智能農業綜合實訓系統（FS_ZNNY）主體是一個鋁合金金屬骨架和有機玻璃墻壁組成的溫室系統，與其他感知、控制及執行系統一起，構成完整的溫室大棚系統。包括：透明溫室大棚、自動遮陽罩、水泵及噴頭、仿真植物和真實植物、水循環系統、通風系統、光照調節系統、溫度調節系統、無線傳感器網絡安裝位置等。是針對于物聯網在農業領域自動化與智能化應用的一款實景模擬系統，依托各種傳感節點（環境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等），和無線通信網絡實現農業生產環境的智能感知、智能預警、智能分析、專家在線指導，為農業生產提供精準化種植、可視化管理、智能化決策。為院校在物聯網實訓教學方​面提供了一個真實的農業綜合實訓系統，使學生在實訓中實現對物聯網綜合技術應用的理解并在此基礎上進行創新應用，培養學生創新應用能力，充分滿足了目前高校培養物聯網技術人才的需求。

圖1產品實圖

1.各個數據采集單元及執行單元與服務器通過無線通信或有線通信，用戶可以根據用戶實際情況選擇其中合適的通信方案。

2.若有人非法進入大棚，系統均能夠將報警短信發送到綁定手機。

3.遠程視頻實時監控大棚內情況。

4.系統實時監測空氣溫濕度，土壤溫濕度，光照度和CO2濃度。

5.用戶可設定空氣溫濕度閾值，根據閾值將自動打開或關閉加濕器或加熱片來調節空氣溫濕度。

6.用戶可設定光照度閾值，根據閾值系統將自動打開或關閉燈光或遮陽簾來調節光照強度。

7.用戶可設定土壤溫濕度閾值，根據閾值系統自動打開或關閉噴淋來調節土壤溫濕度。

8.用戶可設定C02濃度閾值，根據閾值系統自動打開或關閉通風系統來調節空氣中CO2的濃度。

9.多種平臺監控，可通過Windows下軟件、android手機/平板軟件或微信公眾號的形式檢測控制系統。

智慧農業實訓系統由仿真沙盤、傳感設備、執行設備、網關控制設備組成。由蔬菜地、大棚組成。布設多種傳感器，包括空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照強度、二氧化碳濃度等。

圖3智能農業系統

設備包含以下系統：

智能照明子系統

自動光照調節系統可根據光照傳感器判斷溫室大棚的光照度，根據控制策略控制遮陽罩或者補光燈，進行溫室內光照度調節。

智能土壤溫濕度控制子系統

系統配備一套自動噴灌系統，由水箱、水泵、電磁閥、噴頭、土壤溫濕度傳感器組成。系統可以控制當土壤溫濕度低于設定值時，打開水泵、電磁閥，開始噴灌，否則停止噴灌。

智能空氣溫濕度控制子系統

自動氣溫調節系統可根據空氣溫濕度傳感器判斷室內溫度，根據控制策略開關加熱器，以實現空氣溫度調節的目的。

智能CO2濃度控制子系統

CO2自動調節系統，由二氧化碳傳感器、排風扇組成，當二氧化碳濃度大于設定值時，打開排風扇給溫室通風；低于設定值時，自動關閉排風扇。

智能安防子系統

安防監控系統主要由人體紅外模塊、攝像頭、聲光報警燈和GPRS模塊組成，人體紅外模塊監控是否有人員入侵，如果有人員入侵則打開聲光報警燈，并通過GPRS模塊發送短信到客戶手機上。Wifi攝像頭可以實現遠程監控大棚實時影像。

遠程控制子系統

1、Web訪問

系統以web方式提供服務，用戶可以通過internet網中任意計算機訪問系統。

2、微信云控制

用戶可以通過微信關注加入設備公眾號，通過微信公眾號提供的按鍵控制和查看室內狀態。除此之外還可以通過發送文字，語音來控制設備。

中央控制子系統

1、數據匯總

獲得各個傳感器的數據，存儲到數據庫中。

2、智能分析控制

統計數據，根據用戶設置閾值智能控制各個控制端點。

3、數據上傳

上傳數據到遠程服務器，以供用戶在外網查看控制。 

4、終端交互

與局域網內控制終端交互，完成系統的設置、狀態的查看、設備的控制等操作

終端控制子系統

用戶可通過手機終端、PAD或PC訪問智能農業沙盤系統。

1、實時狀態查詢

2、閾值設置

3、設備遠程控制

項目背景

我國傳統農業是靠天吃飯，自然環境對農業生產的影響很大。傳統農業在生產過程中，無論是農作物的種植還是水產，畜禽的養殖，多憑農牧漁民的經驗和感覺進行生產，這不僅會造成作業效率低下，肥水藥的嚴重浪費，還使得農產品品質難以保證，很難做到集約化和規�；�。信息化智能監控系統可以控制棚內的空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照強度、二氧化碳濃度等。對光照強度，水流量以及PH值，土壤EC值等參數進行實時自動調節，監測，創造植物生長的環境，使棚內的環境接近人工設想的理想值，以滿足溫室作物生長發育的需要。

項目一：不明人員入侵，自動報警場景

場景簡介：模擬不明人員入侵時，系統自動報警應對突發狀況。重點顯示智能安防系統的自動運轉。當人體紅外模塊監控到人員入侵，會自動打開聲光報警燈，并通過GPRS模塊發送短信到客戶手機上。用戶可以通過Wifi攝像頭實現手機遠程監控大棚實時影像。

涉及實驗：ZigBee無線組網實驗  大棚異常環境報警實驗

涉及設備：人體紅外模塊 云臺攝像頭 聲光報警器 GPRS模塊

項目二：反季節種植蔬菜，系統智能調節室內溫、光、水、肥、氣等諸多因素場景

場景簡介：模擬反季節種植蔬菜時，系統自動調節環境以保證農作物正常生長。重點顯示中央控制系統控制智能照明及空氣溫濕度控制系統的運轉。適宜的溫度和充足的光照是影響植物光合作用的重要因素。反季節種植蔬菜時，對溫度和光照的要求往往更高。中央控制系統將獲得的各個傳感器數據，存儲到數據庫中。智能統計并分析數據，根據用戶設置閾值智能控制各個系統。自動控制遮陽罩或者補光燈，開關加熱器，以實現光照和空氣溫度調節的目的；用戶遠程視頻監控大棚的實時運轉情況。

涉及實驗：

（1）ZigBee無線組網實驗 

（2）ZigBee溫濕度采集實驗

（3）ZigBee光照度采集實驗

（4）ZigBee二氧化碳濃度采集實驗

（5）ZigBee光照控制實驗

（6）ZigBee噴灌系統控制實驗

（7）ZigBee風扇控制實驗

（8）ZigBee恒溫控制實驗

（9）ZigBee濕度控制實驗

（10）ZigBee光照度控制實驗

（11）ZigBee噴灌控制實驗

（12）ZigBee遮陽幕布控制實驗

涉及設備：二氧化碳傳感器 風扇 光照傳感器 電動遮陽簾 噴灌噴頭 水泵 土壤溫濕度傳感器 加濕器 空氣溫濕度傳感器 加熱器