SHYL-WL01型 物联网农业教学实训系统
一、物联网农业教学实训系统 产品简介
农业物联网建设主要包括环境、动植物信息检测、温室、农业大棚信息检测和标准化生成监控、节水灌溉等应用模式，例如农作物生长情况、病虫害情况、土地灌溉情况、土壤空气变更、畜禽的环境状况以及大面积的地表检测，收集温度、湿度、风力、大气、降雨量，有关土地的湿度、淡浓缩量和土壤PH值等信息的检测。
物联网农业教学实训系统以高性能低功耗的网关控制器为核心，结合ZigBee无线传感网及控制技术，对系统中的农作物生长过程中涉及的多种环境因素进行检测和处理，并智能的对各种突发、恶劣情况进行实时处理，极大的节省了人力物力，保护生态环境，提高经济效益。
系统实现了农作物生长环境信息（包括二氧化碳、光照度、温湿度和土壤参数等）采集和控制响应、灌溉系统控制、数据计算和管理等功能，并支持远程WEB、移动手持设备访问和控制等。使学生在实训过程中深入的理解物联网相关技术，在现代农业领域中应用的方法和过程等诸多环节，激发学习兴趣，并通过系统开放式的环境，自己动手实现学习、创新及应用。
二、系统框图
该实训系统硬件总体由智能网关控制器、多种无线传感器节点和反馈节点、WIFI路由设备、移动手持终端和农业沙盘构成。
备注：ZigBee网络信号
WIFI网络信号
GSM/GPRS信号
三、硬件构成
1、智能网关控制器，是整套系统的核心，负责处理无线传感器节点发送过来的农作物生长环境传感器信息，并可控制无线传感器模块实施响应来调节农作物生长环境。
2、视频监控单元，由一路网络摄像头构成，可以实现对农作物周围环境视频的监控，支持拍照和存储功能。
3、无线传感网中的传感器及执行器采用ZigBee(CC2530)的硬件方案，可以自组网，支持路由功能，构成分布式监控网络。传感器包括温湿度传感器、光照传感器、CO2浓度监测传感器、土壤湿度传感器等；执行器包括电动风扇、电动卷帘、电动水泵、电子加热器、警报器、电动窗户等。
4、WIFI路由可以将智能网关中的数据信息扩展到internet网络中，并支持远程网络访问和监控。
5、移动手持终端采用普通的PAD，支持Android系统，可实现对系统信息的查询和控制。
6、农业沙盘，主要由农业温室大棚、电动卷帘、灌溉系统及传感器构成。
四、产品特点
1、线组网 智能监控
系统采用先进的ZigBee无线组网方式，结合多种农业应用方向智能传感器，能够自动组网、自动路由、性能稳定可靠。
2、标准通讯接口 灵活配置
ZigBee无线通讯节点与家居传感器采用标准的串行接口和协议进行连接和通讯，传感器即可以安装到农业沙盘中进行真实场景模拟，又可以脱离沙盘环境，直接连接到系统机 柜上的通讯模块上进行工作，使用灵活。
3、场景生动 接口丰富
农业沙盘中集成丰富的传感器模块、用于农业环境监控。卷帘、水泵、采用电机控制方 式，效果生动、直观、便于演示。
4、联网方式多种多样
系统及可以本地监控也支持手持移动设备的客户端访问，同时也支持网络浏览器、中文 短信等通讯方式。
五、系统功能
1、环境监控
实现对温室大棚内温湿度、光照、CO2浓度等农作物生长环境实时监测。
2、智能管理
通智能网关的数据计算和处理，采用有效策略对温室大棚内环境进行调节，如当CO2浓 度超标时，自动打开风扇换气，温湿度超标时自动警报等功能。
3、数据处理
历史数据库导出，进行分析对比，便于寻找规律，做出正确的决策。
4、视频监控
实现对农作物生长场景中视频的本地和网络监控，可实现抓拍、存储功能。便于用户本 地和远程观察农作物生长情况。
5、本地控制
通过智能网关的显示和触摸屏输入设备，实现对上述功能的本地监视和控制。
6、远程控制
支持internet网络访问和控制，支持移动手持设备查询和短信息监控。
7、用户扩展
开放的软硬件接口，方便用户实现硬件模块扩展和软件系统升级。
六、软件资源
1、部分本地控制界面：
2、部分Andriod界面：
3、部分实训实验图片：
七、配件参数
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序号 |
设备名称 |
参数 |
数量 |
备注 |
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1 |
智能网关控制器 |
主频1GHz；512MB DDR2；1GB NAND Flash； 内置PowerVR SGX540高性能图形引擎；8寸LCD液晶电阻触摸屏；1路HDMI输出；3.5mm立体声音频(WM8960专业音频芯片)输出接口、板载麦克风；1路标准SD 卡座；10/100M自适应以太网；板载实时时钟备份电池；带有GSM/GPRS、WIFI、2.4G无线功能。 |
1 |
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2 |
无线温湿度检测节点 |
处理器CC2530，内置增强型8位51单片机和RF收发器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围2045M-2483.5M。256KB闪存和8KB RAM。 |
1 |
处理器可升级为32位ARM处理器，支持ZigBee组网。 |
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3 |
无线光照检测节点 |
处理器CC2530，内置增强型8位51单片机和RF收发器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围2045M-2483.5M。256KB闪存和8KB RAM。 |
1 |
处理器可升级为32位ARM处理器，支持ZigBee组网。 |
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4 |
无线土壤湿度检测节点 |
处理器CC2530，内置增强型8位51单片机和RF收发器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围2045M-2483.5M。256KB闪存和8KB RAM。 |
1 |
处理器可升级为32位ARM处理器，支持ZigBee组网。 |
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5 |
无线CO2浓度检测节点 |
处理器CC2530，内置增强型8位51单片机和RF收发器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围2045M-2483.5M。256KB闪存和8KB RAM。 |
1 |
处理器可升级为32位ARM处理器，支持ZigBee组网。 |
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6 |
无线人体感应传感器节点 |
处理器CC2530，内置增强型8位51单片机和RF收发器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围2045M-2483.5M。256KB闪存和8KB RAM。 |
1 |
处理器可升级为32位ARM处理器，支持ZigBee组网。 |
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7 |
无线电动卷帘节点 |
处理器CC2530，内置增强型8位51单片机和RF收发器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围2045M-2483.5M。256KB闪存和8KB RAM。 |
1 |
处理器可升级为32位ARM处理器，支持ZigBee组网。 |
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8 |
无线电动水泵节点 |
处理器CC2530，内置增强型8位51单片机和RF收发器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围2045M-2483.5M。256KB闪存和8KB RAM。 |
1 |
处理器可升级为32位ARM处理器，支持ZigBee组网。 |
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9 |
无线电动风扇节点 |
处理器CC2530，内置增强型8位51单片机和RF收发器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围2045M-2483.5M。256KB闪存和8KB RAM。 |
2 |
处理器可升级为32位ARM处理器，支持ZigBee组网。 |
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10 |
无线电子加热器节点 |
处理器CC2530，内置增强型8位51单片机和RF收发器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围2045M-2483.5M。256KB闪存和8KB RAM。 |
1 |
处理器可升级为32位ARM处理器，支持ZigBee组网。 |
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11 |
无线声光报警节点 |
处理器CC2530，内置增强型8位51单片机和RF收发器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围2045M-2483.5M。256KB闪存和8KB RAM。 |
1 |
处理器可升级为32位ARM处理器，支持ZigBee组网。 |
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12 |
无线电灯节点 |
处理器CC2530，内置增强型8位51单片机和RF收发器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标准规范，频段范围2045M-2483.5M。256KB闪存和8KB RAM。 |
1 |
处理器可升级为32位ARM处理器，支持ZigBee组网。 |
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13 |
视频单元 |
USB接口130W像素；采样率>20P/S |
1 |
可扩展多路视频 |
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14 |
路由器 |
4LAN口 TP-LINK； |
1 |
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15 |
手持终端 |
支持Android系统；支持WiFi功能。 |
1 |
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16 |
沙盘模具 |
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1 |
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八、实验项目
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第一章. 实验环境与软件工具 |
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1.1开发平台简介 |
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1.2 Windows系统开发环境 |
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1.3 Linux系统开发环境 |
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第二章. 智能传感器模块部分 |
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实验一. 风速检测传感器 |
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实验二. 光照传感器 |
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实验三. 温湿度传感器 |
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实验四. 声光报警传感器 |
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第三章. 无线通讯模块部分 |
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实验一. ZigBee CC2530入门 |
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实验二. LED灯的控制实验 |
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实验三. 定时器实验 |
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实验四. 片上温度A/D转换实验 |
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实验五. 串口控制LED灯实验 |
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实验六. 点对点无线通讯实验 |
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实验七. 点对多点无线通讯实验 |
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实验八. TI Z-stack2007协议栈入门实验 |
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实验九. 基于Z-Stack的无线组网实验 |
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实验十. 基于Z-Stack的串口控制LED 实验 |
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实验十一. 无线温度检测实验 |
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实验十二.无线透传实验 |
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实验十三.RFID自动读卡实验 |
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实验十四.基于RFID的电子钱包应用实验 |
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第四章. 基础应用实验 |
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实验一. 实验环境使用入门 |
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实验二. 多线程程序设计 |
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实验三. 串口程序设计 |
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实验四. SOCKET 网络编程 |
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实验五. 嵌入式SQLite应用 |
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实验六. 嵌入式WebServer移植 |
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第五章. 基于Qt的GUI实验 |
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实验一. 搭建本机Qt开发环境 |
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实验二. 基于QtDesigner的程序设计 |
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实验三. 搭建Qt/Embedded ARM环境 |
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第六章. 底层系统构建实验 |
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实验一. Linux内核裁剪与编译 |
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实验二. 构建根文件系统 |
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第七章. 设备底层驱动实验 |
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实验一. 内核驱动入门 |
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实验二. PWM蜂鸣器驱动及控制 |
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实验三. ADC驱动及采样 |
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实验四. LCD设备驱动及控制 |
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实验五. U盘接口使用 |
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第八章.综合项目实训部分 |
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实验一. 智慧农业实训系统入门 |
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实验二. 智慧农业系统之传感器检测实训 |
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实验三. 智慧农业系统之环境智能调控实训 |
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实验四. 智慧农业系统之反馈控制实训 |
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实验五. 智慧农业家居系统之数据库处理实训 |
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实验六. 智慧农业系统之视频监控访问 |
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实验七. 智慧农业系统之GSM/GPRS短信息控制实训 |
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实验八. 智慧农业系统之WEB远程服务器监控实训 |
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实验九. 智慧农业系统之Android手持设备接入控制实训 |
