智能農(nóng)業(yè)綜合實訓系統(tǒng)
時間：2017-04-07 來源：華清遠見
1.項目案例演示
2.項目背景
目前大多數(shù)農(nóng)業(yè)管理都得依靠人工完成，例如農(nóng)作物生長環(huán)境的檢測與維護都得依靠人工來完成，耗費大量人力物力，效率低，而且每天重復性工作比較多。本設計利用最先進的物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)自動檢測影響農(nóng)作物生長的環(huán)境變量的實時變化。當檢測到環(huán)境變量超過設定值時會采用報警方式或者自動采取應對措施進行處理。并且可以隨時隨地檢測農(nóng)業(yè)狀態(tài)。
3.項目功能介紹
● 利用最先進的物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)自動檢測影響農(nóng)作物生長的環(huán)境變量的實時變化
● 檢測到環(huán)境變量超過設定值時會采用報警方式或者自動采取應對措施進行處理
● 可以隨時隨地檢測農(nóng)業(yè)狀態(tài)
4.項目框架
● 智能農(nóng)業(yè)總體設計框圖：
其中信息采用板將采集到的傳感器信息傳遞給核心板，核心板將信息實時更新在html文件中，網(wǎng)頁或app通過訪問核心板服務器讀取當前傳感器信息。網(wǎng)頁或app還可以通過交互界面上的交互按鈕給服務器傳輸控制信息，核心板將控制信息傳遞給執(zhí)行板執(zhí)行相應操作。
● 智能農(nóng)業(yè)詳細設計框圖：
5.技術點
1. 信息采集模塊
1.1 傳感器板模塊概述
本模塊分為一個信息采集板和5個傳感器，信息采集板主要負責收集傳感器傳來的信息，然后通過Zigbee模塊將收集到的信息發(fā)射出去。傳感器有光照傳感器、土壤溫濕度傳感器、空氣溫度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、液位傳感器，負責感應環(huán)境信息。
1.2 空氣溫濕度傳感器
DHT11數(shù)字溫濕度傳感器安置于智能農(nóng)業(yè)空氣中，用來檢測環(huán)境溫度。它應用專用的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度傳感器技術，確保產(chǎn)品具有 極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。它具有成本低，性能穩(wěn)定，抗干擾 能力強等優(yōu)點。
1.3 土壤溫濕度傳感器
土壤溫濕度傳感器（SHTxx）安置于智能農(nóng)業(yè)的農(nóng)田土壤中，主要負責監(jiān)控土壤的溫濕度。土壤專用型溫濕度探頭采用原裝進口溫濕度傳感器為核心部件，可直接連接單片機使用。具有非常高的一致性，可完全互換，濕度最高可達到±2%RH。傳感器包括一個電容式聚合體測濕元件和一個能隙式測溫元件，并與一個14位的A/D轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路在同一芯片上實現(xiàn)無縫連接。具有品質(zhì)卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。
1.4 光敏傳感器
光照傳感器（ISL29003）安置于智能農(nóng)業(yè)溫室大棚中，用來檢測大棚中的光照強度。ISL29002是一個集成的光傳感器,具有一個內(nèi)置的積分型ADC和一個標準的I2C接口。
1.5 液位傳感器
該傳感器安置于水池里，主要負責監(jiān)測水池水位，其原理比較簡單，僅有開關兩個狀態(tài)。
1.6 ZigBee模塊 ZigBee采用的是FS_RF231模塊。將數(shù)據(jù)存儲到data_send緩沖區(qū)中，通過WIFI發(fā)送到路由器，經(jīng)由路由器發(fā)送到主機服務器中，最為科研人員或農(nóng)業(yè)工作人員參考。
2. 執(zhí)行與信息傳輸模塊
2.1 ZigBee模塊
igBee采用的是ZICM2410模塊。ZigBee網(wǎng)絡特點：低功耗、低成本、支持大量網(wǎng)絡節(jié)點、支持多種網(wǎng)絡拓撲、低復雜度、快速、可靠等等。在安全性上，安全服務比較完善，每一層（MAC層、網(wǎng)絡層、應用層）都能被保護，采用了高級加密標準（AES）。
在執(zhí)行板本上ZICM2410模塊有3種功能：
◆ 采集功能
對傳感器數(shù)據(jù)的采集(CO2模塊在執(zhí)行板上)。
◆ 協(xié)調(diào)功能
用來自傳感板的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)并上傳給主控制器。
◆ 執(zhí)行單元
對來自主控制器的命令進行分析并處理。
2.2 WiFi模塊
本項目采用uart_wifi和服務器交互，向服務器發(fā)送網(wǎng)絡打包后的傳感信息，并能接收服務器發(fā)來的控制命令。
2.3 二氧化碳傳感器
MG811型CO2濃度傳感器安置于智能農(nóng)業(yè)溫室大棚中，用來測量空氣中CO2的濃度，達到及時掌握蔬菜生長情況，科學管理。MG811型CO2濃度傳感器對CO2有良好的靈敏度和選擇性，受溫濕度的變化影響較小，有良好的穩(wěn)定性、再現(xiàn)性。
2.4 風扇
終端可以通過按鈕打開風扇來給空氣降溫。
2.5 水泵
終端可以通過按鈕打開水泵給農(nóng)作物澆水。
2.6 光照燈
當太陽光強度不足時，可以在終端點擊按鈕打開光照燈給農(nóng)作物提高光照強度。
3. 核心板
3.1 USB WiFi模塊
WiFi 主要功能：
● 接收傳感器采集數(shù)據(jù)；
● 發(fā)送執(zhí)行命令；
● 用于網(wǎng)頁請求與Web服務器間的數(shù)據(jù)交互；
● 用于客戶端與客戶端服務器間的數(shù)據(jù)交互。
3.2 Camera模塊
攝像頭模塊主要用于采集農(nóng)業(yè)內(nèi)的視頻信息，上傳到視頻流服務器，用戶通過訪問WEB來實時監(jiān)控農(nóng)業(yè)內(nèi)的實際情況。FS210板提供了2個Camera接口：CAMERA_A、CAMERA_B，這里選用CAMERA_A，所用攝像頭型號為OV3640。
3.3 GPRS/GPS二合一模塊
可用GPRS/GPS二合一模塊發(fā)送報警短信。
6.相關硬件平臺展示
