物联网工程导论论文

期末考查报告

专业：物联网工程

学号：1140161132

姓名：贾新奇

学期：2014年秋季学期

课程名称：物联网工程导论

任课教师：张彦飞

哈尔滨华德学院计算机应用技术系

2014年12月20日

温室物联网智耕电子

近几年来物联网技术受到了人们的广泛关注，“物联网”被称为继计算、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。目前较为公认的物联网的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网实现了在任何时间、地点以及任何物质都能够进行顺畅通讯的泛在网。物联网中的关键技术是实现物与物之间的感知和通信，更是和人们的生活密不可分。

(一)温室系统

理想的温室系统是一个小型恒定的密封环境。在以往的温室中，都是由人工凭借个人经验，固定的时间和固定的季节进行相对固定的操作，所形成的温室环境也是极其不稳定，不恒定的。人为因素产生了很大的影响，结果也是因人而异。

而有一种自动控制系统，能够很好的解决这些问题。提高温室系统的稳定性。其主要的结构和原理是：在温室环境中部署多种植物、环境、土壤传感器，如叶面温度、叶面湿度、环境温度、环境湿度、土壤温度、土壤水分、土壤PH值等传感器。加之与设施农业、精准农业相结合，产生了，新的现代化智能农业系统。在现场的终端传感器节点不断的将现场的传感器采集到的环境

以数值化的方式通过（GPRS、WIFI、Zigbee等）上传到云端服务器。

云端对数据进行存储、分析、决定。产生相应的反应机制，下发给下位控制端。控制现场的环境调节节点。当下位调节节点接收到相应的命令之后做出相应的反应。比如，当现场环境温度传感器采集到的温度环境过低时，当把数据上传到云端，云端就会将这一温度做一比较处理，发现该温度低于警戒温度，那就会触发相应的机制，对下位控制加温措施，并将温度过低的警讯上

报给相应的工作人员。工作人员可以选择使用系统自动控制或者手动人工干预。时该温室系统时时保持在一个相对稳定的环境中。使植物更加稳定、健康的生长提高产量。

（二）渔业水质系统

长期以来，我国水产养殖生产经营者多以追求产量和近期经济效益为目标，养殖密度过高，加上保护养殖环境意识淡薄，养殖病害呈逐年加重之势，随之而来的是药物滥用现象较为普遍，以至于水域环境遭到不同程度的破坏，水产品质量安全得不到有效保障，水产养殖业可持续发展受到严重影响。影响水产养殖环境的关键参数就是水温、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亚硝酸盐、PH等，但这些关键因素即看不见又摸不着很难准确把握。现有的水产管理是以养殖经验为指导，稳定性极差。没有对鱼儿的生长环境有一个直观的认识。往往一些灾难性的突变之前水质中的相应的微量元素发生了极大的变化但是只是靠人的肉眼是无法加以识别的。因此给渔业养殖户门带来的极大的损失。

但同样可以为鱼场提供一个专业的个性化的养殖解决方案。比如，以水中温度、PH、溶解氧，电导率为采集终端，为客户提供了一个观察鱼的眼睛和窗口。当水中溶解氧过低时，云端就会开启增氧机，为鱼儿提供充足的氧气。用户还可以通过手机端、现场按键开关等等开启。当鱼儿需要进食时，会自动开启投食机，甚至可以开启远程诊断系统，由农业专家在远端通过看相应现场环境画面、传感器数据做出诊断，指导农户。

(三) 小型气象站系统

气象自古以来就是与人们生活息息相关，在几千年的人类进化过程中，人类从早期的听天由命到后期的利用天气。尤其是在农业生活中，看天吃饭的时代已经过去，人们可以提前预知天气，提前预防，将天气带来的灾害降到最小。自动气象站在农业领域上有什么应用?农作物的生态环境不但给农产品的质量有着很大的影响，同时也给农民在种植农作物中最关心的一个问题。气象条件与农业生产息息相关。因此农业小型气象站应运而生。他可以为农户了解当时天气情况。通过数据分析来采取下一步的

状况。不再盲目的看天、等天吃饭。农业小气象站主要有风速、风向、降雨量，光照度，温湿度等等。根据不同的需求来添加不同的传感器。

目前国内比较主流和先进的自动气象站主要采用的是GPRS 无线传输模式，气象采集站通过信息平台可以看到这些数据。我们可以采用GPRS甚至是wifi ，zigbee 。传感器数量可以根据客户不断定制。采用太阳能供电，或者小型风力发电，做到无需人工参与，全自动。使您对天气有了一个更加直观的认知。

（四）花卉养殖系统

在温室系统种植经济作物中，花卉养植可以说具有很大的比重。每年中国甚至是世界种植作物中，观赏性植物占到了很大的市场份额。如何提高花卉的养殖质量，让花开的更加漂亮，更加持久，这里除了科学的种植方法，如何做到科学有效的种植环境也起到重要的作用，在智能温室基础上为花卉的种植做研究和开发，可以做到准确实时的观测花卉的生长和环境控制。

如今便可以智能养花，用数据来看花，通过植物杆径生长传感器就可以知道植物每天生长，叶面湿度，叶面温度，土壤肥料，土壤PH，土壤温度等等，这些眼睛在实时观察着植物生长的状况，让你无时无刻，只要想看一下现场温室的生长状况只需要拿出手机或者打开电脑，登录云端系统，进入自己的账户，就可以看到这些数据。

（五）智能养殖系统

家畜的养殖在人类生活中密不可分，人类驯化动物用以食用或者帮助人类生产，如今智慧农业已经到来，智慧养殖也就应运而生。

第一部分：数据采集部分

在养殖环境中，其生长需要一个相对比较稳定的环境。一些环境因素是主要参考，比如温度、湿度、二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)、一氧化碳（CO）、光照度等对动物生长起到了主要影

响，对其健康生长密切相关。沈阳智耕电子专门为养殖环境设计了适合于养殖环境的数据采集系统，采用无线Zigbee组网，传输距离远，穿透性强。该系统适合于圈舍的潮湿环境，具有高安全性、可靠性、稳定性。数据采集系统可以24小时不间断的工作，替您按上一双眼睛，无时无刻注意着圈舍环境。您只需要在云端观测现场环境数据即可。

第二部分：环境干预部分

由于圈舍内动物活动或者舍外大气环境的变化都会直接或者间接的影响圈舍内的环境变化，从而舍内环境不利于动物的生长，所以就需要环境干预部分的工作了。该部分与数据采集部分密切合作。数据采集部分采集到相应的环境因素，某一部分环境因素超过设定的阈值，就会告知环境干预部分进行相应的环境干预操作。比如当数据采集部分检测到舍内湿度过高超过了之前设定的阈值，那么接下就会启动环境干预部分进行开启通风窗进行放风，是湿度达到理想值之后又会关闭该通风窗使舍内湿度环境始终维持在一定的范围内。

第三部分：自动养殖部分

仅仅是环境适宜动物生长了那还是不够的，动物们的饮食、饮水。甚至是除便相应的饲养工作的进行才能使家畜动物的生长。该部分可以自动投水或者定时投水，集中喂食干净卫生。