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LGWL-NY01型 物聯網智慧農業綜合實訓系統
一、產品簡介
農業物聯網建設主要包括環境、動植物信息檢測、溫室、農業大棚信息檢測和標準化生成監控、節水灌溉等應用模式，例如農作物生長情況、病蟲害情況、土地灌溉情況、土壤空氣變更、畜禽的環境狀況以及大面積的地表檢測，收集溫度、濕度、風力、大氣、降雨量，有關土地的濕度、淡濃縮量和土壤PH值等信息的檢測。
LGWL-NY01型 物聯網智慧農業綜合實訓系統以高性能低功耗的網關控制器為核心，結合ZigBee無線傳感網及控制技術，對系統中的農作物生長過程中涉及的多種環境因素進行檢測和處理，并智能的對各種突發、惡劣情況進行實時處理，極大的節省了人力物力，保護生態環境，提高經濟效益。
物聯網智慧農業綜合實訓系統實現了農作物生長環境信息（包括二氧化碳、光照度、溫濕度和土壤參數等）采集和控制響應、灌溉系統控制、數據計算和管理等功能，并支持遠程WEB、移動手持設備訪問和控制等。使學生在實訓過程中深入的理解物聯網相關技術，在現代農業領域中應用的方法和過程等諸多環節，激發學習興趣，并通過系統開放式的環境，自己動手實現學習、創新及應用。
二、系統框圖
該物聯網智慧農業綜合實訓系統硬件總體由智能網關控制器、多種無線傳感器節點和反饋節點、WIFI路由設備、移動手持終端和農業沙盤構成。
備注：ZigBee網絡信號
WIFI網絡信號
GSM/GPRS信號
三、硬件構成
1、智能網關控制器，是整套系統的核心，負責處理無線傳感器節點發送過來的農作物生長環境傳感器信息，并可控制無線傳感器模塊實施響應來調節農作物生長環境。
2、視頻監控單元，由一路網絡攝像頭構成，可以實現對農作物周圍環境視頻的監控，支持拍照和存儲功能。
3、無線傳感網中的傳感器及執行器采用ZigBee(CC2530)的硬件方案，可以自組網，支持路由功能，構成分布式監控網絡。傳感器包括溫濕度傳感器、光照傳感器、CO2濃度監測傳感器、土壤濕度傳感器等；執行器包括電動風扇、電動卷簾、電動水泵、電子加熱器、警報器、電動窗戶等。
4、WIFI路由可以將智能網關中的數據信息擴展到internet網絡中，并支持遠程網絡訪問和監控。
5、移動手持終端采用普通的PAD，支持Android系統，可實現對系統信息的查詢和控制。
6、農業沙盤，主要由農業溫室大棚、電動卷簾、灌溉系統及傳感器構成。
四、產品特點
1、線組網 智能監控
系統采用先進的ZigBee無線組網方式，結合多種農業應用方向智能傳感器，能夠自動組網、自動路由、性能穩定可靠。
2、標準通訊接口 靈活配置
ZigBee無線通訊節點與家居傳感器采用標準的串行接口和協議進行連接和通訊，傳感器即可以安裝到農業沙盤中進行真實場景模擬，又可以脫離沙盤環境，直接連接到系統機 柜上的通訊模塊上進行工作，使用靈活。
3、場景生動 接口豐富
農業沙盤中集成豐富的傳感器模塊、用于農業環境監控。卷簾、水泵、采用電機控制方 式，效果生動、直觀、便于演示。
4、聯網方式多種多樣
系統及可以本地監控也支持手持移動設備的客戶端訪問，同時也支持網絡瀏覽器、中文 短信等通訊方式。
五、系統功能
1、環境監控
實現對溫室大棚內溫濕度、光照、CO2濃度等農作物生長環境實時監測。
2、智能管理
通智能網關的數據計算和處理，采用有效策略對溫室大棚內環境進行調節，如當CO2濃 度超標時，自動打開風扇換氣，溫濕度超標時自動警報等功能。
3、數據處理
歷史數據庫導出，進行分析對比，便于尋找規律，做出正確的決策。
4、視頻監控
實現對農作物生長場景中視頻的本地和網絡監控，可實現抓拍、存儲功能。便于用戶本 地和遠程觀察農作物生長情況。
5、本地控制
通過智能網關的顯示和觸摸屏輸入設備，實現對上述功能的本地監視和控制。
6、遠程控制
支持internet網絡訪問和控制，支持移動手持設備查詢和短信息監控。
7、用戶擴展
開放的軟硬件接口，方便用戶實現硬件模塊擴展和軟件系統升級。
六、軟件資源
1、部分本地控制界面：
2、部分Andriod界面：
3、部分實訓實驗圖片：
七、配件參數
八、實驗項目
農業物聯網建設主要包括環境、動植物信息檢測、溫室、農業大棚信息檢測和標準化生成監控、節水灌溉等應用模式，例如農作物生長情況、病蟲害情況、土地灌溉情況、土壤空氣變更、畜禽的環境狀況以及大面積的地表檢測，收集溫度、濕度、風力、大氣、降雨量，有關土地的濕度、淡濃縮量和土壤PH值等信息的檢測。
物聯網智慧農業綜合實訓系統實現了農作物生長環境信息（包括二氧化碳、光照度、溫濕度和土壤參數等）采集和控制響應、灌溉系統控制、數據計算和管理等功能，并支持遠程WEB、移動手持設備訪問和控制等。使學生在實訓過程中深入的理解物聯網相關技術，在現代農業領域中應用的方法和過程等諸多環節，激發學習興趣，并通過系統開放式的環境，自己動手實現學習、創新及應用。
二、系統框圖
該物聯網智慧農業綜合實訓系統硬件總體由智能網關控制器、多種無線傳感器節點和反饋節點、WIFI路由設備、移動手持終端和農業沙盤構成。
WIFI網絡信號
GSM/GPRS信號
三、硬件構成
1、智能網關控制器，是整套系統的核心，負責處理無線傳感器節點發送過來的農作物生長環境傳感器信息，并可控制無線傳感器模塊實施響應來調節農作物生長環境。
2、視頻監控單元，由一路網絡攝像頭構成，可以實現對農作物周圍環境視頻的監控，支持拍照和存儲功能。
3、無線傳感網中的傳感器及執行器采用ZigBee(CC2530)的硬件方案，可以自組網，支持路由功能，構成分布式監控網絡。傳感器包括溫濕度傳感器、光照傳感器、CO2濃度監測傳感器、土壤濕度傳感器等；執行器包括電動風扇、電動卷簾、電動水泵、電子加熱器、警報器、電動窗戶等。
4、WIFI路由可以將智能網關中的數據信息擴展到internet網絡中，并支持遠程網絡訪問和監控。
5、移動手持終端采用普通的PAD，支持Android系統，可實現對系統信息的查詢和控制。
6、農業沙盤，主要由農業溫室大棚、電動卷簾、灌溉系統及傳感器構成。
四、產品特點
1、線組網 智能監控
系統采用先進的ZigBee無線組網方式，結合多種農業應用方向智能傳感器，能夠自動組網、自動路由、性能穩定可靠。
2、標準通訊接口 靈活配置
ZigBee無線通訊節點與家居傳感器采用標準的串行接口和協議進行連接和通訊，傳感器即可以安裝到農業沙盤中進行真實場景模擬，又可以脫離沙盤環境，直接連接到系統機 柜上的通訊模塊上進行工作，使用靈活。
3、場景生動 接口豐富
農業沙盤中集成豐富的傳感器模塊、用于農業環境監控。卷簾、水泵、采用電機控制方 式，效果生動、直觀、便于演示。
4、聯網方式多種多樣
系統及可以本地監控也支持手持移動設備的客戶端訪問，同時也支持網絡瀏覽器、中文 短信等通訊方式。
五、系統功能
1、環境監控
實現對溫室大棚內溫濕度、光照、CO2濃度等農作物生長環境實時監測。
2、智能管理
通智能網關的數據計算和處理，采用有效策略對溫室大棚內環境進行調節，如當CO2濃 度超標時，自動打開風扇換氣，溫濕度超標時自動警報等功能。
3、數據處理
歷史數據庫導出，進行分析對比，便于尋找規律，做出正確的決策。
4、視頻監控
實現對農作物生長場景中視頻的本地和網絡監控，可實現抓拍、存儲功能。便于用戶本 地和遠程觀察農作物生長情況。
5、本地控制
通過智能網關的顯示和觸摸屏輸入設備，實現對上述功能的本地監視和控制。
6、遠程控制
支持internet網絡訪問和控制，支持移動手持設備查詢和短信息監控。
7、用戶擴展
開放的軟硬件接口，方便用戶實現硬件模塊擴展和軟件系統升級。
六、軟件資源
1、部分本地控制界面：
| 序號 | 設備名稱 | 參數 | 數量 | 備注 |
| 1 | 智能網關控制器 | 主頻1GHz；512MB DDR2；1GB NAND Flash； 內置PowerVR SGX540高性能圖形引擎；8寸LCD液晶電阻觸摸屏；1路HDMI輸出；3.5mm立體聲音頻(WM8960專業音頻芯片)輸出接口、板載麥克風；1路標準SD 卡座；10/100M自適應以太網；板載實時時鐘備份電池；帶有GSM/GPRS、WIFI、2.4G無線功能。 | 1 | |
| 2 | 無線溫濕度檢測節點 |
處理器CC2530，內置增強型8位51單片機和RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。 溫度傳感器：量程： -40~80℃，分辨率： 16位0.1% 濕度傳感器：量程：0~100%，分辨率： 16位0.1% |
1 |
處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網。 支持鋰電池供電。 |
| 3 | 無線光照檢測節點 |
處理器CC2530，內置增強型8位51單片機和RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。 光照傳感器。 |
1 |
處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網。 支持鋰電池供電。 |
| 4 | 無線土壤濕度檢測節點 |
處理器CC2530，內置增強型8位51單片機和RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。 土壤濕度傳感器。 |
1 |
處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網。 支持鋰電池供電。 |
| 5 | 無線CO2濃度檢測節點 |
處理器CC2530，內置增強型8位51單片機和RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。 CO2檢測傳感器。 |
1 |
處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網。 支持鋰電池供電。 |
| 6 | 無線人體感應傳感器節點 |
處理器CC2530，內置增強型8位51單片機和RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。 人體感應傳感器傳感器。 |
1 |
處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網。 支持鋰電池供電。 |
| 7 | 無線電動卷簾節點 |
處理器CC2530，內置增強型8位51單片機和RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。 電動卷簾。 |
1 |
處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網。 支持鋰電池供電。 |
| 8 | 無線電動水泵節點 |
處理器CC2530，內置增強型8位51單片機和RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。 電動水泵。 |
1 |
處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網。 支持鋰電池供電。 |
| 9 | 無線電動風扇節點 |
處理器CC2530，內置增強型8位51單片機和RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。 電動風扇。 |
2 |
處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網。 支持鋰電池供電。 |
| 10 | 無線電子加熱器節點 |
處理器CC2530，內置增強型8位51單片機和RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。 電子加熱器。 |
1 |
處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網。 支持鋰電池供電。 |
| 11 | 無線聲光報警節點 |
處理器CC2530，內置增強型8位51單片機和RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。 聲光報警。 |
1 |
處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網。 支持鋰電池供電。 |
| 12 | 無線電燈節點 |
處理器CC2530，內置增強型8位51單片機和RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。 電燈。 |
1 |
處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網。 支持鋰電池供電。 |
| 13 | 視頻單元 | USB接口130W像素；采樣率>20P/S | 1 | 可擴展多路視頻 |
| 14 | 路由器 | 4LAN口 TP-LINK； | 1 | |
| 15 | 手持終端 | 支持Android系統；支持WiFi功能。 | 1 | |
| 16 | 沙盤模具 | 1 |
| 第一章. 實驗環境與軟件工具 |
| 1.1開發平臺簡介 |
| 1.2 Windows系統開發環境 |
| 1.3 Linux系統開發環境 |
| 第二章. 智能傳感器模塊部分 |
| 實驗一. 風速檢測傳感器 |
| 實驗二. 光照傳感器 |
| 實驗三. 溫濕度傳感器 |
| 實驗四. 聲光報警傳感器 |
| 第三章. 無線通訊模塊部分 |
| 實驗一. ZigBee CC2530入門 |
| 實驗二. LED燈的控制實驗 |
| 實驗三. 定時器實驗 |
| 實驗四. 片上溫度A/D轉換實驗 |
| 實驗五. 串口控制LED燈實驗 |
| 實驗六. 點對點無線通訊實驗 |
| 實驗七. 點對多點無線通訊實驗 |
| 實驗八. TI Z-stack2007協議棧入門實驗 |
| 實驗九. 基于Z-Stack的無線組網實驗 |
| 實驗十. 基于Z-Stack的串口控制LED 實驗 |
| 實驗十一. 無線溫度檢測實驗 |
| 實驗十二.無線透傳實驗 |
| 實驗十三.RFID自動讀卡實驗 |
| 實驗十四.基于RFID的電子錢包應用實驗 |
| 第四章. 基礎應用實驗 |
| 實驗一. 實驗環境使用入門 |
| 實驗二. 多線程程序設計 |
| 實驗三. 串口程序設計 |
| 實驗四. SOCKET 網絡編程 |
| 實驗五. 嵌入式SQLite應用 |
| 實驗六. 嵌入式WebServer移植 |
| 第五章. 基于Qt的GUI實驗 |
| 實驗一. 搭建本機Qt開發環境 |
| 實驗二. 基于QtDesigner的程序設計 |
| 實驗三. 搭建Qt/Embedded ARM環境 |
| 第六章. 底層系統構建實驗 |
| 實驗一. Linux內核裁剪與編譯 |
| 實驗二. 構建根文件系統 |
| 第七章. 設備底層驅動實驗 |
| 實驗一. 內核驅動入門 |
| 實驗二. PWM蜂鳴器驅動及控制 |
| 實驗三. ADC驅動及采樣 |
| 實驗四. LCD設備驅動及控制 |
| 實驗五. U盤接口使用 |
| 第八章.綜合項目實訓部分 |
| 實驗一. 智慧農業實訓系統入門 |
| 實驗二. 智慧農業系統之傳感器檢測實訓 |
| 實驗三. 智慧農業系統之環境智能調控實訓 |
| 實驗四. 智慧農業系統之反饋控制實訓 |
| 實驗五. 智慧農業家居系統之數據庫處理實訓 |
| 實驗六. 智慧農業系統之視頻監控訪問 |
| 實驗七. 智慧農業系統之GSM/GPRS短信息控制實訓 |
| 實驗八. 智慧農業系統之WEB遠程服務器監控實訓 |
| 實驗九. 智慧農業系統之Android手持設備接入控制實訓 |
