物联网智能温室控制实训系统规格书
物联网智能家居实训系统物联家居实训设备
数据可视化
提供数据可视化界面， 方便用户实时查看家居 环境数据和设备状态。
实训系统设备应用场景
智能家居体验馆
用于展示智能家居产品和功能， 吸引消费者体验。
物联网专业教学
作为物联网专业的教学设备，帮 助学生了解智能家居系统组成和 工作原理。
智能家居方案设计
为家庭用户提供智能家居方案设 计服务，根据用户需求定制个性 化方案。
包括温湿度传感器、烟雾传感器、门窗磁传 感器等，用于实时监测家居环境。
通信模块
采用无线通信技术，实现设备间的数据传输 和通信。
实训系统设备功能特点
远程控制
用户可通过手机APP或 网页端远程控制家居设 备，实现随时随地管理。
语音控制
支持语音助手接入，用 户可通过语音指令控制
家居设备。
自动化场景
可设置自动化场景模式， 如回家模式、离家模式 等，实现一键控制多个
设备故障频繁发生
分析故障原因、加强设备维护管理、更换故 障部件等，降低设备故障率。
THANKS
感谢观看
智能环境监测应用案例
室内温湿度监测
实时监测室内温湿度数据，提供舒适居住环境。
空气质量检测
检测室内PM2.5、甲醛等有害气体浓度，保障健康呼吸。
水质监测功能
监测家庭用水质量，保障饮用水安全。
节能环保提示
根据环境数据提供节能环保建议和提示。
05
物联网智能家居技术 挑战与发展趋势
物联网智能家居技术挑战
实时监测燃气管道，发现泄漏立即 报警并切断气源。
03
02
烟雾报警系统
检测室内烟雾浓度，预防火灾事故。
视频监控系统
远程实时监控家中画面，保障家庭 安全。
物联网技术温室大棚智能控制系统设计
物联网技术温室大棚智能控制系统设计摘要：温室大棚使用物联网技术可以有效改变传统的种植方式，使农产品的种植不再受地区、天气、季节等因素的影响。
本文先设置了一个应用场景并对系统设备进行研究，随后进行了感知层、传输层、应用层的系统总体设计分析，同时分析了系统的监测、控制、管理等功能，表明了智能系统的使用效果。
关键词：物联网技术；温室大棚；智能控制系统物联网技术使大棚的构建变得更加智能化、现代化，现今，以色列、荷兰、英国等60多个国家和地区都进行了农业物联网技术的开发，因此，我国自然要紧跟时代的潮流建立温室大棚的智能系统。
我国的温室智能系统水平还相对较低，所以需要工作人员引进国内外先进技术进行系统设计，构建完善的温室系统。
1系统应用场景温室大棚的本质就是种植人员通过控制温度、湿度、光照、土壤所形成的一个可供植物生长的模拟环境，通过改变环境改变农作物的生长条件，使其可以突破地区、季节的限制，为种植人员带来更高的收益。
而同时，智能控制系统以及电子计算机的出现使农业生产更加的智能化自动化，使温室控制的办法变的更加多样化，种植人员在温室大棚中使用湿度、二氧化碳、地质、土壤、光照、风力等传感器来采集温室大棚内的数据信息，对温度与湿度参数进行全面分析，随后将这些信息上传到智能控制平台，由工作人员进行信息的收集、分析、整理、处理，再利用电脑系统监控大棚内部的情况，利用风扇、布帘、浇灌喷头、补光灯等设备对温室大棚进行远程操控，为农作物的生长提供有力环境。
2系统设备设计分析本次实际选择的温室大棚为60m×10m，根据实际测试，其设备的能耗情况为，12个90W 功率的风机，其总功率为1080W,平均每天使用5h，能耗共计5.4kW⋅h；12个100W 功率的补光灯，其总功率为1200W，平均每天使用2h，其总能耗为2.4kW⋅h；2个120W功率的水泵，其总功率为240W,平均每天使用1h，其能耗共计0.24kW⋅h；60个5W功率的节点，其总功率为300W,平均每天使用24h，其总能耗为7.2kW⋅h；其余网关、加热、节能等设备的能耗共计8.76kW⋅h。
智能温室物联网应用系统技术方案
7.3、联机数据比对........................................................
3.3.3数据处理部分...................................................................................... 20
4、软件系统功能....................................................................................... 21
费大量的人力物力。针对于与上述情况：我们提出了基于物联网技术的Any IOT（Any Internet of Things Plat form）智能温室物联网应用系统解决方案。它
结合了最新的无线传感器技术，将传感器整合到无线传送网络中。通过在广域的
环境内布置温度、湿度、光照等传感器，实现对环境指标进行检测，进而对环境
5、项目建设规划(一期) ........................................................................... 25
6、项目进度安排..................................................................................... 26
显示在大屏幕数据屏上以及与之相联的计算机上。
图3：智能温室数据中心监控大屏幕示意图
基于物联网的智能温室说明书
ISSN (Online): 2319-8753ISSN (Print) : 2347-6710I nternational J ournal of I nnovative R esearch in S cience,E ngineering and T echnology(A High Impact Factor, Monthly, Peer Reviewed Journal)Visit: Vol. 7, Issue 1, January 2018IOT Based Smart GreenhouseShreyas Bhujbal, Yash Deshpande, Arpit Gupta, Ojas BhelsekarB.Tech Scholars, Department of Electronics Engineering, Vishwakarma Institute of Technology, Pune, IndiaABSTRACT:In this era of digitization and automation, the life of human beings is getting simpler as almost everything is automatic, replacing the old manual systems. Nowadays as internet has become an integral part of day to day life, all the devices also need be brought on the network. This is basically the motive of Internet of Things. Internet of Things (IoT) is one of the promising technologies which can be used for connecting, controlling and managing intelligent objects which are connected to the Internet using various protocols and means. This paper discusses about IoT and how it can be used for realizing smart greenhouse parameters monitoring system using Raspberry pi 3 (microprocessor) and various sensors connected over the internet. The various parameters are monitored and the data can be sent to different devices like PC, smartphones, etc.KEYWORDS: Internet of Things, Raspberry Pi 3, Intelligent Objets.I.INTRODUCTIONToday due to the growing influence of the internet on day to day lives, we have the infrastructure to connect billions of devices together. Nowadays, due to advancements in the sensors and the sensor fusion technology, various sensors are available to monitor different environmental parameters. So this technology finds a great application in the agricultural domain to make the life of a farmer a bit easy. Thus, the various sensors and controllers can be used to collect environmental data in a greenhouse and send it to the control station over the internet.The 3 sensors connected to the raspberry pi collect various environmental data like temperature, humidity, soil moisture and light intensity. This data is sent to the raspberry pi which collects it and sends it to a cloud in real time. The data on the cloud can in turn be seen on an android application.II.RELATED WORKIlluminum Greenhouses’ affordable smart greenhouses enable African farmers to monitor and manage their crops re-motely. The smart greenhouses are equipped with five sensors that monitor temperature, humidity, and soil moisture of the greenhouse. A solar-powered system relays this information from the sensors to the farmer’s cell phone via SMS. This way, the farmer can monitor and regulate conditions from afar simply by sending an SMS back to the greenhouse.Many systems use various sensors to clooect environmental data and then use Radio Frequency (RF) technology to send the data over to the receiver station. Some systems have started using Xbee technology for communication between the wireless sensors and the controller.The initial method that was followed to send the data was to use GSM band spectrum. The controller used to collect the sensor data and send it to the user using GSM.Many research and projects have been done to improve conditions of greenhouse. Quin et al [2] proposed wireless system for greenhouse monitoring and control which was integrated with PIC 16F877 and ZigBee module and the data is stored and displayed on LCD.Ibrahim and Munaf [3] proposed system for controlling and monitoring environment condition inside the greenhouse which consist of local and central stations. Local station are used to measure parameter and to control the actuators and for each local station a PIC microcontroller is installed which gets the data and send it to central station and receive the control signal that are required for the operation of the actuatorsISSN (Online): 2319-8753ISSN (Print) : 2347-6710I nternational J ournal of I nnovative R esearch in S cience,E ngineering and T echnology(A High Impact Factor, Monthly, Peer Reviewed Journal)Visit: Vol. 7, Issue 1, January 2018III.SYSTEM OVERVIEWThe architecture of the system is as shown in the block diagram above. The various sensors that are there in our hardware system collect data about the environmental conditions in our greenhouse like temperature, humidity, soil moisture and light intensity. This data is continuously monitored and uploaded on the ubidots cloud service in real time. The user can access this data from anywhere. Now as the value of any of the above mentioned parameters crosses the threshold set in our program, it notifies the user about the same on the app provided on his smartphone.PONENTS USEDRaspberry Pi 3 Model B:We have Raspberry pi which acts as a main controller of our system and small in size, is an open source and its flexible platform for experimentation. Since it is an open source, changes can be made to it as and when required. The raspberry pi runs an raspbian OS and is program using python 3, One can install various different softwares’s for different purposes. We have used model B of raspberry pi which uses system on chip(SoC) BCM2835. It comes with 1 GB of RAM memory and does not have any storage drive but uses SD card for booting and long term processes, external storage devices can be added through the USB port which includes an ARM11microcontroller having clock frequency of 1 GHz.DHT22 Temperature and Humidity Sensor:The AM2302 is a wired version of the DHT22, in a large plastic body. It is a basic, low-cost digital temperature and humidity sensor. It uses a capacitive humidity sensor and a thermistor to measure the surrounding air, and spits out a digital signal on the data pin (no analog input pins needed). Its fairly simple to use, but requires careful timing to grab data. The only real downside of this sensor is you can only get new data from it once every 2 seconds, so when using our library, sensor readings can be up to 2 seconds old.Simply connect the red 3-5V power, the yellow wire to your data input pin and the black wire to ground. Although it uses a single-wire to send data it is not Dallas One Wire compatible! If you want multiple sensors, each one must have its own data pin!Compared to the DHT11, this sensor is more precise, more accurate and works in a bigger range of temperature/humidity, but its larger and more expensive.KG003 Soil Moisture Sensor:This Soil Moisture Sensor Module can be used to detect the moisture of soil or judge if there is water around the sensor, let the plants in your garden reach out for human help. Insert this module into the soil and then adjust the on-boardISSN (Online): 2319-8753ISSN (Print) : 2347-6710I nternational J ournal of I nnovative R esearch in S cience,E ngineering and T echnology(A High Impact Factor, Monthly, Peer Reviewed Journal)Visit: Vol. 7, Issue 1, January 2018potentiometer to adjust the sensitivity. The sensor would outputs logic HIGH/LOW when the moisture is higher/lower than the threshold set by the potentiometer.The sensor works on a 3.3 to 5 V operating voltage. It has an on board LM393 comparator a power indicator LED ––and digital switching indicator.LDR (Light Dependent Resistor)A Light Dependent Resistor (LDR) or a photo resistor is a device whose resistivity is a function of the incident electromagnetic radiation. Hence, they are light sensitive devices. LDR’s are light dependent devices whose resistance is decreased when light falls on them and that is increased in the dark. When a light dependent resistor is kept in dark, its resistance is very high. This resistance is called as dark resistance. It can be as high as 1012 Ω and if the device is allowed to absorb light its resistance will be decreased drastically. They are often used as light sensors. They are used when there is a need to detect absences or presences of light like in a camera light meter.MCP3008 ADC (Analog to Digital converter):The MCP3008 is a low cost 8-channel 10-bit analog to digital converter. The precision of this ADC is similar to that of an Arduino Uno, and with 8 channels you can read quite a few analog signals from the Pi. This chip is a great option if you just need to read simple analog signals, like from a temperature or light sensor. The MCP3008 connects to the Raspberry Pi using a SPI serial connection. You can use either the hardware SPI bus, or any four GPIO pins and software SPI to talk to the MCP3008. Software SPI is a little more flexible since it can work with any pins on the Pi, whereas hardware SPI is slightlyfaster but less flexible because it only works with specific pins.ISSN (Online): 2319-8753ISSN (Print) : 2347-6710I nternational J ournal of I nnovative R esearch in S cience,E ngineering and T echnology(A High Impact Factor, Monthly, Peer Reviewed Journal)Visit: Vol. 7, Issue 1, January 2018V.PROGRAM FLOWCHART ArrayVI.HARDWARE IMPLEMENTATION AND WORKINGThe sensors interfaced to the raspberry pi collect environmental data like temperature, humidity, soil moisture and light intensity. This data is collected by the program and sent to the ubidots cloud service using the API client technology. The API is a set of functions and procedures that allow the creation of applications which access the features or data of an operating system, application, or other service. The networking protocol used in this entire system is HTTP and RESTful API service used by the cloud.REST is the underlying architectural principle of the web. The amazing thing about the web is the fact that clients (browsers) and servers can interact in complex ways without the client knowing anything beforehand about the server and the resources it hosts. The key constraint is that the server and client must both agree on the media used, which in the case of the web is HTML.An API that adheres to the principles of REST does not require the client to know anything about the structure of the API. Rather, the server needs to provide whatever information the client needs to interact with the service. An HTML form is an example of this: The server specifies the location of the resource and the required fields. The browser doesn't know in advance where to submit the information, and it doesn't know in advance what information to submit. Both forms of information are entirely supplied by the server. (This principle is called HATEOAS: Hypermedia As The Engine Of Application State.)This data can be accessed by the user on the ubidots dashboard directly or using an android app which will show the results of continuous monitoring of various parameters.ISSN (Online): 2319-8753ISSN (Print) : 2347-6710I nternational J ournal of I nnovative R esearch in S cience,E ngineering and T echnology(A High Impact Factor, Monthly, Peer Reviewed Journal)Visit: Vol. 7, Issue 1, January 2018VII.RESULTS AND OUTPUTThe variation in the parameters was observed on the Ubidots. The images below shows the different graphs that were plotted. Each and every parameters can be observed and controlled. The graphs shown represent the data uploaded on the cloud at different time intervals over the period of several days.Various variables were defined on the Ubidots cloud service to create a dashboard for our user. The cloud then generated an API key for the user account and a variable key for every variable created on the dashboard. These variable keys are used in the Python program to upload parameter data to the specific variables on the cloud.The follwing photos show the data uploaded to specific variables for the corresponding environmental parameters, viz. Temperature, humidity, soil moisture and light intensity.ISSN (Online): 2319-8753ISSN (Print) : 2347-6710 I nternational J ournal of I nnovative R esearch in S cience,E ngineering and T echnology(A High Impact Factor, Monthly, Peer Reviewed Journal)Visit: Vol. 7, Issue 1, January 2018As shown in the above screenshots, the end user can view the values of envireonmental parameters on ubidots cloudservice by loggiing into his account from anywhere in the world.VIII. CONCLUSIONThis paper presents design and implementation of a low cost greenhouse management system for general users. The control over the parameters is increased as the data is always sent to the cloud. Since the data is saved to the cloud the data is always available for future analysis. This helps the farmers to control it better. The system uses Internet of Things technology, due to this the parameters can be controlled from anywhere in the world. This enables the farmers to grow crops properly. The humidity threshold can also be changes as per the crop requirement. Use of this system ensures better farming for the user.IX. FUTURE SCOPEThe app can be enhanced to give notifications to the user when any of the parameter gets above or below a certain value. This could act as an alarm for the user. Some of the things can also be automated, for example, if the temperature increases above a certain predefined value the fans would automatically turn on to reduce the temperature. Such automation and alarm systems can be added to our system to make it more accurate. We can enable the user to set the threshold values for the automation triggers.ISSN (Online): 2319-8753ISSN (Print) : 2347-6710I nternational J ournal of I nnovative R esearch in S cience,E ngineering and T echnology(A High Impact Factor, Monthly, Peer Reviewed Journal)Visit: Vol. 7, Issue 1, January 2018REFERENCES[1] K.Ashton, That “internet of things” Thing, RFiD Journal(2009).[2] ZHANG Qian, YANG Xiang-long, ZHOU Yi-ming, WANG Liren and GUO Xi-shan, “ A wireless solution for greenhouse monitoring and control system based on ZigBee Technology”, Journal of Zhejiang University SCIENCE 2007.[3] Ibrahim Al-Adwan and Munaf S.N. Al-D “The use of ZigBee WirelessNetwork for Monitoring and Controlling Greenhouse Climate “ International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT), 2012.[4] H.Sundmaeker, P. Guillemin, P.Friess, S.Woelffle vision and challenges for realizing internet of things(2010).International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT) Volume 3, Issue 10, April 2014.[5] /industries/greenhouse.php[6] M.Yun, B.Yuxin, research on the architecture and key technology of internet of things ICAEE(2010).[7] LIU Dan, Cao Xin, Huang Chongwei, JI Liangliang, “ Intelligent Agriculture Greenhouse Environment Monitoring System Based on IoT technology”, ICIT, 2015.[8] Zhou Jianjun, Wang Xiaofang, Wang Xiul, Zou Weil and CaiJichen“ Greenhouse Monitoring and controlling system based on ZigBee”, ICCSEE,2013.[9] K. Rangan, T. Vigneswaran, “An Embedded Systems Approach to Monitor Green House", IEEE Recent advances in Space Technology Services and Climate Changes, vol. 7, pp. 61- 65, 2010.[10] P Rajalakshmi, S. Devi Mahalakshmi, “IoT based crop field irrigation and automation”, 10th International conference on Intelligent system and control (ISCO),2010.[11] Rahul Belsare, S. KomalDeshmukh, MayuriPatil, Prof.Hattarge A.M. “Smart Green House Automation” International Journal of Computer Science &Engineering Technology (IJCSET), Dec 2014.[12] Imran Bin Jafar, KanijRaihana, SujanBhowmik, ShifurRahmanShakil, “Wireless monitoring system and controlling Software for Smart Greenhouse Management", IEEE 3rd international conference on informatics, electronics and vision, vol. 7, pp. 61-65, 2014.。
实验一物联网农业大棚智能控制
实验一物联网农业大棚智能控制1 实验目的采用光敏、温度、湿度传感器采集相关数据。
掌握串口通信的编程技巧。
通过传感器采集的数据，实现大棚的温湿度等参数的控制。
2 实验环境硬件：UIZB CC2530节点板，温湿度传、光敏传感板，USB 接口CC2530 仿真器，PC 机，交叉串口线，PLC；软件：Windows 7，IAR 集成开发环境，串口调试工具，visual studio2010软件，hwstar PLC编程软件。
3 实验内容通过光照、温度、湿度检测模拟北方农业大棚冬天的环境控制。
4 实验原理采集光照、温度、湿度检测的数据，通过串口从节点模块采集数据，用vs2010编写控制程序，并将控制结果下载到下位机PLC，进行执行输出。
5 实验步骤1）按照实验平台模块参考程序，采集数据，同时，数据会通过串口传输到PC超级终端上。
2）编写上位机串口通信程序，采集数据；并编写控制程序实现下述功能：温度高开启通风湿度低，洒水通过光照检测，控制大棚保暖层的开闭。
3）在PC对节点模块的串口设置波特率为19200，8 数据位，1 停止位，无硬件流控；对PLC的串口设置波特率为57600，8 数据位，1 停止位，奇校验。
4）上位机程序对传感器数据的采集，编写RTU协议将控制结果下传到PLC；5）程序编好后，观察PLC输出点的运行。
6实验截图7程序说明1、初始化两个串口，用于发送或接受数据。
在PC对节点模块的串口设置波特率为19200，8 数据位，1 停止位，无硬件流控；对PLC的串口设置波特率为57600，8 数据位，1 停止位，奇校验。
2、程序读取传感器传回的数据并解析，把最后的数值解析显示在界面上面。
3、根据传回的数据进行阈值判断，到达程序所设的阈值会发送PLC控制命令，打开对应的用电器，对大棚的环境进行调整。
8实验总结智能化大棚的控制主要依靠温度,湿度，光强等传感器对数据的感应，让系统在收到传感器的数据之后进行判断并发出相应的指令实现对设备的控制。
基于物联网技术的智能农业温室自动化控制系统设计
基于物联网技术的智能农业温室自动化控制系统设计随着社会的快速发展和人们对食品质量和安全的日益关注，农业领域的科技创新正变得越来越重要。
基于物联网技术的智能农业温室自动化控制系统的设计应运而生，它为农业生产带来了巨大的革新和突破。
一、介绍智能农业温室自动化控制系统是利用物联网技术将温室内环境、水肥灌溉、光照和温湿度等参数进行实时监测和控制的系统。
通过传感器、无线通信和自动控制等技术手段，系统可以实现对温室内环境的精确调控，提高农作物的产量和质量，降低能源和资源的消耗。
二、系统组成智能农业温室自动化控制系统主要由以下几个部分组成：1. 传感器：温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等传感器用于监测温室内环境参数的变化。
2. 控制单元：基于物联网技术的智能控制单元负责接收传感器数据并根据预设的控制策略实时调整温室内环境。
3. 通信模块：通过无线通信技术将传感器采集到的数据上传至云端服务器，并接收远程指令进行控制。
4. 云端服务器：将温室内环境数据存储在云端服务器中，实时监测和控制。
同时，也可以通过云端平台进行数据分析和决策支持，提供农业生产的参考指导。
5. 用户界面：用户可以通过手机或电脑等终端设备，通过应用或网页界面实时监测温室内环境并进行远程控制。
三、功能与优势智能农业温室自动化控制系统具有以下功能与优势：1. 精确的环境控制：通过传感器实时监测温室内温度、湿度、光照强度等参数，并根据预设的控制策略自动调节温室的通风、加热、灌溉等设备，为农作物提供最适宜的生长环境。
2. 节能减排：智能控制系统可以根据不同的季节和作物需求，精确控制温室内的能源消耗。
自动化调节能够避免能源的浪费，减少温室气体的排放。
3. 自动预警与故障排除：系统内置的预警机制可以及时检测到温室内环境异常，如温度过高或过低、湿度不足等，及时发出警报并采取相应的措施。
同时，系统还能监测设备状态，及时进行故障排除和修复，保证系统的正常运行。
4. 远程监控与控制：用户可以通过手机或电脑远程监控温室内环境，并进行远程控制。
基于物联网技术的智能温室大棚控制系统
基于物联网技术的智能温室大棚控制系统随着人们生活水平的提高和环境污染的加重，在农业生产环境中，使用无公害的技术已经成为了国内外的趋势。
智能温室大棚控制系统是一种完全自动化的，集照明、空气调节、温度调节、湿度调节、二氧化碳调节、水分配等多种功能于一体的智能化设备。
该系统主要是通过物联网技术实现管理，不仅能够优化温室大棚的耕种环境，还能够有效地节约人力、物力、财力等资源，提高农产品生产的效率和质量，从而实现高效、智能和无公害农业生产的目标。
一、设计思想1.1开放性智能化的温室大棚控制系统应该是开放的，不仅可以与其他系统进行数据共享，而且可以通过数据来不断升级自身的功能，更好地服务于温室大棚的耕种环境。
1.2可靠性智能化的温室大棚控制系统需要具有高可靠性，系统的任何一个部分出现故障都会对农产品的生产造成严重的影响，因此系统需要具有自我诊断、自我维护等功能，能够及时发现、排除故障，保证温室大棚的正常运行。
智能化的温室大棚控制系统应该是可扩展的，能够根据用户的需求和市场的变化进行升级和扩展，增加新的功能和模块，适应不同的耕种环境。
二、系统结构智能化的温室大棚控制系统采用客户端/服务器结构，客户端主要采用单片机或嵌入式系统来实现，服务器端采用云端或大规模数据库来实现。
系统的整体结构如图1所示：三、系统功能智能化的温室大棚控制系统具有以下功能：3.1 温室大棚环境参数实时监测温室大棚内部环境参数的实时监测是系统的核心功能之一，温室大棚内部的环境参数包括光照强度、温度、湿度、二氧化碳浓度等多个方面。
系统需要通过传感器和控制器来实现这些参数的实时监测，并将监测到的数据上传到服务器端，进行进一步的处理和分析。
温室大棚安全设施的实时监控是系统的一个重要功能，因为温室大棚内部会使用较多的电器和设备，如果这些设备发生故障或出现其他问题，可能会对温室大棚内部的环境造成损坏或危害农民的生命安全。
系统需要通过安装不同类型的传感器来实现对温室大棚内部环境的实时监控，包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、二氧化碳传感器等等，如出现故障或异常行为，在第一时间进行报警或通知农民。
智能温室设计方案说明书
智能温室设计方案说明书智能温室设计方案说明书寿光市三钰农业工程有限公司目录一、方案概述二、智能温室大棚的“智能”原理概述三、系统功能描述四、系统架构五、智能温室工程生产需要考虑的三大因素导读：随着设施园艺的迅速发展，智能化温室（通常简称连栋温室或者现代温室）！随之而生，智能化温室是设施农业种的类型，拥有综合环境控制系统，利用该系统可以直接调节室内温、光、水、肥、气等诸多因素，可以实现全年高产、稳步精细蔬菜、花卉，经济效益好。
一、方案概述根据当地的气候温度湿度、日照等自然因素、建造成本并兼顾作物的生长需要，采用连栋96型文洛式（Venlo）玻璃温室方案。
Venlo型温室来源于荷兰，是一种小屋面玻璃温室，这种类型的温室了世界的认可，成为世界上应用广、使用数量多的玻璃温室类型，它具有构件截面小、安装简单、透光率高、密封性好、通风面积大等特点。
温室主体结构安装为装配式（无焊接）及专用铝合金型材（符合GB 5237-2008），骨架及各种连接件均经热浸镀锌防腐蚀处理。
覆盖材料为浮法玻璃，正常使用寿命≥15年，抗结露，适合于南方种植温室、展览温室和科研用温室。
另外温室还配置：外遮阳系统、内保温遮荫系统、喷灌系统、计算机控制系统、供水系统、补光/补气系统、降温/加温设备、配电系统、循环通风系统等。
二、智能温室大棚的“智能”原理概述智能温室的智能能否名副其实，主要看多种元件的配合能够协调一致，类似人的大脑需要眼睛以及手的参与一样，这些元件包括二氧化碳浓度检测、湿度检测、温度检测等元件。
我们可以把上面多个元件看成控制系统的眼睛，它们可以实时检测到温室大棚内的状况，以便决定采取下一步措施；而智能温室的执行结构有二氧化碳发生装置、各种泵、照明控制装置、加热器等执行机构。
上面的装置类似整个控制系统的手，智能温室的自动控制系统的命令传输通过这些执行机构得以实现，以达到系统的目标。
在计算机中，只能识别数字信号，不能识别各种传输过来的电信号，所以需要转换成标准的数字信号才可以被计算机识别认可，相同的道理，计算机发出的命令也是标准的数字信号。
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物联网智能温室实训系统规格书1 物联网智能温室控制实训系统介绍1.1 物联网智能温室控制实训系统概述目前我国温室大棚生产的特点是把个体生产和规模化生产相结合， 在单个温室大棚生产 实现智能自动化的基础上， 实现连栋温室大棚的规模化生产， 既能满足个体农民生产的需要， 又便于企业规模生产。
如果仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。
为此，在现代化的大 棚管理中需要有一套完整的大棚自动控制系统，以控制大棚各项参数，适应生产需要。
物联网技术的出现为满足这种需求提供了一种可能。
物联网已成为 2010 年最热门的话题之一，被认为是继计算机、互联网之后的第三次信 息时代大革命。
物联网在政府、企业和群众的热情期盼中，终于敲定于 2011 年开始招收新 生。
物联网作为一门专业课程正式进入高校培训人才的教学课程里面， 不但是国家和政府大 力发展物联网产业的巨大体现，也是国家在人才培养模式上作出及时反映的重大举措。
由于专业的发展，高校对物联网实验设备的需求也日趋高涨，2010 年 7 月 20 日，教育 部向社会公布了 2011 年全国各高校 140 个本科新专业详细名单，其中“物联网工程”专业 占据 30 个高居榜首。
随着物联网产业化的慢慢实施，高校对物联网实验设备的需求也在提 高， 另外嵌入式的高速发展， 也将继续推动物联网产业的发展， 把物联网技术置入嵌入式中， 是今后发展的一个重点。
我公司生产的智能温室控制实训系统采用当前热门的物联网技术、 嵌入式技术和传感器 技术相结合的方法，精心挑选各种传感器（温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、人体 红外感应传感器） ，不仅能对温室大棚生产过程中的参数在线高精度测量，而且能实现温室 内温度调节、湿度调节等智能控制或报警提示，自动实现保温、保湿和历史数据的记录。
智能温室控制实训系统还具有远程访问与控制功能。
用户使用 PC 机不仅可以远程访问 温室内的相关数据，实时观察植物的长势，还可以远程控制温室内部的执行器件（风扇、加 湿器、加热器）来改变温室内部环境；使用手机同样可以远程访问温室内部环境的各项数据 指标，远程控制温室内部的执行器件。
智能温室控制实训系统是学生学习高新技术， 提高动手能力的最佳实训平台。
它以温室 大棚这个现实模型为依托，囊括了物联网技术、嵌入式技术、传感器技术、网络技术、单片 机技术以及自动控制理论。
智能温室控制实训系统把这些高新技术以最通俗易懂的方式呈现 给各位老师和学生。
在学习之初，学生可以应用这套系统做一些简单的实验（单片机实验、 传感器实验、自动控制实验等） ，而后逐渐增加难度全面掌握这些高新技术。
当然，老师可 以应用这套系统建立实验室或做教学研究。
科技在不断进步，我们学校的教育也要与时俱进。
面对这样的契机，我公司生产的智能 温室控制实训系统一定能够成为老师教学的得力助手，学生了解并掌握先进科技的重要工 具。
1.2 物联网智能温室控制系统工作原理物联网智能温室控制系统由无线传感器网络、网关和主控中心组成。
如图 1.1 所示。
图 1.1物联网智能温室控制实训系统原理图1.2.1无线传感器网络无限传感器网络由协调器、路由器、四个数据采集节点和一个控制节点组成。
如图 1.2 所示。
图 1.2无线传感器树形网络协调器组建整个传感器网络， 建立数据传输通道。
四个数据采集节点负责采集温室内部 环境的各项数据指标（温度、湿度、光照度和安防信息）并将采集到的数据经路由器传输到 协调器。
协调器与 ARM 嵌入式系统进行串口通讯传递温室内部环境各项数据指标（温度、 湿度、光照度、安防信息） 。
路由则保障每一个数据采集节点都有一条有效的数据传输路径， 确保数据稳定传输。
控制节点负责执行 ARM 嵌入式系统发送的命令， 控制执行器件 （风扇、 加湿器、加热器）来调节环境温湿度。
1.2.2网关网关由 ARM 嵌入式系统及其外扩器件（无线网卡、无线路由器、GPRS 模 块、摄像头）组成。
如图 1.3 所示。
图 1.3 网关原理图 网关架起了无线传感器网络与局域网和 GPRS 网络之间的数据通讯渠道，将物联网连 入了互联网。
所以， 用户使用 PC 机或手机可以远程访问无线传感器网络所采集的一切数据， 可以设置系统的平衡参数（温度和湿度） ，可以向无线传感器网络中的控制节点发送控制命 令，进而远程控制执行器件来调节温室内部环境。
网关也是整个系统的主控中心。
它通过标准串口与 ZigBee 协调器连接，收集无线传感 器网络上传的数据。
这些数据经过处理后一方面提供给用户使用， 另一方面作为维护系统平 衡与稳定的依据。
ARM 嵌入式系统是构成网关的核心部分。
它负责协调其他设备正常有序的工作。
无线 网卡与无线路由器为物联网能够接入互联网建立起稳定的数据通讯渠道。
GPRS 模块则是手 机访问物联网的中转站。
也就是说， 手机与物联网之间的数据通讯是依靠 GPRS 模块实现的。
摄像头负责向 ARM 嵌入式系统实时传输温室内部画面。
这样用户可以在 ARM 嵌入式系统 的触屏液晶显示器上或任何与局域网相连的 PC 机上看到温室内部的实时画面。
1.2.3. 物联网智能温室控制系统功能详述物联网智能温室控制系统采用当前比较热门的无线传感器网络技术、ARM 嵌入式技术 和传感器技术相结合的方式，精准采集温室内部环境的各项指标， 驱动相应执行器件 （风扇、 加湿器、加热器）平稳控制温室内部环境的变化。
实现了如下功能。
◆温湿度监测功能 温湿度采集节点配有温湿度传感器 SHT10，实时监测温室内部空气的温度和湿度。
测 湿精度可达±4.5%RH，测温精度可达±0.5℃（在 25℃） 。
◆光照度监测功能 光照度采集节点采用光敏电阻来实现对温室内部光照情况的检测，其实时性强，应用电 路简单， 便于学生实验。
◆安防监测功能 当温室周边有人出现时，安防信息采集节点便向主控中心发送信号，同时光报警。
安防 信息采集节点采用的传感器为人体红外感应模块，它检测的最远距离为 7 米，角度在 100º左右。
◆视频监测功能 这项功能由网关中的摄像头来完成。
摄像头实时捕获温室内部的画面，而后通过 USB 接口将画面数据传输给网关处理。
我们既可以在触屏液晶显示器上看到温室内部的实时 画面，又可以通过 PC 机远程访问的方式来观看温室内部的实时画面。
◆控制风扇促进植物光合作用功能 植物光合作用需要光照和二氧化碳。
当光照度达到系统设定值时， 系统会自动开启风扇 加强通风，为植物提供充足的二氧化碳。
◆控制加湿器给空气加湿功能 如果温室内空气湿度小于设定值，系统会启动加湿器，达到设定值后便停止加湿。
◆控制加热器给环境升温功能 当温室内温度低于设定值时，系统便启动加热器来升温，直到温度达到设定值为止。
◆局域网远程访问与控制功能 物联网通过网关加入局域网。
这样用户便可以使用 PC 机访问物联网数据，通过操作界 面远程控制温室内的执行器件，维护系统稳定。
◆GPRS 网络访问功能 物联网通过网关接入 GPRS 网络。
用户便可以手机来访问物联网数据，了解温室内部环 境的各项数据指标（温度、湿度、光照度和安防信息） 。
◆控制参数设定及浏览 对所要实现自动控制的参数（温度、湿度）进行设置，以满足自动控制的要求。
用户既 可以直接操作网关界面上的按钮来完成系统平衡参数的设置，又可以通过 PC 机或手机 远程访的方式完成参数的设置。
◆显示实时数据 可显示温室内部各项指标的实时数据，便于观察系统某时间段内整体的检测状况。
◆显示历史数据 可显示出温室内各测量参数的日、月、年参数变化，根据该曲线可合理的设置参数，可 分析环境的变化对植物生长的影响。
2 物联网智能温室控制系统实验项目2.1 基于 CC2430 的基础硬件实验◆建立 IAR 环境实验 ◆LED 闪烁控制实验 ◆定时器中断实验 ◆外部中断实验 ◆读取片内温度实验 ◆A/D 实验 ◆单片机串口通讯实验 ◆在 PC 用串口控制 LED ◆在 PC 用串口收发数据 ◆系统睡眠/唤醒实验 ◆看门狗使用实验 ◆定时器 T1/T2/T3/T4 定时实验 ◆定时唤醒实验 ◆DMA 数据传输实验 ◆PWM 脉宽调制实验2.2 基于 CC2430 并配备传感器的传感器实验◆ ◆ ◆ ◆ 温度传感器实验 湿度传感器实验 光照度传感器实验 热释红外传感器实验2.3 基于 CC2430 并配备执行器件的控制实验◆ 温度控制实验 ◆ 湿度控制实验 ◆ 通风控制实验2.4 基于 CC2430 的无线网络实验◆ ◆ ◆ ◆ Z-Stack 点对点通讯 Z-Stack 星状通讯 广播通讯 ZigBee2006 组网实验（星形网络、树形网络、网状网络）2.5 基于 CC2430 的无线传感器网络实验◆传感器网络综合实验2.6 物联网实验◆ PC 机远程访问与数据管理实验 ◆ 手机远程访问实验3 物联网智能温室控制系统硬件资源2.1.无线传感器网络节点物联网智能温室控制实训系统以智能温室大棚喷绘沙盘为模型 （如图 3.1） ， 以自动控制 原理为理论基础， 应用传感器与执行器件构成闭环控制系统。
传感器节点配有传感器感知植 物的生长环境， 控制节点配有执行器件控制执行器件改善植物生长环境。
传感器节点与控制 节点相互配合，共同为植物提供适宜的生长环境。
物联网智能温室控制实训系统的无线传感器网中共有五个节点，即四个传感器节点， 一个控制节点。
节点的主控芯片为 TI 公司生产的芯片 CC2430。
它是一颗真正的系统芯片 (SoC)CMOS 解决方案。
这种解决方案能够提高性能并满足以 ZigBee 为基础的 2.4GHz ISM 波段应用，及对低成本，低功耗的要求。
它结合一个高性能 2.4GHz DSSS(直接序列扩频)射 频收发器核心和一颗工业级小巧高效的 8051 控制器。
CC2430 的设计结合了 8Kbyte 的 RAM 及强大的外围模块， 并且有 3 种不同的版本， 他们是根据不同的闪存空间 32， 64 和 128kByte 来优化复杂度与成本的组合。
图 3.1 物联网智能温室控制实训系统效果图2.1.1. 传感器节点传感器节点由传感器、ZigBee 无线通信芯片（CC2430）和转接板组成。
如图 3.2 所示。
图 3.2 节点结够示意图 传感器负责采集环境的数据指标；ZigBee 无线通信芯片（CC2430）负责收集数据并将 数据经路由传输到协调器； 转接板则在传感器与芯片之间架起了数据传输的桥梁， 起到了连 接传感器与芯片的作用，同时为整个模块提供电源。
温度传感器节点 温度传感器节点配有采集温度参数的传感器（DS18B20） ，负责采集环境的温度数据指标。