專利名稱:基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控教學(xué)演示平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，特別是一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控教學(xué)演示平臺。本實用新型的目的是通過如下途徑實現(xiàn)的：它包括物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)由ARM模塊分別連接Zigbee模塊、2.4GHz模塊、藍(lán)牙模塊及WiFi模塊構(gòu)成。本實用新型基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控教學(xué)演示平臺就是順應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)課程的教學(xué)需要，并和農(nóng)業(yè)類專業(yè)緊密結(jié)合，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)院校的農(nóng)業(yè)特色優(yōu)勢，使高校大學(xué)生在教學(xué)實踐中熟悉和掌握物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成及實際應(yīng)用。
【專利說明】基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控教學(xué)演示平臺

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，特別是一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控教學(xué)演示平臺O

【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)，就是物品與物品直接進(jìn)行消息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)，是在互聯(lián)網(wǎng)的甚礎(chǔ)上對用戶端的延伸與擴(kuò)展。它使用傳感器、全球定位系統(tǒng)和射頻識別技術(shù)等，將終端延伸到外界任何物體，實現(xiàn)了外界物體之間、計算機(jī)與外界物體之間的相互連通。從2009年開始，各個國家相繼推出了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，進(jìn)行了相關(guān)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的前瞻性布局，順應(yīng)時代要求，我國也重點(diǎn)關(guān)注并且推進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。2009年8月，“感知中國”這一概念被溫總理提出后，國家不斷加重了對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的投入，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)逐漸成為我國新型產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)將是相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的又一次重大的改革和創(chuàng)新機(jī)遇。
[0003]高校有著相關(guān)領(lǐng)域的高級人才和雄厚的研宄基礎(chǔ)，是國家進(jìn)行科學(xué)研宄的基地，因此，高校為物聯(lián)網(wǎng)的研宄創(chuàng)造了良好的條件。在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的潮流下，各個高校相繼開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)課程，同時也開始設(shè)計與之對應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺了。但是，現(xiàn)階段的高校物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺還處于探索研宄階段，其至?xí)?jīng)歷更長時間的探索研宄階段。物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺在設(shè)計上，不僅要使學(xué)生直觀、感性地了解物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識，而且還要讓學(xué)生進(jìn)一步深化物聯(lián)網(wǎng)的基本原理、協(xié)議等理論知識，能夠進(jìn)行基于物聯(lián)網(wǎng)管理、應(yīng)用、設(shè)計或創(chuàng)新開發(fā)，最終為創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)服務(wù)。如何構(gòu)建具有自身特色的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺，有效地實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的教學(xué)研討，推動物聯(lián)網(wǎng)研宄的發(fā)展，成為物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺構(gòu)建的關(guān)鍵。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控教學(xué)演示平臺。
[0005]本實用新型的目的是通過如下途徑實現(xiàn)的:一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控教學(xué)演示平臺，它包括物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)由ARM模塊分別連接Zigbee模塊、2.4GHz模塊、藍(lán)牙模塊及WiFi模塊構(gòu)成；在溫室設(shè)置有2.4GHz網(wǎng)組及WiFi攝像頭，并設(shè)有與2.4GHz網(wǎng)組連接的溫濕度傳感器、光照傳感器、加溫裝置、燈照裝置及繼電器，該繼電器連接灌溉裝置；在倉庫內(nèi)設(shè)置有藍(lán)牙網(wǎng)組及WiFi攝像頭，并設(shè)有與藍(lán)牙網(wǎng)組連接的溫濕度傳感器及報警裝置；在農(nóng)田內(nèi)設(shè)置有Zigbee網(wǎng)組及WiFi攝像頭，并設(shè)有與Zigbee網(wǎng)組連接的溫濕度傳感器、光照傳感器及繼電器，該繼電器連接灌溉裝置；移動終端通過無線連接物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)；
[0006]所述的2.4GHz網(wǎng)組為撒布于在溫室若干個主節(jié)點(diǎn)的2.4GHz模塊和從節(jié)點(diǎn)的
2.4GHz模塊組成，其中每個從節(jié)點(diǎn)的2.4GHz模塊連接溫濕度傳感器、光照傳感器、加溫裝置、燈照裝置及繼電器，該繼電器連接灌溉裝置；
[0007]所述的藍(lán)牙網(wǎng)組為撒布于在倉庫由若干主節(jié)點(diǎn)的藍(lán)牙模塊和從節(jié)點(diǎn)的藍(lán)牙模塊組成，其中每個從節(jié)點(diǎn)的藍(lán)牙模塊連接溫濕度傳感器及報警裝置；
[0008]所述的Zigbee網(wǎng)組為撒布于在農(nóng)田由若干個主節(jié)點(diǎn)Zigbee模塊和從節(jié)點(diǎn)Zigbee模塊組成，其中從節(jié)點(diǎn)Zigbee模塊連接溫濕度傳感器、光照傳感器及繼電器，該繼電器連接灌溉裝置。
[0009]所述的傳感器由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和電源模塊連接構(gòu)成。
[0010]本實用新型基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控教學(xué)演示平臺，實現(xiàn)一個完整的物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn):
[0011]1.系統(tǒng)實現(xiàn)低耗能，本平臺的硬件都是以低功耗的模塊為主，使得無線節(jié)點(diǎn)以單節(jié)電池供電，節(jié)約能源。
[0012]2.采用目前流行的近距離通信技術(shù)，以專門的無線通信集成芯片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的軟件實現(xiàn)，避免增加外處理器，提升處理速度，降低耗能。
[0013]3.實現(xiàn)采集各個終端節(jié)點(diǎn)溫度、濕度、光照度等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)，以無線方式傳輸并存入ARM模塊。
[0014]4.模擬實現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動化，如農(nóng)田灌溉和霧化、溫室加溫、光照控制等，而且閥值大小可調(diào)整。

【附圖說明】

[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0016]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中，農(nóng)田1、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)2、溫室3、倉庫4、灌溉裝置5、WiFi攝像頭6、繼電器7、Zigbee網(wǎng)組8、溫濕度傳感器9、光照傳感器10、WiFi模塊ll、Zigbee模塊12、藍(lán)牙模塊13、ARM模塊14、2.4GHz模塊15、報警裝置16、2.4GHz網(wǎng)組17、加溫裝置18、藍(lán)牙網(wǎng)組19、移動終端20、燈照裝置21。

【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本實用新型基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控教學(xué)演示平臺，它包括物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)2，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)2由ARM模塊14分別連接Zigbee模塊12、2.4GHz模塊15、藍(lán)牙模塊13及WiFi模塊11構(gòu)成；物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)部分主要負(fù)責(zé)融合農(nóng)田、倉庫、溫室三個數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)和以太網(wǎng)或者無線局域網(wǎng)連接。
[0019]在溫室3設(shè)置有2.4GHz網(wǎng)組17及WiFi攝像頭6，并設(shè)有與2.4GHz網(wǎng)組17連接的溫濕度傳感器9、光照傳感器10、加溫裝置18、燈照裝置21及繼電器7，該繼電器7連接灌溉裝置5 ;2.4GHz網(wǎng)絡(luò)部分主要負(fù)責(zé)監(jiān)控農(nóng)業(yè)溫室的環(huán)境情況，其中2.4GH網(wǎng)組由多個帶有2.4GH模塊的單片機(jī)通過拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)，能通過繼電器控制灌溉裝置、能通過溫濕度傳感器采集溫濕度，能根據(jù)設(shè)定的閾值控制加溫裝置，能通過光照傳感器采集光照信息，能通過根據(jù)設(shè)定的光照度控制燈照裝置，并可以通過2.4GH網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行信息交互，此外WiFi攝像頭能對溫室環(huán)境情況進(jìn)行觀察，及時作出人工處理。
[0020]在倉庫4內(nèi)設(shè)置有藍(lán)牙網(wǎng)組19及WiFi攝像頭6，并設(shè)有與藍(lán)牙網(wǎng)組19連接的溫濕度傳感器9及報警裝置16 ;藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)部分主要負(fù)責(zé)監(jiān)控農(nóng)業(yè)倉庫的環(huán)境情況，其中藍(lán)牙網(wǎng)組由多個藍(lán)牙模塊通過拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)，能通過溫濕度傳感器采集溫濕度，能根據(jù)設(shè)定的閾值進(jìn)行報警，并可以通過藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行信息交互，此外WiFi攝像頭能對倉庫環(huán)境情況進(jìn)行觀察，及時作出人工處理。
[0021]在農(nóng)田I內(nèi)設(shè)置有Zigbee網(wǎng)組8及WiFi攝像頭6，并設(shè)有與Zigbee網(wǎng)組8連接的溫濕度傳感器9、光照傳感器10及繼電器7，該繼電器7連接灌溉裝置5 ;Zigbee網(wǎng)絡(luò)部分主要負(fù)責(zé)監(jiān)控農(nóng)田的生產(chǎn)環(huán)境情況，其中Zigbee網(wǎng)組由多個Zigbee模塊通過拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)，能通過光照傳感器采集光照信息，能通過溫濕度傳感器采集溫濕度，能通過繼電器控制灌溉裝置，并可以通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行信息交互，此外WiFi攝像頭能對現(xiàn)場作物或者環(huán)境情況進(jìn)行觀察，及時作出人工處理。
[0022]移動終端20通過無線連接物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)2。筆記本電腦以及智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備通過W1-Fi訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，查看采集的數(shù)據(jù)，并能夠設(shè)置實現(xiàn)自動或者手動控制終端執(zhí)行裝置。
[0023]值得注意的是，本實用新型教學(xué)平臺重點(diǎn)在于硬件平臺的搭建，保護(hù)的是具有類似硬件結(jié)構(gòu)的并以不同無線協(xié)議進(jìn)行連接的硬件組合。該平臺包括物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，Zigbee網(wǎng)組、2.4GHz網(wǎng)組，藍(lán)牙網(wǎng)組。其中物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的核心是ARM模塊，ARM模塊類似于單片機(jī)的硬件芯片，由于該芯片不具備Zigbee、2.4GHz以及藍(lán)牙接口，所以需要通過硬件連接的方式和2.4GHz模塊、WiFi模塊以及藍(lán)牙模塊進(jìn)行連接，從而使其具備Zigbee、2.4GHz以及藍(lán)牙功能，從而可以和Zigbee網(wǎng)組、2.4GHz網(wǎng)組以及藍(lán)牙網(wǎng)組進(jìn)行通信。而2.4GHz模塊、WiFi模塊、藍(lán)牙模塊的核心也是一塊類似與單片機(jī)的硬件芯片，只是這些芯片具備2.4GHz,WiFi以及藍(lán)牙功能。對于Zigbee網(wǎng)組，其實它是由多個Zigbee模塊通過Zigbee無線協(xié)議以某種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成的硬件組合。2.4GHz網(wǎng)組也是由多個2.4GHz模塊通過2.4GHz無線協(xié)議以某種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成的硬件組合。同樣的，藍(lán)牙網(wǎng)組是由多個藍(lán)牙模塊通過藍(lán)牙無線協(xié)議以某種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成的硬件組合。這些網(wǎng)組分別通過硬件連接的方式和相應(yīng)的傳感器和執(zhí)行裝置進(jìn)行連接以實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的采集和控制。不同網(wǎng)組和網(wǎng)關(guān)以不同的協(xié)議進(jìn)行連接就構(gòu)成了所謂的物聯(lián)網(wǎng)。
[0024]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控教學(xué)演示平臺，其特征在于:它包括物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(2)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(2)由ARM模塊(14)分別連接Zigbee模塊(12),2.4GHz模塊(15)、藍(lán)牙模塊(13)及WiFi模塊(11)構(gòu)成；在溫室(3)設(shè)置有2.4GHz網(wǎng)組(17)及WiFi攝像頭(6)，并設(shè)有與2.4GHz網(wǎng)組(17)連接的溫濕度傳感器(9)、光照傳感器(10)、加溫裝置(18)、燈照裝置(21)及繼電器(7)，該繼電器(7)連接灌溉裝置(5);在倉庫(4)內(nèi)設(shè)置有藍(lán)牙網(wǎng)組(19)及WiFi攝像頭(6)，并設(shè)有與藍(lán)牙網(wǎng)組(19)連接的溫濕度傳感器(9)及報警裝置(16);在農(nóng)田(I)內(nèi)設(shè)置有Zigbee網(wǎng)組(8)及WiFi攝像頭(6)，并設(shè)有與Zigbee網(wǎng)組(8)連接的溫濕度傳感器(9)、光照傳感器(10)及繼電器(7)，該繼電器(7)連接灌溉裝置(5);移動終端(20)通過無線連接物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(2); 所述的2.4GHz網(wǎng)組(17)為撒布于在溫室(3)若干個主節(jié)點(diǎn)的2.4GHz模塊(15)和從節(jié)點(diǎn)的2.4GHz模塊(15 )組成，其中每個從節(jié)點(diǎn)的2.4GHz模塊(15)連接溫濕度傳感器(9 )、光照傳感器(10)、加溫裝置(18)、燈照裝置(21)及繼電器(7)，該繼電器(7)連接灌溉裝置(5)； 所述的藍(lán)牙網(wǎng)組(19)為撒布于在倉庫(4)由若干主節(jié)點(diǎn)的藍(lán)牙模塊(13)和從節(jié)點(diǎn)的藍(lán)牙模塊(13)組成，其中每個從節(jié)點(diǎn)的藍(lán)牙模塊(13)連接溫濕度傳感器(9)及報警裝置(16)； 所述的Zigbee網(wǎng)組(8)為撒布于在農(nóng)田(I)由若干個主節(jié)點(diǎn)Zigbee模塊(12)和從節(jié)點(diǎn)Zigbee模塊(12)組成，其中從節(jié)點(diǎn)Zigbee模塊(12)連接溫濕度傳感器(9)、光照傳感器(10)及繼電器(7)，該繼電器(7)連接灌溉裝置(5)。2.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控教學(xué)演示平臺，其特征在于:所述的傳感器由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和電源模塊連接構(gòu)成。
【文檔編號】G05B19-418GK204288591SQ201420766457
【發(fā)明者】蔡肯, 黃灝然, 許慰玲, 鐵風(fēng)蓮, 郭世仁, 王克強(qiáng) [申請人]仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院