物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室建設(shè)解決方案

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1、物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室建設(shè)方案一、物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室主要用途????物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室能夠滿足高校農(nóng)林專業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，以及專業(yè)開設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論、傳感器原理及應(yīng)用、無線單片機原理及應(yīng)用、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用、RFID技術(shù)及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)工程及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)標準與中間件技術(shù)、無線單片機應(yīng)用課程設(shè)計、智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計等課程的實踐實訓(xùn)教學(xué)需要，并為學(xué)生或教師的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用項目開發(fā)提供平臺。???使學(xué)生通過該實驗室的平臺，能掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)理論、物理信息系統(tǒng)標識與感知、計算機網(wǎng)絡(luò)理論與技術(shù)和數(shù)據(jù)分析與信息處理技術(shù)等知識，具備通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等信息領(lǐng)域?qū)拸V專業(yè)

2、知識，具備一定的物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)、實踐能力和科學(xué)研究能力。從而為地方經(jīng)濟建設(shè)提供物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的人才供給實踐、實訓(xùn)的平臺。二、物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室設(shè)計方案???物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室是以光載無線交換機為核心的物聯(lián)網(wǎng)信息平臺構(gòu)建WiFi無線局域網(wǎng)，覆蓋實驗室及其周邊區(qū)域；加上實驗室的有線網(wǎng)絡(luò)交換機、網(wǎng)絡(luò)路由器，從而建立融合有線網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵部分—網(wǎng)絡(luò)層，農(nóng)業(yè)大棚及各種傳感器、嵌入式設(shè)備通過WiFi-ZigBee網(wǎng)關(guān)、WiFi設(shè)備服務(wù)器（串口通信RS232或RS485轉(zhuǎn)WiFi無線網(wǎng)絡(luò)）無線接入物聯(lián)網(wǎng)工程信息平臺，構(gòu)成全面涵蓋物聯(lián)網(wǎng)三個層次（應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知

3、層）的一個統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗平臺。同時，其它內(nèi)置WiFi模塊的各種手持設(shè)備（筆記本電腦、手機等）也能無線接入該實驗平臺，成為物聯(lián)網(wǎng)實驗設(shè)備的一部分；師生教學(xué)、科研實踐開發(fā)的其它感知模塊，通過與標準的WiFi設(shè)備服務(wù)器連接，也能輕易接入該實驗平臺，完成測試、驗證。???本實驗室專門為農(nóng)林專業(yè)高校設(shè)計，可以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室內(nèi)模擬的農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集、環(huán)境控制、人員物資管理、視頻監(jiān)控等功能，以及對農(nóng)業(yè)大棚的遠程控制。同時，我們提供該實驗室系統(tǒng)的設(shè)計原理圖，開放足夠多的端口和豐富、完善的接口數(shù)據(jù)以及二次開發(fā)包，為教師、學(xué)生提供一個開放的平臺去學(xué)習(xí)和研究。

4、????2.1?物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室拓撲圖：???如圖1?物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室以光載無線交換機及其配套設(shè)備遠端射頻單元通過單模光纖鏈路分布無線信號；結(jié)合農(nóng)業(yè)大棚及大棚內(nèi)多種傳感器、控制設(shè)備PLC、Wifi-ZigBee網(wǎng)關(guān)、WiFi設(shè)備服務(wù)器、實驗平臺服務(wù)器及系統(tǒng)軟件，精準控制農(nóng)作物的生長過程；并使用智慧農(nóng)業(yè)大棚信息展示屏實時展示農(nóng)作物生長過程環(huán)境數(shù)據(jù)及生長場景，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室的功能。??????????圖1??物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室拓撲圖?????2.2?光載無線交換機及其分布式天線系統(tǒng)????光載無線交換機及其配套設(shè)備遠端射頻單元為廣州飛瑞敖電子科技有限公司的核

5、心產(chǎn)品，用于實現(xiàn)WiFi無線射頻信號的遠距離、大范圍的光纖分布，是物聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)分布的主要分布方式。???光載無線交換機安裝在物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗室內(nèi)的落地式網(wǎng)絡(luò)機柜里面，與原本有線布線網(wǎng)絡(luò)連接，接入學(xué)院已有的計算機網(wǎng)絡(luò)。光載無線交換機內(nèi)置2個WiFi接入點（AP）（所有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理、基帶數(shù)據(jù)處理、射頻信號處理都集中在光載無線交換機內(nèi)），通過單模光纖鏈路將WiFi射頻信號分布至物聯(lián)網(wǎng)實驗室，在實驗室里面安裝2個遠端射頻單元，完成全實驗室的WiFi無線覆蓋，將實驗設(shè)備和各類WiFi終端接入統(tǒng)一的WiFi無線局域網(wǎng)，構(gòu)成整體物聯(lián)網(wǎng)平臺。???2.3?物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺服務(wù)器???為實

6、現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)實驗平臺的統(tǒng)一管理、實驗室實驗設(shè)備等管控、以及開展功能復(fù)雜的綜合設(shè)計和科研項目，在實驗室內(nèi)配置一臺服務(wù)器。該服務(wù)器安裝系統(tǒng)軟件，及物聯(lián)網(wǎng)實驗的服務(wù)器端軟件，提供本地、或遠程訪問服務(wù)，并實施對物聯(lián)網(wǎng)實驗的監(jiān)控和設(shè)備管理。???2.4?智慧農(nóng)業(yè)大棚????智慧農(nóng)業(yè)大棚由農(nóng)業(yè)大棚、智慧農(nóng)業(yè)大棚信息展示屏、各種傳感器、控制器及系統(tǒng)軟件組成，在老師及實驗指導(dǎo)書的指導(dǎo)下完成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用的學(xué)習(xí)與實驗，并能在該實驗平臺上進行創(chuàng)新科研課題研究。????2.4.1農(nóng)業(yè)大棚：???農(nóng)業(yè)大棚由骨架和覆膜組成，用于農(nóng)作物生長提供一個可控的空間。????2.4.2智慧農(nóng)業(yè)大棚

7、信息展示屏：???智慧農(nóng)業(yè)大棚信息展示屏由液晶板拼接而成，用于展示農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)各傳感器采集的環(huán)境數(shù)據(jù)和現(xiàn)場場景；同時展示屏也是展示智慧農(nóng)業(yè)的一個窗口。????2.4.3智慧農(nóng)業(yè)大棚傳感器：???傳感器由ZigBee空氣溫濕度傳感器、ZigBee土壤溫濕度傳感器、ZigBee土壤PH傳感器、ZigBee光合有效輻射傳感器、ZigBeeCO2傳感器、超高頻RFID讀卡器、Wifi攝像頭組成。ZigBee傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)WiFi-ZigBee網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換成Wifi信號接入物聯(lián)網(wǎng)信息平臺，超高頻RFID讀卡器經(jīng)其配套設(shè)備Wif