農業物聯網教學係統的探索與研究
產業經濟
作者：陳世文
摘要：近年來，中國物聯網產業持續良好發展勢頭，作為物聯網的重要分支，農業物聯網將給人們的生活方式帶來較大的改變，從而促進傳統農業向智慧農業的轉變，更進一步提高農業生產經營的綜合效率，降低資源消耗。目前大部分高校學習的內容為理論知識，不經過實驗或者實際應用，學生很難掌握。本教學示範係統包含實際物聯網所應用的傳感器及控製係統，傳輸係統、應用係統，為學生提供生動、實際的農業物聯網場景，使學生能夠熟練掌握所學到的知識。
關鍵詞：農業；物聯網
1、係統概述
1.1背景概述
隨著傳感技術和自動化技術的發展，用於大棚種植監控的傳感器品類越來越多，大棚種植整體自動化水平也隨之上升。農業智能大棚監控是利用傳感器來監控大棚內的溫度、濕度、光照和土壤濕度、土壤溫度、CO2濃度等影響農作物生長的環境參數，通過信息化無線傳輸網絡把數據傳輸到係統進行智能化分析，同時通過計算機係統遠程控製大棚內的水閥、加熱、補濕、滴灌、噴灌、補光等設備，能夠相對恒定的控製大棚內部的環境，從而確保農作物在最佳的狀態下進行生長。對於環境要求比較高的植物來說，更能避免因為人為因素而造成的生產損失。
1.2 係統概述
1.2.1係統簡介
本教學示範係統涉及傳感器技術，ZIGBEE無線傳感器網絡，RFID射頻識別技術，計算機網絡和串口通信技術，自動化控製，嵌入式係統技術等物聯網組成的重要技術，使學生能夠從實際應用中，全方位了解這一新興行業，更好的掌握物聯網有關的知識。
1.2.2係統概要設計
根據初步溝通，本項目包括如下設備內容：
1. 采集傳感設備：通過傳感器采集溫室的溫度、濕度、CO2 濃度、光照強度、土壤濕度、土壤溫度。采集設備可根據需要在溫室內部署。
2. 高清視頻設備：采用高清攝像頭采集溫室現場的視頻和圖像數據，保護試驗成果。
3. 無線傳輸設備：環境數據通過無線方式進行局部傳輸，方便項目部署和未來的擴展性。
4. 手持管理終端：根據實驗需要為相關人員配備手持管理終端，可實時查詢園區內的環境參數，及安防情況。
5. 監視操作台：控製中心PC對溫室的全部溫濕度、CO2 濃度、土壤濕度、土壤溫度行統一監控，方便管理，便於學生學習時的參觀、演示。
6. 遠程實驗平台：通過互聯網方式訪問遠程實驗平台，可實時查看采集數據，觀看現場視頻，並進行病蟲害圖片管理。
2、係統方案設計
2.1係統功能
自動檢測並調節大棚內溫度、濕度、CO2 濃度，光照強度等環境參數。同時，網絡視頻可以實時監控農作物生長狀況。
2.2係統設備選型
大棚智能監控係統由智能監控係統、大棚環境智能控製器以及傳感器（溫濕度傳感器、CO2 傳感器、光照強度傳感器等）、視頻圖像采集器（攝像頭）、過程追溯（RFID讀寫器標簽，）及外圍設備（加熱器、加濕器、風機、濕簾水泵、遮陽網、天窗、CO2 發生器等）構成。
2.2.1環境監測傳感器資料與說明
> 無線空氣溫濕度傳感器
內置先進的溫度感應器，物聯無線溫度濕度傳感器可實時為您監測溫室中的溫度，通過無線Zigbee 技術，可與溫室中的空調設備相連，當室內溫度超過或低於係統設定範圍時，可自動打開或關閉空調設備。還可通過設置，隨時將溫室中的溫度情況發送到您的手機上，以便您及時了解，省去經常往大棚跑的麻煩。此外，物聯無線溫度濕度傳感器采用無線控製技術，省去您的布線煩惱，讓您的溫室更添整潔清爽。
> 無線光照傳感器
無線光照傳感器，采用對弱光也有較高靈敏度的矽蘭光伏探測器作為傳感器，隨時監測記錄太陽光線的強度。通過無線Zigbee 技術，物聯無線光照傳感器還可與相關的補光係統、遮陽係統等設備相連，在有需要時，自動打開相關設備，為您的作物生長打造完美的光照環境。