各大高等院校都陆续开设了物联网专业课程，物联网企业也开展了相应的员工培训。在这些科研教学以及员工培训中，传统的课本以及幻灯片放映等呈现手段已不能满足现代教学的需求，而具备直观的实物展示、可实际应用的教学装置，已经成为全国高职院教师与物联网企业员工的现实需求。
实用新型内容针对上述实际情况，本申请人经过研究改进，提供一种物联网智慧农业实训装置，可对培训人员进行物联网在农业领域的集成技术及应用的实训。本实用新型的技术方案如下本实用新型提供一种物联网智慧农业实训装置，包括沙盘、传感设备、执行设备以及控制台；( I)沙盘沙盘由温室大棚区和鱼池区组成；所述温室大棚区由蔬菜地和大棚组成，蔬菜地包括多种蔬菜模型，大棚包括顶棚支架和覆盖尼龙薄膜；所述鱼池区包括水池以及换水系统；(2)传感设备传感器节点以及温度计，安装于所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的气温值；传感器节点以及湿度计，安装于所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的土壤湿度值；土壤养份传感器节点，安装于所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的土壤养份值；光照度传感器节点以及热释红外传感器节点，安装于所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的光照度值；氧气传感器节点以及含氧计，安装于所述鱼池内，用于检测鱼池水份中的氧气值；摄像头，安装于沙盘内，用于监控沙盘的运行情况；上述各传感器节点与所述控制台进行通信。(3)执行设备[0017]喷淋设备，安装于所述温室大棚内，用于在传感节点检测到温室大棚的土壤湿度值未达规定值时进行喷淋；通风设备，安装于所述温室大棚内，用于在传感节点检测到温室大棚的气温超过或低于规定值时进行降温或加热处理；增氧设备，安装于所述鱼池内，用于在传感节点检测到鱼池内的氧气低于规定值时进行增氧；上述各执行设备受所述控制台的控制；(4)控制台 控制台由PC机与网关组成，用于采集各传感器节点的传感数据，对传感数据与规定值进行比较，当超过规定值时发出控制指令，控制执行设备工作；所述PC机存储各传感器节点所采集到的数据值，并对数据值进行统计分析，形成变化曲线及统计分析报表。本实用新型的有益技术效果是本实用新型通过传感节点采集农业生产中有关温度、湿度、土壤养份、鱼池氧气等数据信息，通过无线自组网传送给嵌入式网关与上位机，网关与上位机通过屏幕显示农业生产数据信息，并进行分析处理，控制喷淋、通风、加热、增氧设备，调节农业大棚与渔池生产状态。本实用新型通过实验使学生了解当前农业领域常用传感器的基本结构与工作原理。使学生能根据不同应用场合的需求，进行传感器的选型，为传感器的安装、调试与使用打下基础。
图I是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做进一步说明。如图I所示，本实用新型由沙盘、传感设备、执行设备与控制台四部分组成，各部分的设计要求如下I、沙盘设计要求设计制作沙盘I个,沙盘总面积为3mX4m、平面高度为0. 7m，沙盘由温室大棚区、鱼池区组成。(I)温室大棚区面积为3mX2m，棚高度为0. Sm,由蔬菜地、大棚组成，蔬菜地设计制作各种蔬菜模型，大棚设计制作顶棚支架、覆盖尼龙薄膜。(2)鱼池区面积为3mX2m，设计制作体积为2mXl. 5m X0. 4m的水池，并安装换水系统。2、传感设备设计要求(I)温室大棚区内安装温度传感器节点2个，温度计2个，检测温室大棚区内的气温值。(2)温室大棚内区安装湿度传感器节点2个，湿度计2个，检测温室大棚区内的土
壤湿度值。[0036](3)温室大棚区内安装土壤养份传感器节点2个，检测温室大棚区内的土壤养份值。(4)温室大棚区内设置光照度传感器节点I个，热释红外传感器节点I个，检测温室大棚区内的光照度值等。(5)鱼池区内安装氧气传感器节点I个，含氧计I个，检测鱼池区水份中的氧气值。(6)沙盘安装摄像头I个，监控整个装置的运行情况。上述传感器节点组成无线自组网，通过协调器与网关通信，与PC机通 信。3、执行设备设计要求(I)安装喷淋设备一套，喷淋设备由一套微型水泵与4个喷头组成，4个喷头安装在大棚上，当传感器节点检测到温室大棚区的土壤湿度值未达规定值，则由喷淋设备启动从鱼池中抽水，实现蔬菜喷淋，喷淋水回流到鱼池中去。(2)安装通风设备一套，通风设备由风机、加热与控制执行机构组成，当传感器节点检测到温室大棚区的气温达到或超过规定值，则启动通风设备进行降温处理，温度低于规定值时，则进行加热处理。(3)安装增氧设备一套，增氧设备由增氧机(喷水循环)与控制执行机构组成，当传感器节点检测到鱼池内氧气低于规定值，则启动增氧设备对鱼池进行增氧。4、控制台设计要求( I)设计制作嵌入式网关设备一套，能通过网关设备采集显示传感信息，并对执行设备进行控制。(2)安装PC机，能存储采集到的温度、湿度、光照度、含氧量、土壤养份等数据值，并对数据值进行统计分析，以直方图方式显示日、月、年统计分析报表。PC机、网关与协调器进行通信，分别采集与记录温湿度、土壤养份、光照度、含氧量等传感信息，并显示传感数据变化曲线，对传感数据与规定值进行比较，当超过规定值时发出控制指令，控制喷淋、通风、加热、增氧设备工作。控制台能视频监测温室内部环境，显示沙盘现场工作情况。执行效果当通风、加热、增氧设备启动后，温度、湿度、含氧量等传感器能实时将温度、湿度、含氧量数据信息传送给网关与上位机，屏幕能在2秒内显示温度、湿度、含氧量变化值与变化曲线，屏幕显示值应与现场安装的温度计、湿度计、含氧计一致，能显示数据统计分析报表。5、本实用新型的实训使用方法(I)简易智慧农业项目设计教师向学生介绍智慧农业项目组成，指导学生进行简易智慧农业项目规划设计。(2)传感设备装调学生安装调试传感设备，进行智慧农业项目无线自组网的安装、调试与故障排除。以若干传感节点(温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、人体红外感应传感器等)与协调器构成无线自主网，传感节点可以高精度测量温室大棚环境中的参数，智能控制温室内温度、湿度通风状况等。(3)嵌入式网关设备配置与装调学生安装调试嵌入式网关设备，进行智慧农业项目嵌入式网关的安装、调试与故障排除。包含LINUX操作系统定制，包括屏幕、USB 口、网口、串口、WIFI等配置，并制作成为内核文件；用QT编译调试温湿度、红外、光照等环境信息，并进行显示和控制应用程序编制。(4)执行设备装调学生安装喷淋、通风、加热、增氧等设备，进行综合布线，电源设备连接等工作。(5)应用软件编制与调测学生安装调试应用软件，进行智慧农业项目应用软件的安装、调试与故障排除，并编写部分程序代码。实现计算机和协调器串行通信环境调测；实时显示ZigBee网络信息，监测ZigBee网络故障；编制并调试传感信息监测程序，显示传感器数据信息，监测节点和传感器故障；编制并调试控制程序，显示执行设备状态，监测节点和受控设备故障；自动实 现保温、保湿和历史数据的记录，视频监测温室内部环境，该系统还具有远程访问与控制功能。以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种物联网智慧农业实训装置，其特征在于包括沙盘、传感设备、执行设备以及控制台; (1)沙盘 沙盘由温室大棚区和鱼池区组成；所述温室大棚区由蔬菜地和大棚组成，蔬菜地包括多种蔬菜模型，大棚包括顶棚支架和覆盖尼龙薄膜；所述鱼池区包括水池以及换水系统； (2)传感设备 传感器节点以及温度计，安装于所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的气温值； 传感器节点以及湿度计，安装于所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的土壤湿度值； 土壤养份传感器节点，安装于所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的土壤养份值； 光照度传感器节点以及热释红外传感器节点，安装于所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的光照度值； 氧气传感器节点以及含氧计，安装于所述鱼池内，用于检测鱼池水份中的氧气值； 摄像头，安装于沙盘内，用于监控沙盘的运行情况； 上述各传感器节点与所述控制台进行通信； (3)执行设备 喷淋设备，安装于所述温室大棚内，用于在传感节点检测到温室大棚的土壤湿度值未达规定值时进行喷淋； 通风设备，安装于所述温室大棚内，用于在传感节点检测到温室大棚的气温超过或低于规定值时进行降温或加热处理； 增氧设备，安装于所述鱼池内，用于在传感节点检测到鱼池内的氧气低于规定值时进行增氧； 上述各执行设备受所述控制台的控制； (4)控制台 控制台由PC机与网关组成，用于采集各传感器节点的传感数据，对传感数据与规定值进行比较，当超过规定值时发出控制指令，控制执行设备工作；所述PC机存储各传感器节点所采集到的数据值，并对数据值进行统计分析，形成变化曲线及统计分析报表。
2.根据权利要求I所述物联网智慧农业实训装置，其特征在于所述沙盘总面积为3mX4m、平面高度为0. 7m。
3.根据权利要求I所述物联网智慧农业实训装置，其特征在于所述温室大棚区面积为3mX2m,棚高度为0. 8m。
4.根据权利要求I所述物联网智慧农业实训装置，其特征在于所述鱼池区面积为3mX 2m，其中水池的体积为2mXl. 5mX0. 4m。
专利摘要本实用新型提供一种物联网智慧农业实训装置，包括沙盘、传感设备、执行设备以及控制台；沙盘由温室大棚区和鱼池区组成；温室大棚区由蔬菜地和大棚组成，蔬菜地包括多种蔬菜模型，大棚包括顶棚支架和覆盖尼龙薄膜；鱼池区包括水池以及换水系统；各传感器节点与控制台进行通信；各执行设备受控制台的控制；控制台由PC机与网关组成，用于采集各传感器节点的传感数据，对传感数据与规定值进行比较，当超过规定值时发出控制指令，控制执行设备工作。本实用新型能够使学生了解当前农业领域常用传感器的基本结构与工作原理。使学生能根据不同应用场合的需求，进行传感器的选型，为传感器的安装、调试与使用打下基础。
文档编号G09B9/00GK202454107SQ20122006173
公开日2012年9月26日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者刘全胜, 周志德, 蔡建军 申请人:无锡职业技术学院