智慧农业实训实验箱

产品简介

产品概述

智慧农业实验箱,其功能特点是采集农业环境中光照、气压、PM2.5CO2、土壤温湿度和空气温湿度的数据,通过ZigBee无线组网技术将采集到的数据传输将所有的数据传输到上位机。用户通过上位机界面实现与硬件系统的交互,实验箱提供两种控制方式,自动控制和手动控制。另外实验箱有多种数据显示的方式,ZigBee终端通过OLED显示各个采集终端的数据,单片机STM32通过串口屏显示所有的采集数据和联动装置的状态,同时在上位机端,除了常规的数字数据显示外还提供曲线图显示数据清晰直观。另外,实验箱还提供LoRa通信的相关课程

教学方向应用

智慧农业实验箱其目的是监测农业环境中的各项指标,更加科学直观的观侧这些数据,同时,通过联动装置在调节环境中相关的指标参数,使得整个实验箱系统更加完备。该设备作为物联网智慧农业教学设备,主要用于教学、开发、实验,为物联网专业相关教程提供良好的教学,实验环境,方便展示教学。

功能特性

产品特点

  • 实验箱设备,包括数据采集、数据的无线传输、云平台管理等三个主要的方面,小巧精致,功能完备。主要的技术特点如下:

  • 实验箱采集模块功能丰富,包括气压、光照、PM2.5CO2、土壤温湿度、空气温湿度数据的采集

  • 使用低功耗的ZigBee无线组网技术

  • 多种显示数据的方式,包括OLED、串口屏、上位机软件三种

  • 根据采集到的数据可以控制联动系统(风扇、滴灌、补光、卷帘)的状态,控制方式可以选择自动控制和手动控制方式

  • 提供LoRa节点可以学习基于LoRa节点的点对点通信

  • 该实验箱主要应用在教学领域,基于本实验箱,我公司提供了STM32篇章和ZigBee篇以及LoRa的相关课程集多个技术于一体,功能丰富。

总体架构

智慧农业实验箱的系统由数据采集、无线传输、云管理平台三个主要的模块构成。数据采集包括两个端,在 ZigBee终端,采集空气温湿度、光照、气压、PM2.5的数据,各个终端的数据显示在OLED上,并通过ZigBee将数据传到协调器,再转发到单片机;在单片机端直接采集土壤温湿度和CO2的浓度两个数据,并将所有数据显示在串口屏上。ZigBee无线传输技术将各个终端的数据汇集到协调器,协调器通过串口和单片机STM32相连,把所有数据集中到单片机。云管理平台以服务器为中心管理各项数据,结合数据可设置阈值或者手动模式下调控联动系统(滴灌、风扇、补光、卷帘)的状态,各个联动装置的当前状态显示在串口屏和云平台界面上


硬件功能

数据采集端

基于ZigBee无线组网技术,ZigBee终端采集空气温湿度、光照气压PM2.5的数据,各终端采集到的数据通过OLED直接显示,再通过组网技术传输到Zigbee协调器,协调器通过串口数据处理中心单片机STM32通信将收集到的数据集中到单片机。同时,单片机直接采集CO2土壤温湿度的数据,CO2传感器通过串口单片机通信土壤温湿度传感器通过RS485单片机通信

联动装置和本地数据显示

以单片机STM32为数据处理中心,串口屏通过串口连接到了单片机,串口屏将集中显示采集到的气压、光照、CO2PM2.5、土壤和空气温湿度数据,同时,也会显示联动装置(滴灌、风扇、补光)的当前状态(打开或者关闭)。为了能实时调节农业环境中的相关参数,提供更好的农业环境,实验箱中提供了滴灌、风扇、补光、卷帘的联动装置,用户可以通过上位机来管理这些装置

上位机和单片机通信

单片机通过网口连接到上位机服务器,从而实现单片机和上位机两端数据和指令的上下行传输。在上位机界面,实时显示当前各传感器采集到的数据,用户通过上位机来实现与硬件系统的交互。

LoRa模块

智慧农业实验箱硬件还提供了两个LoRa节点可实现基于LoRa节点的点对点通信

软件功能

服务端主要由数据接收处理模块,控制模块,数据库(DB),主服务模块,数据推送模块组成。上位机与下位机之间进行通信有2种模式,第一种是数据收集模式,通过监听端口的形式来实时获取下位机传输过来的农业感知信息,然后通过数据预处理模块进行数据处理,然后提供给主服务模块进行业务逻辑处理;第二种是远程控制模式,通过主服务模块获取到控制指令,然后通过对应指令集,向下位机发送对应的指令,然后接受到下位机反馈信息后返回给主服务模块。

软件端重要功能有:查看实时数据、查看历史数据、手动控制和设定自动控制等功能。

产品主要设备参数

CC2530模块:

1.E18-MS1-PCB采用美国德州仪器(TI)公司原装进口

2.射频芯片CC2530

3.芯片内部集成了8051单片机及无线收发器

4.适用于ZigBee设计及2.4GHz IEEE 802.15.4协议

LoRa模块:

1.支持半双工通信

2.具有超强抗干扰性和高接收灵敏度

3.ISM多频段,多种传输速率可选择

4.支持智能复位、低电压检测、定时唤醒、低功耗模式、休眠模式

5.具有超远传输距离,空旷最远可达五千米

配套课程

智慧农业实验箱课程体系如表3所示,实验箱课程主要分为STM32篇、ZigBeeLoRa篇以及联动系统简介STM32单片机是当下性价比最高的单片机在课程中介绍了学习该单片机开发的基本环境搭建、驱动传感器等课程,在这些课程当中还介绍了基本的协议和库函数的使用,以及编程,可以帮助初学者顺利入门。ZigBee篇介绍了开发环境IAR的搭建、协议栈点对点通信组网等内容这是实验箱的主要课程利用我公司提供的硬件系统可以完成终端数据采集组网通过协调器转发数据给单片机STM32等实验;LoRa篇介绍了基于LoRa节点的点对点通信;最后是联动系统简介,介绍了实验箱的联动系统:风扇滴灌、卷帘、补光装置,并详细讲解了MOS管开关电路的驱动原理以及步进电机的相关知识。


公司地址:江苏省无锡市新吴区震泽路18号软件园

备案图标.png苏公网安备 32021402001037‍ | Copyright ©2018 江苏艾什顿科技有限公司 |   ICP18053371

联系电话: 0510-85389698