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物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實訓(xùn)室建設(shè)的探討

時間:2025-03-31 23:45:52 點擊次數(shù): 中人教儀廠
物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室基礎(chǔ)簡介
物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室是面向物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)職業(yè)技能和綜合技能型人才培養(yǎng)的實驗室。它基于物聯(lián)網(wǎng)的識別、感知、通訊傳輸、組網(wǎng)技術(shù)、云服務(wù)以及數(shù)值解析的遞進(jìn)架構(gòu)體系設(shè)計研發(fā),主要用來物聯(lián)網(wǎng)、計算機(jī)數(shù)值數(shù)值、電子、互聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實驗教學(xué)。

該實驗室經(jīng)過各種傳感器與控制系統(tǒng)相連接,運(yùn)用無線通訊設(shè)備(如ZigBee、WIFI、Bluetooth、IPV6等)將各種傳感器的數(shù)值就地實時地傳輸?shù)竭h(yuǎn)程智能系統(tǒng),然后再經(jīng)過手機(jī)或手持終端將數(shù)值發(fā)送給農(nóng)業(yè)人員、農(nóng)業(yè)專家,為他們的遠(yuǎn)程指導(dǎo)和方案決策提供數(shù)值依據(jù)。

具體來說,物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室可以應(yīng)用來環(huán)境監(jiān)測、智能控制、視頻監(jiān)控等多個方面。例如,經(jīng)過傳感設(shè)備就地實時收集溫室內(nèi)的環(huán)境數(shù)值,含有概括空氣溫度(℃)、濕度、二氧化碳濃度、光照、土壤水分和溫度(℃)等,并將這些數(shù)值經(jīng)過位移通訊互聯(lián)網(wǎng)傳輸給服務(wù)管理平臺,以便實行數(shù)值解析處置整理。同時,對于條件良好的大棚,還可以裝配電動卷簾、排風(fēng)機(jī)、電動灌溉系統(tǒng)等機(jī)電設(shè)備,完成手機(jī)或電腦登錄系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。此外,用戶還可以就地實時查看、監(jiān)控溫室內(nèi)的各項環(huán)境,保證溫室內(nèi)部的安全和各項設(shè)備的正常作業(yè)。

物聯(lián)網(wǎng)是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要構(gòu)成部分,《物聯(lián)網(wǎng)"十二五"發(fā)展規(guī)劃》圈定了10大領(lǐng)域重點示范工程,智能農(nóng)業(yè)便是其中之一?!段锫?lián)網(wǎng)"十四五"發(fā)展規(guī)劃》 圈定物聯(lián)網(wǎng)是我國7大數(shù)字經(jīng)濟(jì)重點產(chǎn)業(yè)之一,加快發(fā)展智慧農(nóng)業(yè),推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營和管理服務(wù)數(shù)字化改造是"十四五"規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)之一。據(jù)工信部統(tǒng)計,智能農(nóng)業(yè)在其領(lǐng)域五年內(nèi)需要的人才約為1 000 萬。從產(chǎn)業(yè)需求看,物聯(lián)網(wǎng)人才總體可分為研究型人才和工程應(yīng)用型人才兩類。
研究型人才主要為研究生層次或研究型高校所培養(yǎng)的畢業(yè)生,是各類"研究型企業(yè)"或"高新企業(yè)"的研發(fā)部、研究院所急需的人才。在高等院校和科研院所物聯(lián)網(wǎng)研究型人才培養(yǎng)方面,偏重于研究型和創(chuàng)新型,設(shè)定有跨學(xué)科復(fù)合型特別點。工程應(yīng)用型人才主要為各類中高職學(xué)校或信息類本科學(xué)院畢業(yè)生,以從事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備研發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)項目實施等為主,以系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備研發(fā)、工程項目策劃與實施為主的企業(yè),更應(yīng)注重工程應(yīng)用技術(shù)能力的培養(yǎng),加強(qiáng)工程實踐的實際實訓(xùn),突出技術(shù)應(yīng)用能力、培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
隨著近幾年大量物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)完成,開始轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的實施與維護(hù)過程,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用型人才的占比已趕上甚至超過了研發(fā)型人才需求。巨大的市場潛力,廣闊的行業(yè)發(fā)展前景,急待提升的人員素質(zhì),為職業(yè)學(xué)校辦好此朝陽專業(yè)建立信心和決心。很多高職院校抓住此良好環(huán)境和契機(jī),建造設(shè)計好該新興專業(yè),物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室是保障此專業(yè)能良好完成教學(xué)效果的前提和必要條件。

第一部分 前景
1.1物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室就業(yè)前景
智慧農(nóng)業(yè)就是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中去,運(yùn)用傳感器和系統(tǒng)經(jīng)過位移平臺或者電腦平臺對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實行控制,使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)更設(shè)定有"智慧"。除了精準(zhǔn)感知、控制與決策管理外,從廣泛意義上講,智慧農(nóng)業(yè)還含有概括農(nóng)業(yè)電子商務(wù)、食品溯源防偽、農(nóng)業(yè)休閑旅游、農(nóng)業(yè)信息服務(wù)等方面的內(nèi)容。過去,農(nóng)業(yè)的機(jī)械化生產(chǎn),大大的提升了生產(chǎn)效率,但是機(jī)械化仍然沒有脫離人的操控,而智慧農(nóng)業(yè)將使農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過程徹底擺脫人為實操,從而提升生成效率,節(jié)省人力。
智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展前景
智慧農(nóng)業(yè)經(jīng)過生產(chǎn)領(lǐng)域的智能化、經(jīng)營領(lǐng)域的差異性以及服務(wù)領(lǐng)域的全方位信息服務(wù),推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈改造升級;完成農(nóng)業(yè)精細(xì)化、高效化與綠色化,保障農(nóng)設(shè)備安全、農(nóng)業(yè)競爭力提升和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。因此,智慧農(nóng)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢,需要從培育社會共識、突破關(guān)鍵技術(shù)和做好規(guī)劃引領(lǐng)等方面入手,促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。改革開放以來,我國農(nóng)業(yè)發(fā)展取得了顯著成績,糧食產(chǎn)量"十二連增",蔬菜、水果、肉類、禽蛋、水設(shè)備的人均占有量也排在世界前列,但代價不菲。一是化肥農(nóng)藥濫用、地下水資源超采以及過度消耗土壤肥力,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化,食品安全問題凸顯;二是粗放經(jīng)營,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)競爭力不強(qiáng),出現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、進(jìn)口多加與庫存增量的"三量齊增"現(xiàn)象,越來越多低端農(nóng)設(shè)備滯銷。解決這些問題就需要大力發(fā)展以運(yùn)用智能設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)、云計算與大數(shù)值等先進(jìn)技術(shù)為主要手段的智慧農(nóng)業(yè)。我們國家是農(nóng)業(yè)大國,而非農(nóng)業(yè)強(qiáng)國。過去農(nóng)業(yè)高產(chǎn)量主要依靠農(nóng)藥化肥的大量投入,大部分化肥和水資源沒有被有效運(yùn)用,造成浪費和環(huán)境污染。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍然以傳統(tǒng)生產(chǎn)模式為主,耕種只能憑經(jīng)驗施肥灌溉,不僅浪費大量的人力物力,也不利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)??梢哉f農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家,而智慧農(nóng)業(yè)可以推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈改造升級,完成農(nóng)業(yè)精細(xì)化、高效化與綠色化,保障農(nóng)設(shè)備安全、設(shè)備競爭力和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,這是我們國家農(nóng)業(yè)發(fā)展完成彎道超車的一個機(jī)遇。 所以,智慧農(nóng)業(yè)可以說是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢,未來、政府和企業(yè)全部會需要大量的相關(guān)人才幫助其完成智慧農(nóng)業(yè)。
智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域
目前,智慧農(nóng)業(yè)已經(jīng)在很多農(nóng)業(yè)企業(yè)中得到完成,主要運(yùn)用在對植物生長環(huán)境的監(jiān)控監(jiān)測以及調(diào)控。如監(jiān)測土壤水分、土壤溫度(℃)、空氣溫度(℃)、空氣濕度、光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分含量等功能數(shù)值,并而且智能系統(tǒng)按照以上各類信息的反饋對農(nóng)業(yè)園區(qū)實行自動灌溉、自動降溫、自動卷模、自動實行液體肥料施肥、自動噴藥等自動控制。不但節(jié)省了人力、提升了效率,科學(xué)的培育、恰當(dāng)?shù)纳L環(huán)境,也會讓農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量大大提升。這僅僅是智慧農(nóng)業(yè)的一個應(yīng)用領(lǐng)域,除此之外,農(nóng)機(jī)定位、倉儲管理、食品溯源等環(huán)節(jié)全部可以經(jīng)過智慧農(nóng)業(yè)的完成,得到更加科學(xué)、高效的發(fā)展。
中國智慧農(nóng)業(yè)市場發(fā)展規(guī)模

1.2 物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室1+X證書物聯(lián)網(wǎng)云平臺運(yùn)用職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)
職業(yè)技能等級劃分
物聯(lián)網(wǎng)云平臺運(yùn)用職業(yè)技能等級分為三個等級:初級、中級、高級,三個級別依次遞進(jìn),高級別涵蓋低級別職業(yè)技能要求。
【物聯(lián)網(wǎng)云平臺運(yùn)用】(初級):理解物聯(lián)網(wǎng)云平臺及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的技術(shù)架構(gòu),理解物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議和通信方法;能夠基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺完成端到端應(yīng)用研發(fā)的基礎(chǔ)步驟,含有概括設(shè)備創(chuàng)建、設(shè)備管理、設(shè)備接入、數(shù)值管理、數(shù)值處置整理、數(shù)值推送等
【物聯(lián)網(wǎng)云平臺運(yùn)用】(中級):熟悉物聯(lián)網(wǎng)云平臺架構(gòu)及其核心能力,熟悉物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議及應(yīng)用場景,熟悉設(shè)備協(xié)議選型以及通信方法選型,能夠編寫基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺的垂直行業(yè)場景解決方案并經(jīng)過運(yùn)用平臺完成端到端應(yīng)用研發(fā)的全流程。
【物聯(lián)網(wǎng)云平臺運(yùn)用】(高級):掌控把握物聯(lián)網(wǎng)云平臺全部功能的運(yùn)用,掌控把握多源異構(gòu)設(shè)備經(jīng)過多種主流公有協(xié)議和私有協(xié)議接入云平臺的技能,掌控把握數(shù)值調(diào)用和處置整理方法,能夠單單獨完成基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺的設(shè)備研發(fā)和多場景的數(shù)值可視化應(yīng)用研發(fā)。

1.3物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室建造設(shè)計的需求解析和必要性
實驗室建造設(shè)計意義
從教學(xué)方面來說,應(yīng)培養(yǎng)從事物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)解析與系統(tǒng)研發(fā)的高技能人才。培養(yǎng)合理的知識構(gòu)造,具備扎實的物聯(lián)網(wǎng)課程課程理論與實踐知識,并具備在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域跟蹤新知識、新技術(shù)的能力及較強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用能力。經(jīng)過課程課程理論課程的教學(xué)并集合實驗室的實驗,讓學(xué)生、學(xué)生親自動手,接觸各種實驗室設(shè)備。最終完成能讓學(xué)生單單獨構(gòu)架各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的目的。經(jīng)過課程課程理論與實踐相集合,感知體驗與動手集合、方案設(shè)計與實際檢驗集合來提升動手能力,積累實踐經(jīng)驗,進(jìn)一步提升學(xué)生水平。從科研方面來說,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是繼計算機(jī)數(shù)值數(shù)值、互聯(lián)網(wǎng)與位移通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮,是一個全新的技術(shù)領(lǐng)域,含有 RFID 射頻技術(shù)、有線傳感技術(shù)、無線傳感技術(shù)、數(shù)值交換與互聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)、終端管理等關(guān)鍵技術(shù)。實驗室物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備經(jīng)過射頻識別等設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接,完成智能化識別和管理,經(jīng)過建造設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)實驗室為教師提供物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究的科研平臺,經(jīng)過實驗室設(shè)備促進(jìn)教師與科研人員實行更好的科研研究。實驗室的建造設(shè)計特別點
物聯(lián)網(wǎng)實驗室設(shè)計以技術(shù)全面化、業(yè)務(wù)經(jīng)經(jīng)典型化、應(yīng)用教學(xué)化三個方面為指導(dǎo)思想實行建造設(shè)計。
技術(shù)全面化
主要解決技術(shù)知識層面的問題,實驗室引入物聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)工業(yè)化設(shè)備體系,融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢,設(shè)計模式吻合教學(xué)實驗體系。實驗室不僅可以全面支持物聯(lián)網(wǎng)培訓(xùn)認(rèn)證所要求掌控把握的技術(shù),還全面涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課,如物聯(lián)網(wǎng)概論、信號與系統(tǒng)、計算機(jī)數(shù)值數(shù)值互聯(lián)網(wǎng)、現(xiàn)代通信網(wǎng)、傳感器原理、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計、無線通信原理、無線傳感器互聯(lián)網(wǎng)、 近距無線傳輸技術(shù)、二維條碼技術(shù)、數(shù)值收集與處置整理、物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)等均可在此完成并創(chuàng)新拓展。
業(yè)務(wù)經(jīng)經(jīng)典型化
主要解決應(yīng)用和就業(yè)層面的問題。眾多教育集團(tuán)公司將多年成功的商業(yè)模式及成熟的行業(yè)應(yīng)用如車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、智能家居、智慧農(nóng)業(yè)等轉(zhuǎn)化為經(jīng)經(jīng)典型的業(yè)務(wù)場景以用來支撐物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用實驗,使學(xué)生在實驗的同時理解、融入真實的行業(yè)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
應(yīng)用教學(xué)化
應(yīng)用數(shù)字化的主要目的在于解決培養(yǎng)和定位問題,經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺、行業(yè)應(yīng)用實驗箱、實驗墻、行業(yè)應(yīng)用實驗場景等多種形態(tài)、多種應(yīng)用的實驗實驗設(shè)備以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體驗中心完成課程課程理論與實踐的集合,感知體驗與動手的集合、方案設(shè)計與實際檢驗的集合。

實驗室的建造設(shè)計目標(biāo)
經(jīng)過建立實驗室,建造設(shè)計一個教、學(xué)、研、培訓(xùn)認(rèn)證統(tǒng)一的實驗平臺,集教學(xué)、實驗、培訓(xùn)認(rèn)證功能于一體,圍繞物聯(lián)網(wǎng)主題,同時兼顧當(dāng)前 IT 流行技術(shù)的發(fā)展趨勢,注重各種技術(shù)之間的融合與靈活應(yīng)用,既可適用日常教學(xué)要求,又注重項目實驗及創(chuàng)新試驗,各設(shè)備之間還可以靈活結(jié)合。學(xué)生不僅可經(jīng)過實驗室里的相關(guān)設(shè)備掌控把握物聯(lián)培訓(xùn)認(rèn)證所要求的全部技術(shù),還可以基于各種模型塊,按照自身需求實行單獨特設(shè)計,融合各種技術(shù)實行創(chuàng)新試驗及項目實驗。建造設(shè)計一個完整的物聯(lián)網(wǎng)實驗室,實行各種無線傳感器互聯(lián)網(wǎng)、智能視頻技術(shù)等教學(xué)實驗,模仿經(jīng)經(jīng)典型智慧校園、智能追溯等實際應(yīng)用。經(jīng)過實驗培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)方面的高技能技術(shù)人才。學(xué)生、學(xué)生可就業(yè)于與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的企業(yè),從事與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的作業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室的建造設(shè)計,應(yīng)在物聯(lián)網(wǎng)的識別、感知、通訊傳輸、組網(wǎng)技術(shù)以及數(shù)值解析方面,衍生至物聯(lián)網(wǎng)整個產(chǎn)業(yè)鏈,以專業(yè)建造設(shè)計、人才培養(yǎng)、物聯(lián)網(wǎng)核心課程教學(xué)、提升學(xué)生實驗水平為目標(biāo),建立一個完整的、基礎(chǔ)的實驗架構(gòu)體系。
實驗室的建造設(shè)計需適用以下基礎(chǔ)要求:
(1)適用農(nóng)業(yè)院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才培養(yǎng)規(guī)范和教學(xué)基礎(chǔ)要求;
(2)能夠支撐學(xué)校相關(guān)專業(yè)課程教學(xué);
(3)能夠支撐學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實驗,完成物聯(lián)網(wǎng)各知識點的實驗;
(4)能夠適用物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)綜合創(chuàng)新的實驗,如智慧城市、智能家居、智慧農(nóng)業(yè)等。


--NY01 智能農(nóng)業(yè)實驗沙盤

一、沙盤簡介:
智能農(nóng)業(yè)實驗沙盤是一個鋁制金屬骨架和有機(jī)玻璃墻壁構(gòu)成的溫室系統(tǒng),與其他感知、控制及執(zhí)行系統(tǒng)一起,包括完整的溫室大棚系統(tǒng)。含有概括:透明溫室大棚、排風(fēng)系統(tǒng)、光照調(diào)動系統(tǒng)、溫度(℃)調(diào)動系統(tǒng)、無線傳感器互聯(lián)網(wǎng)等。是針對于物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域自動化與智能化應(yīng)用的一款實景模仿系統(tǒng),依托各種傳感節(jié)點(環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、風(fēng)速、雨雪等),和無線通信互聯(lián)網(wǎng)完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預(yù)警、智能調(diào)控,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化種植、可視化管理。為院校在物聯(lián)網(wǎng)實驗教學(xué)方面提供了一個真實的農(nóng)業(yè)綜合實驗系統(tǒng),使學(xué)生在實驗中完成對物聯(lián)網(wǎng)綜合技術(shù)應(yīng)用的理解可以在此基礎(chǔ)上實行創(chuàng)新應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力,充分適用了高校培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才的需求。
智能農(nóng)業(yè)實驗沙盤是以農(nóng)業(yè)大棚為原型,經(jīng)過實景+實驗的方法,綜合運(yùn)用無線傳輸互聯(lián)網(wǎng)、單片機(jī)、RFID射頻識別、傳感器與控制器、云計算等技術(shù),依托部署在實景沙盤中的在農(nóng)業(yè)傳感器與控制器、無線互聯(lián)網(wǎng)、RFID以及智能網(wǎng)關(guān)等設(shè)備,完成智能農(nóng)業(yè)的控制與管理,幫助學(xué)生熟悉智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)相關(guān)項目的研發(fā)與應(yīng)用。


二、沙盤特別點:
智能農(nóng)業(yè)實驗沙盤應(yīng)用優(yōu)質(zhì)鋁制骨架,長寬高為:800*800*500mm,沙盤一側(cè)為智能農(nóng)業(yè)大棚模型,大棚內(nèi)置風(fēng)扇節(jié)點、燈光節(jié)點、農(nóng)業(yè)傳感器以及相關(guān)控制器節(jié)點,另一側(cè)為智能農(nóng)業(yè)實驗區(qū)域,實驗區(qū)域支持磁吸搭積木的連接方法,表面包括多路物聯(lián)網(wǎng)模型塊供電底層基板,全部供電底層基板由沙盤內(nèi)部統(tǒng)一供電,無需外接電源,方便學(xué)生實操;
u 智能農(nóng)業(yè)沙盤應(yīng)用高強(qiáng)度鋁制骨架,外觀尺寸0.8m*0.8m*0.5m;
u 智能農(nóng)業(yè)沙盤含有智能燈光系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)、智能灌溉系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、執(zhí)行器系統(tǒng)、云平臺系統(tǒng)等,均可經(jīng)過沙盤內(nèi)實驗?zāi)P蛪K實行收集和控制;
u 智能農(nóng)業(yè)沙盤應(yīng)用一體式供電構(gòu)造,整個沙盤只需連接一根電源線即可,經(jīng)過一根電源線可以為12路模型塊供電,省去繁雜的接線作業(yè),方便學(xué)生使用實操;
u 智能農(nóng)業(yè)沙盤表面包括12個實驗?zāi)P蛪K插槽,全部實驗插槽均可實行磁吸式連接,并而且包括防短路設(shè)計,支持至多個模型塊的聯(lián)動實驗,可在單個知識點學(xué)習(xí)掌控把握的基礎(chǔ)上,實行多模型塊綜合應(yīng)用實驗,可完成無線傳感互聯(lián)網(wǎng)實驗等多種復(fù)雜的聯(lián)網(wǎng)實驗;
u 智能農(nóng)業(yè)沙盤內(nèi)部硬件與物聯(lián)網(wǎng)模型塊底層基板連接,可經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)模型塊直接控制智能農(nóng)業(yè)的燈光和風(fēng)扇,代碼開源,支持二次研發(fā);
u 提供NewIOT物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺,用來實驗調(diào)節(jié)測試及相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)模型塊基礎(chǔ)配備;

三、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型塊:

u 應(yīng)用磁吸式可拆卸構(gòu)造,包括防呆設(shè)計,避免短路;
u 可以無縫吸附到智能農(nóng)業(yè)實驗沙盤上,插槽包括供電功能,無需單單獨外接電源;
u 實驗?zāi)P蛪K表面包括電子回路圖(下圖),方便學(xué)生更直觀的理解元件的構(gòu)成及模型塊的運(yùn)行原理:

u 模型塊均應(yīng)用磁吸式連接口設(shè)計+搭積木式構(gòu)造,包括標(biāo)準(zhǔn)的12路彈性插針,可以完成供電、擬真調(diào)節(jié)測試、數(shù)值通信、IO口拓展等功能,同時支持搭積木式的多級磁吸聯(lián)接,經(jīng)過彈性插針即可通信,無須外接跳線,經(jīng)過模型塊相互搭積木,構(gòu)成一套完整的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),如:STM32處置整理器+ZigBee無線模型塊+傳感器模型塊(3層垂直積木,無須額外接線),可拓展性強(qiáng),如下圖所示:

四、硬件構(gòu)成:

序號 項目 名稱 數(shù)量 備注
1 沙盤 智能農(nóng)業(yè)實驗沙盤 1 一體化供電平臺
2 調(diào)節(jié)測試平臺 物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺 1 一體化供電平臺
3 供電底層基板 3.3V/5V供電底層基板 12 支持磁吸搭積木
4 單片機(jī)模型塊 嵌入式STM32模型塊 12 支持磁吸搭積木
5 無線通訊模型塊 ZigBee無線通信模型塊 12 支持磁吸搭積木
WIFI無線通信模型塊 1 支持磁吸搭積木
6 傳感器模型塊 空氣溫濕度傳感器 1 支持磁吸搭積木
光照傳感器 1 支持磁吸搭積木
二氧化碳傳感器 1 支持磁吸搭積木
風(fēng)速傳感器 1 支持磁吸搭積木
雨雪傳感器 1 支持磁吸搭積木
土壤濕度傳感器 1 支持磁吸搭積木
電導(dǎo)率傳感器 1 支持磁吸搭積木
PH值傳感器 1 支持磁吸搭積木
火焰?zhèn)鞲衅?/span> 1 支持磁吸搭積木
煙霧傳感器 1 支持磁吸搭積木
紅外對射傳感器 1 支持磁吸搭積木
7 執(zhí)行控制器模型塊 雙路繼電器執(zhí)行器 2 支持磁吸搭積木
8 云平臺 公有云平臺 1 支持上云
9 其他備品備件 電源線、香蕉線等 1

五、硬件功能數(shù)值:
智能農(nóng)業(yè)實驗沙盤功能數(shù)值
序號 名稱 功能數(shù)值 圖片
1 智能農(nóng)業(yè)實驗沙盤 l 應(yīng)用鋁制骨架,尺寸0.8m*0.8m*0.5m;
l 應(yīng)用5V-12V安全電壓(V),提供1路電源總開關(guān);
l 內(nèi)置農(nóng)業(yè)大棚模型,含有燈光、排風(fēng)扇、溫濕度、光照度、雨雪、風(fēng)速、二氧化碳、土壤濕度、電導(dǎo)率、PH值、火焰、煙霧、紅外對射等傳感器。
l 提供2路傳感器連接口;
l 提供2路接線插頭座,用來接線連接;
l 提供12路磁吸模型塊連接板,支持物聯(lián)網(wǎng)模型塊磁吸搭積木連接,至少支持3層模型塊疊加;
2 物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺 l 外觀尺寸:長415*寬310*高50(mm),材料:鋁制楔形構(gòu)造;
l 實驗平臺應(yīng)用一體式供電構(gòu)造,整個實驗過程只需連接一根電源線和數(shù)值線即可。
l 應(yīng)用全新的教學(xué)模式:磁吸積木式教學(xué),全部模型塊可以實行疊羅漢式(搭積木)的組裝連接,支持多層模型塊疊加,無需外數(shù)值線與電源線;
l 提供5V供電連接口(Type-C)、以太網(wǎng)連接口、雙路USB連接口、J-link下載器連接口、CC-Debugger下載器連接口、RS232/RS485串行口,其中J-link下載器、CC-Debugger下載器均為平臺內(nèi)置,下載程序時只需將模型塊吸附到平臺對應(yīng)下載端即可,無需接線;
l 內(nèi)置USB串行口服務(wù)設(shè)備,經(jīng)過1路USB虛擬出多路串行口,按照端口虛擬出不一樣的串行口,最多可拓展8路串行口連接口,其中含有普通TTL串行口4路,485串行口4路;
l 實驗平臺具備8個通用實驗?zāi)P蛪K插槽,每個插槽包括12路接觸點,供模型塊實行數(shù)值通訊及供電,并而且插槽包括防短路功能,可直接將模型塊吸附到插槽內(nèi),支持最多8個模型塊聯(lián)動實驗;
l 實驗平臺上包括了485選用鍵、ZigBee擬真器復(fù)位鍵、J-Link擬真器啟動鍵和虛擬儀表器具啟動鍵,在使用不一樣功能的時候,便利變換和使用,同時實驗平臺內(nèi)部包括還原功能模型塊,當(dāng)通訊及擬真調(diào)節(jié)測試出現(xiàn)混亂時,只需關(guān)閉電源再重啟,即可恢復(fù)出廠設(shè)定;
3 3.3v/5v供電底層基板 l 提供3.3v/5v供電觸點,為上層模型塊實行持續(xù)供電;
l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)。
4 嵌入式STM32處置整理器 l 應(yīng)用STM32F103處置整理器,內(nèi)核:ARM 32位的Cortex™-M3 CPU;最高72MHz作業(yè)頻率,在存儲器的0等待周期訪問時可達(dá)1.25DMips/MHz (Dhrystone 2.1);
l 存儲器:
l 從16K到32K字節(jié)的閃存程序存儲器;
l 從6K到10K字節(jié)的SRAM;
l 支持USB、CAN、6個定時器、2個ADC 、6個通信連接口;
l 提供485選用端、BOOT0兩路連接口;提供1個復(fù)位鍵;
l 程序下載方法為實驗平臺內(nèi)部下載,即無須外部接線,節(jié)省接線實操時間,帶有電源保護(hù)電子回路;
l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)。
5 ZigBee無線通信模型塊 l 主芯片:CC2530F256,256K Flash,8K RAM,內(nèi)置8051單片機(jī)及無線收發(fā)器,支持11-26信道更改,支持點播、組播、廣播多種類型數(shù)值通信,支持自動組網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)自愈功能;
l 串行速率:9600-115200bps多種速率可選;
l 無線頻率:2.4GHz;
l 無線協(xié)議:ZigBee2007/PRO;
l 通訊連接口:UART;
l 無障礙傳輸距離:200米;
l 包括串行口變換功能,經(jīng)過跳線方法,可將通訊線路實行變換;
l 具備協(xié)調(diào)器、路由器及終端功能,可經(jīng)過串行口指令讓設(shè)備在三種類型中自由變換;
l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)。
6 Wifi無線通信模型塊 l 主芯片包括MAC、基頻芯片及射頻收發(fā)單元,內(nèi)置低功耗運(yùn)行機(jī)制,可以有效的降低功耗運(yùn)行;
l 支持WiFi@2.4GHz802.11b/g/n無線標(biāo)準(zhǔn);
l 支持WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK安全模式;
l 支持AP、STA、AP+STA作業(yè)模式;
l 完全包括的串行口轉(zhuǎn)無線TCP/UDP傳輸功能,多個串行口速率選用;
l 支持TCP/UDPClient注冊包機(jī)制;
l 支持SimpleConfig/Airkiss/usrlink快速聯(lián)網(wǎng)配備;
l 支持AT+指令集配備;
l 包括串行口變換功能,經(jīng)過跳線方法,可將通訊線路實行變換;
l 經(jīng)過功能數(shù)值配備,可經(jīng)過WiFi無線節(jié)點,將傳感器數(shù)值傳入云端;
l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)。
7 空氣溫濕度傳感器 l 應(yīng)用DHT11傳感器;
l 溫度(℃):檢驗測試界限0-50度,精確到可以達(dá)到0.5℃;
l 濕度:
l 檢驗測試界限20%RH-95%RH, 精確到可以達(dá)到2%RH;
l 支持電容型濕度傳感實驗;
l 支持濕度值脈沖信號輸出;
l 輸出形式:數(shù)字量;
l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)。
8 光照度傳感器 l 應(yīng)用ROHM原裝BH1750FVI芯片;
l 輸出形式:數(shù)字量、模仿量;
l 使用寬電壓(V)LM393電壓(V)對比器,作業(yè)平穩(wěn);
l 光照度界限:0-65535lx
l 傳感器內(nèi)置16bitAD變換器,直接數(shù)字輸出,省略復(fù)雜的計算,省略標(biāo)定,不區(qū)分環(huán)境光源,接近于視覺感知度的分光特性,可對廣泛的亮度實行1勒克斯的高精確度測量;
l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)。
9 二氧化碳傳感器 l 測量界限:0-10000ppm;
l 測量精確度:±(50ppm+5%讀數(shù)值);
l 輸出信號:UART;
l 響應(yīng)時間:<120s;
l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)。
10 風(fēng)速傳感器 l 測量界限:0-30m/s;
l 測量精確度:±1m/s;
l 響應(yīng)時間:<5s;
l 波特率:2400/4800/9600;
l 材料:優(yōu)質(zhì)鋁制/聚碳酸酯;
l 作業(yè)濕度環(huán)境:0-100%RH(15-95%RH);
l 通訊端口:脈沖/rs485/4-20mA/0-5V/0-10V;
l 啟動風(fēng)力 0.2-0.4m/s提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)。
11 雨雪傳感器 l 應(yīng)用長方形設(shè)計,便利裝配,檢驗測試面積:1500mm2;
l 測量功能數(shù)值:雨雪含水率;
l 濕度界限:0~100%RH;
l 測量精確度:±3%RH;
l 輸出形式:模仿量、開關(guān)量;
l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)
12 土壤濕度傳感器 l 應(yīng)用叉形設(shè)計,便利插入土壤,檢驗測試深度38mm;
l 測量功能數(shù)值:土壤容積含水率;
l 濕度界限:0~100%RH;
l 測量精確度:±3%RH;
l 輸出形式:模仿量、開關(guān)量;
l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)。
13 電導(dǎo)率傳感器 l 輸出電壓(V):0-3.4V;
l 測量界限:0-20ms/cm;
l 測量精確度:±5%F.S.;
l 電級連接口:BNC連接口;
l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)。
14 PH值傳感器 l 測量界限:0-14PH;
l 測量精確度:±0.01PH(25℃);
l 相應(yīng)時間:≤1Min;
l 傳感器連接口:BNC連接口;
l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)。
15 火焰?zhèn)鞲衅?/span> l 探測角度:60°;
l 檢驗測試波長:760nm-1100nm;
l 輸出形式:開關(guān)量;
l 支持感知度可調(diào);
l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)。
16 煙霧傳感器 l 應(yīng)用可拆卸構(gòu)造,支持MQ系列半導(dǎo)體氣敏元件;
l 支持1路數(shù)字量輸出;
l 支持1路模仿量AD輸出功能;
l 支持感知度可調(diào);
l 檢驗測試濃度:300-10000ppm;
l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)。
17 紅外對射傳感器 l 應(yīng)用H2010直射型光電傳感器,槽寬10mm;
l 使用寬電壓(V)LM393電壓(V)對比器,作業(yè)平穩(wěn);
l 設(shè)定有信號輸出指示燈,輸出高電平燈滅,輸出低電平燈亮;
l 輸出形式:開關(guān)量;
l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)。
18 雙路繼電器執(zhí)行器 l 應(yīng)用5V控制繼電器,完成雙路控制開關(guān);
l 繼電器規(guī)格3A-200VAC;3A-30VDC;
l 提供NO、COM、NC三路輸出端,可外接控制設(shè)備;
l 提供雙路指示燈,顯露繼電器狀態(tài);
l 提供"通用平臺"彈性探針接觸點,用來程序下載、串行口調(diào)節(jié)測試、供電等作用。提供搭積木彈性接觸針,用來搭積木形式教學(xué)。
19 公有云平臺 l 支持傳統(tǒng)工業(yè)上云:可經(jīng)過多種通訊方法,如: 5G(NB-IOT)、4G、GPRS(2.5G)、 Lora、 WiFi等,將工業(yè)上傳統(tǒng)硬件(含有概括教學(xué)傳感器模型塊)接入云端,完成對工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)值的全面監(jiān)控;
l Modbus協(xié)議:應(yīng)用工業(yè)上常用的Modbus協(xié)議,可將工業(yè)級別傳感器完全移植到教學(xué)實踐中,并提供源代碼,讓學(xué)生更快的與社會接軌;
l 可以經(jīng)過wifi、4g、nb-iot無線模型塊,將傳感器數(shù)值直接收集到云端顯露;
l 支持云組態(tài)設(shè)定;
l 支持手機(jī)接收傳感器報警信息;
l 支持微信小程序顯露組態(tài)內(nèi)容,及控制設(shè)備等功能;
六、實驗實驗:
經(jīng)過將各個實驗?zāi)P蛪K與智能農(nóng)業(yè)實驗沙盤相集合,可實行多種實驗實驗:

智能農(nóng)業(yè)沙盤實驗項目
實驗一、農(nóng)業(yè)傳感器收集實驗 實驗六、云平臺配備與應(yīng)用實驗
實驗二、農(nóng)業(yè)執(zhí)行器控制實驗 實驗七、農(nóng)業(yè)報警實驗
實驗三、農(nóng)業(yè)傳感器聯(lián)動控制實驗 實驗八、RFID讀卡與應(yīng)用實驗
實驗四、無線傳感器互聯(lián)網(wǎng)實驗 實驗九、農(nóng)業(yè)場景應(yīng)用實驗
實驗五、農(nóng)業(yè)場景嵌入式系統(tǒng)研發(fā)實驗 實驗十、WiFi網(wǎng)關(guān)通信實驗
實驗中提供開源的實驗代碼,可自行修改、編譯代碼,支持二次研發(fā),可按照以上基礎(chǔ)實驗,自行拓展更多智能農(nóng)業(yè)實驗,完成農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用;

常見問題:

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2、你們的物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實訓(xùn)室建設(shè)的探討是否能開增值稅專用發(fā)票?

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3、你們的物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實訓(xùn)室建設(shè)的探討都是自己生產(chǎn)的嗎?都有什么產(chǎn)品資質(zhì)?

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