CN104750143A - 智慧农业实训装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智慧农业实训装置，涉及物联网技术领域，能够将该设备设置于校园一角接上水电，即可让学生进行相关学习和训练，让智慧农业进课堂。本发明智慧农业实训装置包括：温室大棚、传感设备、执行设备以及控制设备；其中，所述温室大棚为不锈钢框架，顶层由塑料薄膜覆盖，四周为高透明有机玻璃；所述传感设备用于获得大棚内外的环境数据并与所述控制设备无线电连接，进行通信；执行装置受所述控制设备控制；控制设备包括：工控机与控制柜，所述工控机用于采集各传感器的传感数据，并对传感数据与规定值进行比较，并根据比较结果发出控制指令，自动控制执行设备工作；所述控制柜用于手动控制执行设备工作。
Description
技术领域
[0001] 本发明涉及物联网技术领域，特别是指一种智慧农业实训装置。
背景技术
[0002] 随着物联网技术的发展，在各高校开设了多领域的物联网专业课程，其中，“智慧农业”教育在全国农业类职业学校趋于热门，在农业领域的集成技术及应用实训中，由于农业大棚建造成本高，大棚内植株经济价值高，大棚本身占地面积大，因此让学生利用大棚直接进行农业方面的实习不太现实，为了让学生可以方便的进行智慧农业方面的实习，设计一种能够进行智慧农业实习的平台，成为亟待解决的问题。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种智慧农业实训装置，克服利用大棚直接进行农业方面的实习实现难度大且成本高的问题。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种智慧农业实训装置，包括:温室大棚、传感设备、执行设备以及控制设备，其中，
[0005] 所述温室大棚为不锈钢框架，顶层由塑料薄膜覆盖，四周为高透明有机玻璃；
[0006] 所述传感设备包括:
[0007] 内温湿度传感器，设置在所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的温度值和湿度值；
[0008] 内光照强度传感器，设置在所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的光照强度；
[0009] CO2传感器，设置在所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的CO2浓度；
[0010] 土壤温度传感器，设置在所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的土壤温度；
[0011 ] 土壤水分传感器，设置在所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的土壤湿度；
[0012] 外温湿度传感器，设置在所述温室大棚外，用于检测温室大棚外的温度值和湿度值；
[0013] 外光照强度传感器，设置在所述温室大棚外，用于检测温室大棚外的光照强度；
[0014] 上述各传感器与所述控制设备无线电连接，进行通信；
[0015] 所述执行装置包括:
[0016] 三个电磁控制阀，分别用于控制水帘、喷淋和浇灌这三路水路；
[0017] 风机，设置在所述温室大棚内，用于在传感器装置检测到温室大棚内温度超过规定值时，与水帘配合对温室大棚内进行降温；
[0018] 植物生长补光灯，设置在所述温室大棚内，用于在传感器装置检测到温室大棚内光照强度未达到规定值时，对温室大棚内进行补光；
[0019] 电加热器，设置在所述温室大棚内，用于在传感器装置检测到温室大棚内温度未达到规定值时，对温室大棚内进行升温加热；
[0020] 遮光帘，设置在所述温室大棚内，用于控制温室大棚内的光照和温度；
[0021] 棚内环境声光报警，设置在所述温室大棚内，用于在传感器装置检测到温室大棚内声光异常时，发出报警信号；
[0022] 上述执行装置受所述控制设备控制；
[0023] 所述控制设备包括:
[0024] 工控机与控制柜，所述工控机用于采集各传感器的传感数据，并对传感数据与规定值进行比较，并根据比较结果发出控制指令，自动控制执行设备工作；所述控制柜用于手动控制执行设备工作。
[0025] 所述温室大棚下方装有四个万向轮，便于智慧农业实训装置的移动。
[0026] 所述温室大棚的整体外形尺寸为120CM*140CM*170CM。
[0027] 所述工控机还包括显示控制触摸屏，用于显示棚内环境数据、棚外环境数据以及执行设备状态，并进行触摸控制。
[0028] 所述工控机还包括无线接口，用于与手机等设备无线连接，与所述手机等设备进行通信。
[0029] 本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0030] 上述方案中，只需将该设备设置于校园一角接上水电，即可让学生进行相关学习和训练，让智慧农业进课堂，为传统农业温室大棚技术更新换代，它在拥有传统物联网农业大棚环境温、湿度、光、土壤温、湿度等基本检测功能的基础上，进行“智慧化”升级，增加了智能环境补光、遮光、通风、加湿及自动喷淋、浇灌水、可扩展土壤PH值检测、土壤养分检测等功能，采用室内与室外温度、湿度、光参数双向智能测量，实现农业的再节能环保；并且，进一步地，其放大了就是智慧农业温室大棚，进一步促进实现“精品农业”、“庭院农业”和“阳台农业”。
附图说明
[0031] 图1为本发明实施例中智慧农业实训装置的结构示意图。
[0032] 附图标记说明:
[0033] I一温室大棚；2—传感设备；3—执行设备；4一控制设备；
[0034] 21—内温湿度传感器；22—内光照强度传感器；23 — CO2传感器；
[0035] 24—土壤温度传感器；25—土壤水分传感器；26—外温湿度传感器；
[0036] 27—外光照强度传感器；31—水帘；32—喷淋；33—浇灌；34—风机；
[0037] 35—植物生长补光灯；36—电加热器；37—遮光帘；41 一工控机；
[0038] 42—控制柜。
具体实施方式
[0039] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0040] 本发明针对现有的输出轴制造工艺方法加工设备昂贵、加工效率低以及精度不达标的问题，提供一种智慧农业实训装置。
[0041] 如图1所示，本发明实施例的智慧农业实训装置包括:温室大棚1、传感设备2、执行设备3以及控制设备4;其中，
[0042] 所述温室大棚I为不锈钢框架，顶层由塑料薄膜覆盖，四周为高透明有机玻璃；
[0043] 所述传感设备2包括:
[0044] 内温湿度传感器21，设置在所述温室大棚内1，用于检测温室大棚I内的温度值和湿度值；
[0045] 内光照强度传感器22，设置在所述温室大棚I内，用于检测温室大棚I内的光照强度；
[0046] CO2传感器23，设置在所述温室大棚I内，用于检测温室大棚I内的CO 2浓度；
[0047] 土壤温度传感器24，设置在所述温室大棚I内，用于检测温室大棚I内的土壤温度；
[0048] 土壤水分传感器25，设置在所述温室大棚I内，用于检测温室大棚I内的土壤湿度；
[0049] 外温湿度传感器26，设置在所述温室大棚I外，用于检测温室大棚I外的温度值和湿度值；
[0050] 外光照强度传感器27，设置在所述温室大棚I外，用于检测温室大棚I外的光照强度；
[0051] 上述各传感器与所述控制设备4无线电连接，进行通信。
[0052] 所述执行装置3包括:
[0053] 三个电磁控制阀，分别用于控制水帘31、喷淋32和浇灌33这三路水路；
[0054] 风机34，设置在所述温室大棚I内，用于在传感器装置检测到温室大棚I内温度超过规定值时，与水帘31配合对温室大棚I内进行降温；
[0055] 植物生长补光灯35，设置在所述温室大棚I内，用于在传感器装置检测到温室大棚I内光照强度未达到规定值时，对温室大棚I内进行补光；
[0056] 电加热器36，设置在所述温室大棚I内，用于在传感器装置检测到温室大棚I内温度未达到规定值时，对温室大棚I内进行升温加热；
[0057] 遮光帘37，设置在所述温室大棚I内，用于控制温室大棚I内的光照和温度；当光照过强时，可以拉上遮光帘37以遮挡光线，降低温度。
[0058] 棚内环境声光报警38，设置在所述温室大棚I内，用于在传感器装置检测到温室大棚I内声光异常时，发出报警信号。
[0059] 上述执行装置3受所述控制设备4控制；
[0060] 所述控制设备4包括:
[0061] 工控机41与控制柜42，所述工控机41用于采集各传感器的传感数据，并对传感数据与规定值进行比较，并根据比较结果发出控制指令，自动控制执行设备工作；所述控制柜42用于手动控制执行设备工作。
[0062] 进一步地，为了便于智慧农业实训装置的灵活移动，所述温室大棚I下方装有四个万向轮(图中未示出)。
[0063] 进一步地，所述温室大棚I的整体外形尺寸为120CM*140CM*170CM。
[0064] 进一步地，所述工控机41还包括显示控制触摸屏(图中未示出)，用于显示棚内环境数据、棚外环境数据以及执行设备状态，并进行触摸控制。
[0065] 进一步地，所述工控机42还包括无线接口，用于与手机等设备无线连接，与所述手机等设备进行通信。
[0066] 以下为该智慧农业实训装置实施例的设计说明:
[0067] ①框架设计:采用不锈钢框架，底座装四只万向轮。整体外形尺寸:120CM*140CM*170CM。顶层采用塑料薄膜覆盖，大棚四周采用高透明度有机玻璃。
[0068] ②水路设计:水路设计成三路:水帘、喷淋和浇灌。水帘配合风机用于降温，喷淋用于棚内环境加湿，浇灌用于土壤加湿。
[0069] ③执行器设计:两个风机，三路水路的电磁控制阀，一个植物生长补光灯，两个电加热器，一个控制棚内光照和温度的遮光帘，以及一个棚内环境声光报警。
[0070] ④控制柜设计:控制柜采用大棚集中控制方式，共12路，每路按强电设计要求，设置断路器、交流接触器和控制执行器。
[0071] ⑤传感器设置:传感器采用目前农业物联网普遍采用的zigbee无线传感器。棚内设置五个无线传感器，分别为:温湿度传感器、光照强度传感器、C02传感器、土壤温度传感器、土壤水分传感器；棚外设置两个无线传感器，分别为:温湿度传感器、光照强度传感器。
[0072] ⑥智能手机操控软件设计:手机操控软件基于物联网数据库。通过手机网络，观测大棚内外的环境参数和执行器状态。管理员还可以对参数和执行器进行设置和操控。
[0073] 本发明实施例提供的智慧农业实训装置，只需将该平台设置于校园一角接上水电，即可让学生进行相关学习和训练。使用时，将植株放置于平台内，通过电控装置对装置的设备进行调控，平时使用触摸屏操作即可，当触摸屏失效或需要维护时可以利用电控柜进行控制，保证了运行的稳定性。
[0074] 本发明实施例提供的智慧农业实训装置让智慧农业进课堂，为传统农业温室大棚技术更新换代，它在拥有传统物联网农业大棚环境温、湿度、光、土壤温、湿度等基本检测功能的基础上，进行“智慧化”升级，增加了智能环境补光、遮光、通风、加湿及自动喷淋、浇灌水、可扩展土壤PH值检测、土壤养分检测等功能，采用室内与室外温度、湿度、光参数双向智能测量，实现农业的再节能环保；并且，进一步地，其放大了就是智慧农业温室大棚，进一步促进实现“精品农业”、“庭院农业”和“阳台农业”。
[0075] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种智慧农业实训装置，其特征在于，包括:温室大棚、传感设备、执行设备以及控制设备，其中， 所述温室大棚为不锈钢框架，顶层由塑料薄膜覆盖，四周为高透明有机玻璃； 所述传感设备包括: 内温湿度传感器，设置在所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的温度值和湿度值； 内光照强度传感器，设置在所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的光照强度； CO2传感器，设置在所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的CO2浓度； 土壤温度传感器，设置在所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的土壤温度； 土壤水分传感器，设置在所述温室大棚内，用于检测温室大棚内的土壤湿度； 外温湿度传感器，设置在所述温室大棚外，用于检测温室大棚外的温度值和湿度值； 外光照强度传感器，设置在所述温室大棚外，用于检测温室大棚外的光照强度； 上述各传感器与所述控制设备无线电连接，进行通信； 所述执行装置包括: 三个电磁控制阀，分别用于控制水帘、喷淋和浇灌这三路水路； 风机，设置在所述温室大棚内，用于在传感器装置检测到温室大棚内温度超过规定值时，与水帘配合对温室大棚内进行降温； 植物生长补光灯，设置在所述温室大棚内，用于在传感器装置检测到温室大棚内光照强度未达到规定值时，对温室大棚内进行补光； 电加热器，设置在所述温室大棚内，用于在传感器装置检测到温室大棚内温度未达到规定值时，对温室大棚内进行升温加热； 遮光帘，设置在所述温室大棚内，用于控制温室大棚内的光照和温度； 棚内环境声光报警，设置在所述温室大棚内，用于在传感器装置检测到温室大棚内声光异常时，发出报警信号； 上述执行装置受所述控制设备控制； 所述控制设备包括: 工控机与控制柜，所述工控机用于采集各传感器的传感数据，并对传感数据与规定值进行比较，并根据比较结果发出控制指令，自动控制执行设备工作；所述控制柜用于手动控制执行设备工作。
2.根据权利要求1所述的智慧农业实训装置，其特征在于，所述温室大棚下方装有四个万向轮，便于智慧农业实训装置的移动。
3.根据权利要求1所述的智慧农业实训装置，其特征在于，所述温室大棚的整体外形尺寸为 120CM*140CM*170CM。
4.根据权利要求1所述的智慧农业实训装置，其特征在于，所述工控机还包括显示控制触摸屏，用于显示棚内环境数据、棚外环境数据以及执行设备状态，并进行触摸控制。
5.根据权利要求1所述的智慧农业实训装置，其特征在于，所述工控机还包括无线接口，用于与手机等设备无线连接，与所述手机等设备进行通信。
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