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LGWL-NY02型 物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介
        LGWL-NY02型 物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用，系統(tǒng)結(jié)合ZigBee無線組網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)控制技術(shù)、條碼識(shí)別技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)TCP/IP技術(shù)、移動(dòng)通訊技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，全面監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中空氣溫濕度、土壤水分、溫濕度、光照、CO2、氣象等與農(nóng)作物生產(chǎn)息息相關(guān)的參量，快捷組建現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)，可方便的進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程顯示監(jiān)測(cè)、并聯(lián)動(dòng)控制遮陽(yáng)簾、通風(fēng)、噴淋等設(shè)施，生動(dòng)有效的展現(xiàn)和實(shí)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的信息化與現(xiàn)代化。
二、產(chǎn)品特點(diǎn)
1、強(qiáng)大的通訊節(jié)點(diǎn)
    系統(tǒng)配套的ZigBee無線通訊節(jié)點(diǎn)，采用工業(yè)級(jí)接口設(shè)計(jì)，可安裝外殼，支持電池供電，并直接提供傳感器電源，可內(nèi)置多種獨(dú)立傳感器，板載繼電器開關(guān)、液晶顯示器、模擬電壓檢測(cè)、模擬電流檢測(cè)、Modbus工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線接口，可外接多種工業(yè)級(jí)傳感器，該節(jié)點(diǎn)即是一款功能完備的教學(xué)開發(fā)系統(tǒng)，亦可滿足一定的產(chǎn)品和項(xiàng)目硬件需求。
2、工業(yè)級(jí)真實(shí)傳感器
    系統(tǒng)采用的傳感器全部為農(nóng)業(yè)行業(yè)專用的真實(shí)設(shè)備，具有防護(hù)外殼，采用標(biāo)準(zhǔn)通訊接口。具有精度、線性度高，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于環(huán)境質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控，工業(yè)過程及安全防護(hù)監(jiān)控，農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控。
3、靈活豐富的控制軟件
    系統(tǒng)配套帶顯示設(shè)備的觸控網(wǎng)關(guān)，提供本地網(wǎng)關(guān)監(jiān)控軟件，也可通過網(wǎng)關(guān)的相關(guān)服務(wù)接口，使用遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)控，包括移動(dòng)手持設(shè)備的客戶端Android軟件、Web瀏覽器訪問，手機(jī)中文短信息交互等功能。系統(tǒng)開放全部源碼及中間件接口，方便教學(xué)及二次開發(fā)。
三、系統(tǒng)構(gòu)成
    物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要由仿真沙盤、智能網(wǎng)關(guān)、傳感器、執(zhí)行器四部分構(gòu)成。
1、仿真沙盤，包括溫室大棚培育單元、澆灌單元、遮陽(yáng)卷簾單元、食品運(yùn)輸加工單元等模擬場(chǎng)景。
2、智能網(wǎng)關(guān)，采用高性能低功耗的Cortex-A8處理器，運(yùn)行嵌入式系統(tǒng)，提供系統(tǒng)服務(wù)程序，可支持遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)WEB訪問或客戶端軟件。
3、傳感器節(jié)點(diǎn)，包含溫度、濕度、光照度、土壤水分、二氧化碳、大氣壓力、雨雪、風(fēng)速傳感器、視頻攝像機(jī)。
4、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)，包含電動(dòng)遮陽(yáng)簾、電動(dòng)水泵、電子加熱器、植物生長(zhǎng)燈、換氣風(fēng)扇、聲光報(bào)警、語(yǔ)音播放器、LED信息顯示器、太陽(yáng)能供電系統(tǒng)。
四、系統(tǒng)功能
1、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能
    通過傳感設(shè)備實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)的空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳、土壤水分、棚外光照度、大氣壓力、雨雪天氣、風(fēng)速等氣象環(huán)境數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸給網(wǎng)關(guān)服務(wù)管理平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示和分析處理，以直觀的圖表和曲線的方式顯示，并提供各種聲光報(bào)警信息和短信報(bào)警信息。
2、聯(lián)動(dòng)調(diào)控功能
    系統(tǒng)會(huì)根據(jù)檢測(cè)到的傳感器信息情況自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制。
（1）根據(jù)光照度，自動(dòng)控制電動(dòng)遮陽(yáng)簾和植物生長(zhǎng)燈的打開和關(guān)閉；
（2）根據(jù)CO2濃度，自動(dòng)控制風(fēng)扇換氣；
（3）根據(jù)溫濕度閥值，自動(dòng)開啟加熱器；
（4）根據(jù)土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)，自動(dòng)進(jìn)行澆灌；
3、圖像與視頻監(jiān)控功能
    系統(tǒng)提供視頻本地與遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，直觀地反映農(nóng)作物生產(chǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，病蟲害監(jiān)測(cè)，引入視頻圖像處理，既可直觀反映作物的生長(zhǎng)長(zhǎng)勢(shì)，也可以側(cè)面反映作物生長(zhǎng)的整體狀態(tài)及營(yíng)養(yǎng)水平。可以從整體上提供更加科學(xué)的種植決策理論依據(jù)。
4、數(shù)據(jù)查詢與警告功能
    系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)查詢溫室內(nèi)的各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)、歷史溫濕度曲線、歷史機(jī)電設(shè)備操作記錄、歷史照片等信息，便于尋找農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境規(guī)律，做出正確的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策。警告功能可預(yù)先設(shè)定適合農(nóng)作物生長(zhǎng)條件的傳感器上限值和下限值，當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)超出限值時(shí)，系統(tǒng)提示警告信息及遠(yuǎn)程通知。
5、遠(yuǎn)程訪問與控制功能
    系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)服務(wù)軟件，可通過手機(jī)、電腦訪問服務(wù)器，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)環(huán)境信息及查詢數(shù)據(jù)。
五、軟件資源
1、部分本地控制界面：
2、部分Andriod界面：
3、部分實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)圖片：
六、硬件配件參數(shù)
名稱 參數(shù) 數(shù)量
智能網(wǎng)關(guān)控制器 CPU處理器：Samsung S5PV210,Cortex-A8,主頻為1GHz
DDR2內(nèi)存： 1GB
NAND FLASH：1GB
LCD液晶和觸摸屏：7寸TFT LCD，高精度電阻式觸摸屏，支持校準(zhǔn)，預(yù)留電容屏接口
通訊接口：GPRS\3G\ZigBee\IEEE802.11\以太網(wǎng)口\UART\CAN\RS485
音視頻接口：HDMI1.4\AV-IN\TV-OUT\立體聲音頻輸入輸出\MIC
存儲(chǔ)接口：SD卡\USB		 1個(gè)
無線路由 品牌：TP-Link/普聯(lián)技術(shù)
TP-Link型號(hào)：TL-WR842N
路由器類型：無線
無線傳輸速度：300M
有線傳輸率：10/100Mbps
無線傳輸速率：300Mbps
網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：802.11b802.11g802.11n
無線網(wǎng)絡(luò)支持頻率：2.4G
內(nèi)置防火墻：是
WDS：支持
WPS：支持
無線天線：不可拆		 1個(gè)
無線通訊模塊 處理器：CC2530，內(nèi)置增強(qiáng)型8位51單片機(jī)和RF收發(fā)器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，頻段范圍2045M-2483.5M。
存儲(chǔ)：256KB閃存和8KB RAM
板載接口：內(nèi)置1路AC 250V/10A繼電器，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備控制；1路模擬電壓、1路模擬電流采集接口，支持其它模擬、數(shù)字信號(hào)外置傳感器；1路Modbus工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線接口；1.3寸液晶屏；蜂鳴器；USB轉(zhuǎn)串口；ISP下載口；內(nèi)置傳感器接口；外接傳感器電源輸出口；板載PCB天線與SMA座外接天線可選；
通訊距離：>70m
支持供電方式：AA電池、工業(yè)蓄電池、太陽(yáng)能電池、220v電源適配器
外殼：密封ABS朔料外殼封裝		 20個(gè)
光照度傳感器 供電電壓：12V DC
感光體：帶濾光片的硅藍(lán)光伏探測(cè)器
波長(zhǎng)測(cè)量范圍：380nm～730nm
準(zhǔn)確度：±7％
重復(fù)測(cè)試：±5%
溫度特性：±0.5%/℃
測(cè)量范圍：0～200000Lux
輸出形式：模擬量 0-5V
使用環(huán)境：0℃～70℃、0%RH～70%RH；
大氣壓力：80～110kPa		 1個(gè)
風(fēng)速傳感器 供電電壓：DC 12V
輸出形式：模擬量 0-5V
響應(yīng)時(shí)間：＜2S
傳輸距離：＞1㎞
測(cè)量范圍：0 ~50M/S
測(cè)量精度：± 3%
啟動(dòng)風(fēng)速：＜0.8M/S
環(huán)境溫度：-40~85℃（常用）		 1個(gè)
溫濕度傳感器 供電電壓：DC 12V，電流< 10mA
測(cè)量范圍：溫度：-20℃~70℃；濕度：0～100%rh
測(cè)量精度：溫度：±0.5℃；濕度：±4.5%rh
顯示分辨率：溫度：0.1℃；濕度：0.1％RH
接口類型：模擬量 0-5V		 1個(gè)
二氧化碳傳感器 供電電壓：12V DC
量程：0 ~ 5000ppm
精度：±3% ppm讀數(shù)      (0~3000ppm) @10 ~50℃
分辨率：1ppm
響應(yīng)時(shí)間：小于5分鐘
數(shù)據(jù)更新時(shí)間：每2秒
預(yù)熱時(shí)間 @25℃：小于5分鐘
操作環(huán)境溫度：0 ~50℃, 0 ~ 95%RH（非凝露）
保存溫度：-40℃ ~70℃
輸出：模擬量 0-5V
功耗：Peak 150mA, Low 25mA (@5VDC)		 1個(gè)
土壤水分傳感器 工作電壓：12V DC
工作電流：30mA
測(cè)量參數(shù)：土壤容積含水率
測(cè)量單位：%( m3/m3)
測(cè)量量程：0～100%
測(cè)量精度：0～50%（m3/m3）范圍內(nèi)為±2%（m3/m3）
工作范圍：-30℃～70℃
輸出信號(hào)：模擬量 0-5V
穩(wěn)定時(shí)間：通電后1秒
響應(yīng)時(shí)間：＜1秒		 1個(gè)
大氣壓力傳感器 工作電壓：12V DC
量程范圍：0～100,110,120Kpa
信號(hào)輸出：4～20mA
供電范圍：12～36VDC
測(cè)量精度：≤ 0.2％F.S
使用溫度：- 40℃～80℃
負(fù)載(Ω)：≤(U-7.5V)/0.02
響應(yīng)時(shí)間：≤ 1ms
測(cè)量介質(zhì)：空氣		 1個(gè)
雨雪傳感器 工作電壓：12V DC
測(cè)量范圍：雨、雪有無查詢
輸出形式：開關(guān)量（一組常開/一組常閉）
負(fù)載能力：(觸電容量)1A/ 24VDC；1A /120VAC
工作環(huán)境：溫度-40℃～50℃ 濕度≤100%RH
外殼防護(hù)等級(jí)：IP45		 1個(gè)
植物生長(zhǎng)燈 工作電壓：12V DC
功率：5w
透鏡角度：90-120
波長(zhǎng)：藍(lán)光455-465nm
環(huán)境溫度：<60° 		 1個(gè)
空氣加熱器 工作電壓：12V DC
額定功率：200W
材質(zhì)：PTC絕緣型空氣加熱
壽命：3年內(nèi)功率衰減<10%		 1個(gè)
換氣風(fēng)扇 工作電壓：DC 12V                             
轉(zhuǎn)速：3000(R/min)  
風(fēng)量：9.23/13.96(CFM)
噪音：26/30(dB-A)       
框架：注塑一次成型,PBT+30%玻線+VO級(jí)阻燃劑
風(fēng)葉：注塑一次成型,PBT+30%玻線+VO級(jí)阻燃劑
軸承：采用高精度、長(zhǎng)壽命低噪音滾珠軸承
絕緣電阻：500兆歐以上;
電壓范圍：額定電壓+15%
使用環(huán)境溫度(℃)：－20℃～75℃  B:(滾珠軸承)
壽命：60000(小時(shí))    		 1個(gè)
電動(dòng)遮陽(yáng)簾 工作電壓：太陽(yáng)能
窗型：天棚簾
尺寸：100x80cm
控制方式：電動(dòng)
布藝簾材質(zhì)：布簾
遮光功能：裝飾、全遮光
通訊接口：無線遙控		 1套
電動(dòng)水泵 額定電壓：DC 12V
使用電壓：DC5V～DC12V
工作電流：1050Ma±10%
揚(yáng)程：4米±10%
流量：550L/H±10%
噪聲：（35dB0.5M以內(nèi)）
流體溫度范圍：0度到65度,
連續(xù)使用壽命：20000小時(shí)以上
防水等級(jí)為：IP68		 1套
聲光報(bào)警器 工作電壓：DC 12V  
功率：10W
喇叭分貝：90DB
外殼：具有良好的防塵、防水性能。
顏色：紅色		 1個(gè)
云臺(tái)攝像機(jī) 工作電壓：DC12V，*大工作電流500mA。
*大水平轉(zhuǎn)角：0-355°
*小水平轉(zhuǎn)角：0-20°
垂直轉(zhuǎn)角：0°—90°
通訊接口：RS485\WIFI
轉(zhuǎn)速：水平約12°/S，垂直約10°-30°/S（可選）
*大載荷：0.5KG
基本功能：上、下、左、右、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)
紅外距離：0―20米		 1個(gè)
LED信息顯示器 工作電壓：DC 5V 
顯示器：點(diǎn)陣LED
分辨率：16x64，支持漢字、圖片
級(jí)聯(lián)：支持級(jí)聯(lián)		 1個(gè)
語(yǔ)音播報(bào)器 工作電壓：DC 5V 
語(yǔ)音：電子語(yǔ)音合成
通訊接口：UART		 1個(gè)
太陽(yáng)能供電系統(tǒng) 太陽(yáng)能電池板：18V/8W
尺寸：232x342x8mm
電源箱：4000mA鉛酸電池
系統(tǒng)輸出：5-12V
太陽(yáng)光充電時(shí)間：8-10小時(shí)(冬季更長(zhǎng))
適配器充電時(shí)間：4-5小時(shí)		 1套
七、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
第一章. 實(shí)驗(yàn)環(huán)境與軟件工具    
1.1開發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介  
1.2 Windows系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境    
1.3 Linux系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 
第二章. 智能傳感器模塊部分   
實(shí)驗(yàn)一. 風(fēng)速檢測(cè)傳感器
實(shí)驗(yàn)二. 光照傳感器
實(shí)驗(yàn)三. 溫濕度傳感器  
實(shí)驗(yàn)四. 聲光報(bào)警傳感器
第三章. 無線通訊模塊部分 
實(shí)驗(yàn)一. ZigBee CC2530入門
實(shí)驗(yàn)二. LED燈的控制實(shí)驗(yàn)    
實(shí)驗(yàn)三. 定時(shí)器實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)四. 片上溫度A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)    
實(shí)驗(yàn)五. 串口控制LED燈實(shí)驗(yàn) 
實(shí)驗(yàn)六. 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無線通訊實(shí)驗(yàn) 
實(shí)驗(yàn)七. 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無線通訊實(shí)驗(yàn)    
實(shí)驗(yàn)八. TI Z-stack2007協(xié)議棧入門實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)九. 基于Z-Stack的無線組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)  
實(shí)驗(yàn)十. 基于Z-Stack的串口控制LED 實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十一. 無線溫度檢測(cè)實(shí)驗(yàn) 
實(shí)驗(yàn)十二.無線透?jìng)鲗?shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十三.RFID自動(dòng)讀卡實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十四.基于RFID的電子錢包應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
第四章. 基礎(chǔ)應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 
實(shí)驗(yàn)一. 實(shí)驗(yàn)環(huán)境使用入門   
實(shí)驗(yàn)二. 多線程程序設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)三. 串口程序設(shè)計(jì)  
實(shí)驗(yàn)四. SOCKET 網(wǎng)絡(luò)編程
實(shí)驗(yàn)五. 嵌入式SQLite應(yīng)用  
實(shí)驗(yàn)六. 嵌入式WebServer移植    
第五章. 基于Qt的GUI實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一. 搭建本機(jī)Qt開發(fā)環(huán)境
實(shí)驗(yàn)二. 基于QtDesigner的程序設(shè)計(jì)   
實(shí)驗(yàn)三. 搭建Qt/Embedded ARM環(huán)境
第六章. 底層系統(tǒng)構(gòu)建實(shí)驗(yàn) 
實(shí)驗(yàn)一. Linux內(nèi)核裁剪與編譯
實(shí)驗(yàn)二. 構(gòu)建根文件系統(tǒng)
第七章. 設(shè)備底層驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn) 
實(shí)驗(yàn)一. 內(nèi)核驅(qū)動(dòng)入門  
實(shí)驗(yàn)二. PWM蜂鳴器驅(qū)動(dòng)及控制
實(shí)驗(yàn)三. ADC驅(qū)動(dòng)及采樣 
實(shí)驗(yàn)四. LCD設(shè)備驅(qū)動(dòng)及控制  
實(shí)驗(yàn)五. U盤接口使用   
第八章.綜合項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)部分
實(shí)驗(yàn)一.  智慧農(nóng)業(yè)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)入門
實(shí)驗(yàn)二.  智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)之傳感器檢測(cè)實(shí)訓(xùn)
實(shí)驗(yàn)三.  智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)之環(huán)境智能調(diào)控實(shí)訓(xùn)
實(shí)驗(yàn)四.  智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)之反饋控制實(shí)訓(xùn)
實(shí)驗(yàn)五.  智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)之卷簾控制實(shí)訓(xùn)
實(shí)驗(yàn)六.  智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)之環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)處理實(shí)訓(xùn)
實(shí)驗(yàn)七.  智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)之環(huán)境視頻監(jiān)控訪問
實(shí)驗(yàn)八.  智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)之GSM/GPRS短信息控制實(shí)訓(xùn)
實(shí)驗(yàn)九.  智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)之WEB遠(yuǎn)程服務(wù)器監(jiān)控實(shí)訓(xùn)
實(shí)驗(yàn)十.  智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)之Android手持設(shè)備遠(yuǎn)程控制實(shí)訓(xùn)

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