【文章內(nèi)容簡介】 2010進行采集端程序的編寫。此部分源碼可開放。圖5 中間件采集端程序 (C)運行界面 中間件控制端程序編寫(C)：，培養(yǎng)學生軟硬件對接開發(fā)的能力。學生可以通過Visual Studio 2010進行控制端程序的編寫。此部分源碼可開放。圖6 中間件控制端程序 (C)運行界面 中間件采集端程序編寫(QT)：通過C++技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與轉發(fā)功能，培養(yǎng)學生軟硬件對接開發(fā)的能力，同時讓學生對Linux系統(tǒng)有個系統(tǒng)的認識，以及能夠實現(xiàn)Linux環(huán)境下應用軟件的開發(fā)。學生可以通過QT進行采集端程序的編寫。此部分源碼可開放。 中間件控制端程序編寫(QT)：通過C++技術實現(xiàn)設備的手動控制與自動控制功能，培養(yǎng)學生軟硬件對接開發(fā)的能力，同時讓學生對Linux系統(tǒng)有個系統(tǒng)的認識，以及能夠實現(xiàn)Linux環(huán)境下應用軟件的開發(fā)。學生可以通過QT進行控制端程序的編寫。此部分源碼可開放。平臺端對接(J2EE)：通過Java技術實現(xiàn)如本章第二點所說的功能對接，培養(yǎng)學生獨立上層軟件開發(fā)的能力。這是本公司的核心技術，所以源碼無法開發(fā)，提供對接接口。上層展示(As)：通過Flex技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)以及反向控制功能，培養(yǎng)學生獨立上層軟件開發(fā)的能力。學生可以通過flex進行網(wǎng)頁端數(shù)據(jù)采集和控制程序的編寫。此部分源碼可開放。圖7 上層網(wǎng)頁展示上層展示(Android)：通過Java技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)以及反向控制功能，培養(yǎng)學生獨立上層軟件開發(fā)的能力。學生可以通過Java進行手機端數(shù)據(jù)采集和控制程序的編寫。此部分源碼可開放。圖8 上層手機端展示※ 老師：通過未來星教學實訓平臺，我們能教什么？未來星教學實訓平臺設計課程涵蓋了綜合布線，數(shù)字電路，模擬電路，高級程序語言設計，計算機網(wǎng)絡技術，自動控制原理，電氣技術基礎，單片機，電控與PLC應用技術，高頻電子技術，EDA，機械設計與制造基礎，數(shù)據(jù)結構，軟件工程，數(shù)據(jù)庫技術，操作系統(tǒng)等課程，橫跨軟硬件多領域。通過實訓平臺與現(xiàn)有教學體系的結合，老師可以更形象地教授理論知識，學生們也更容易接受，同時可以開展相關實訓，如綜合布線實訓、電力電子實訓、計算機組網(wǎng)實訓、控制器件及應用實訓、智能建筑綜合實訓、計算機控制技術實訓、電子測試與維修技術實訓、技術文件的編制實訓、通信實訓，讓學生動手動腦，首腦結合。通過該實訓平臺，由于技術較全面，所培養(yǎng)的學生就業(yè)面廣，如在企事業(yè)或公司從事計算機控制系統(tǒng)的應用與設備的調(diào)試、維護工作，也可在外資公司和專用公司從事技術開發(fā)和服務等工作；在電子信息行業(yè)從事大型智能化產(chǎn)品和設備的制造、安裝、調(diào)試、生產(chǎn)線管理、產(chǎn)品售前和售后的技術服務工作；在電子信息行業(yè)主要從事有關計算機通信技術的應用；計算機通信設備的生產(chǎn)制造；計算機網(wǎng)絡工程安裝調(diào)試、銷售與售后服務；在各類軟件公司從事軟件研發(fā)。（見附件一）物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)體驗區(qū)主要以物聯(lián)網(wǎng)，包含溫度傳感器、濕度傳感器、PH值傳感器、光傳感器、生物傳感器、CO2傳感器等設備，檢測環(huán)境中的溫度、相對濕度、PH值、光照強度、土壤養(yǎng)分、CO2濃度等物理量參數(shù)，通過各種儀器儀表實時顯示或作為自動控制的參變量參與到自動控制中，保證農(nóng)作物有一個良好的、適宜的生長環(huán)境。采用無線傳感網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的結合來獲取作物生長的最佳條件，可以為模擬農(nóng)業(yè)大棚精準調(diào)控提供科學依據(jù)，讓學生能夠實例化的了解到達到物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理中的顯著作用。系統(tǒng)功能圖如下：智能溫室大棚效果圖智能農(nóng)業(yè)大棚概略圖要在體驗區(qū)安裝溫度、濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度等傳感器（傳感器為實際項目使用的傳感器）來模擬農(nóng)業(yè)環(huán)境下的傳感數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)經(jīng)過節(jié)點、網(wǎng)關（匯集節(jié)點），傳輸至中心服務器，中心服務器對數(shù)據(jù)進行解析、過濾、統(tǒng)計等處理；數(shù)據(jù)傳輸主要過程如下圖所示： 在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體驗區(qū)安裝風扇、噴霧器、小燈泡、電動窗簾來模擬農(nóng)業(yè)自動化溫室的風機、噴淋設備、補光設備、卷簾等設備，模擬設備通過與遠程控制模塊連接達到遠程控制的目的。系統(tǒng)原理圖如下：（1） 手動控制遠程控制：通過Web端和android手機端，發(fā)送控制命令到控制服務器，控制服務器將命令轉化成控制系統(tǒng)可識別的信號，控制系統(tǒng)來改變設備的狀態(tài)。現(xiàn)場控制：設備控制操作者，在現(xiàn)場直接對設備進行開關控制。（2）自動控制采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過中心服務器邏輯處理后，與設置的閥值比對，判斷設備應該處于何種狀態(tài)，并發(fā)送控制命令到控制服務器，從而改變設備的狀態(tài)。（3）設備控制原理圖如下所示：通過在體驗區(qū)上安裝小型網(wǎng)絡攝像頭來模擬通過攝像頭來監(jiān)控農(nóng)作物長勢的目的。視頻傳輸原理如下圖： 將環(huán)境感知系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成于一體，具有歷史數(shù)據(jù)查詢、報表導出、閾值設定、短信報警、遠程指導、校際之間數(shù)據(jù)共享等功能。WEB端平臺界面及功能如下：界面功能功能：①視頻監(jiān)控界面，采用最新無插件視頻嵌入技術，兼容各主流瀏覽器，無需下載插件，點擊直接觀看。根據(jù)項目實際情況視頻傳輸采取圖片傳輸方式,攝像頭可自動等間隔時間拍攝圖片或者通過平臺手動點擊拍攝圖片。②環(huán)境數(shù)據(jù)展示圖，直觀展示各環(huán)境參數(shù)。③傳感器數(shù)據(jù)列表及數(shù)據(jù)狀態(tài)顯示：數(shù)據(jù)正常字體為綠色，數(shù)據(jù)偏高或偏低時數(shù)據(jù)顯示為黃色，數(shù)據(jù)超過閥值數(shù)據(jù)顯示為紅色。④傳感器報警閾值設置功能：分為偏低設置和偏高設置，例如溫度傳感器，正常植物的生長溫度為15－25℃。⑤歷史數(shù)據(jù)查詢功能：點擊“查看”按鈕，進入歷史數(shù)據(jù)查詢界面，按時間段進行數(shù)據(jù)查詢。數(shù)據(jù)的檢索模式可進行多種選擇，例如：全部查詢、抽樣查詢、平均值、最大值等。 圖（9）歷史數(shù)據(jù)查詢示意圖⑥報警人添加功能：此功能可對報警人進行添加，添加后該報警人會收到實訓室內(nèi)傳感數(shù)據(jù)超標時的報警短信⑦報表導出功能：選擇實訓室、報表導出的時間段、報表導出的表格類型（PDF、excel、text等）即可將實訓室、改階段時間的傳感數(shù)據(jù)、操作信息等數(shù)據(jù)導出，方便管理者對數(shù)據(jù)進行綜合分析，制定下一步教學計劃。手機端平臺界面及功能如下： 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)沙盤設備清單（見附件二） 項目設計具體內(nèi)容216。 養(yǎng)殖場環(huán)境監(jiān)測養(yǎng)殖場環(huán)境監(jiān)測包括水溫監(jiān)測，光照度監(jiān)測。216。 養(yǎng)殖場水質(zhì)監(jiān)測水質(zhì)監(jiān)測主要包括溶解氧監(jiān)測、PH值監(jiān)測、氨氮含量監(jiān)測。216。 智能化控制系統(tǒng)智能化控制系統(tǒng)主要包括增氧泵控制，自動給排水控制，光照度控制，溫度控制。 項目架構手機、電腦等查詢設備增氧機等設備反控設備采集節(jié)點匯集節(jié)點設備1） 前端數(shù)據(jù)采集部分前端數(shù)據(jù)的采集是整套項目的前沿部分，是整個項目的基礎。系統(tǒng)將前端的魚類生長環(huán)境參數(shù)等與食品消費的所有信息搜集。2） 網(wǎng)絡傳輸部分網(wǎng)絡傳輸主要負責將前端數(shù)據(jù)采集部分傳送給服務器，并提供遠程終端訪問主服務器，是整個項目數(shù)據(jù)的傳輸通道。3） 監(jiān)控展示部分采集到的數(shù)據(jù)通過終端設備展示給用戶，使用戶能夠了解生產(chǎn)基地、生態(tài)園實時的信息。用戶可以通過各種終端如個人電腦、手機、手持終端、觸摸式一體機等實時了解養(yǎng)殖場地信息。4） 智能控制部分采集到的數(shù)據(jù)通過與系統(tǒng)設置的閥值進行對比，參數(shù)超出閥值后自動打開相應設備。216。 溫度監(jiān)測點溫度是影響水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要物理因子之一。水溫不僅影響水體水質(zhì)狀況，還影響?zhàn)B殖對象的生長發(fā)育，通過水溫的觀測實驗，我們的粗話一下結論：水溫與溶解氧含量符合等比級曲線模型水溫與氨氮總量總體呈負相關關系；不同水產(chǎn)生物對水溫 不同適應性，在適合溫度范圍，水溫越高，養(yǎng)殖對象攝食量越大，并且餌料系數(shù)越?。灰话闼疁卦礁?，水產(chǎn)生物生長速度越快。通過計算養(yǎng)殖對象長期活動積溫即可推斷某一品種從育苗到商品上市所需時間；水溫高低直接決定受精卵的孵化時間，在適合溫度范圍內(nèi)，水溫越高孵化時間越短。以上數(shù)據(jù)表明水溫是影響水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素。傳統(tǒng)室內(nèi)養(yǎng)殖的大多使用附近的江河作為循環(huán)水源，江河水溫受氣候影響很大，大部分養(yǎng)殖場使用人工測溫，數(shù)據(jù)的準確性和監(jiān)控力度都難以得到保證。本系統(tǒng)采用工業(yè)級在線溫度傳感器，24小時全天候監(jiān)測養(yǎng)殖水體溫度。采集溫度包括進水口溫度，池內(nèi)溫度，養(yǎng)殖場空氣溫度。系統(tǒng)可根據(jù)不同季節(jié)、養(yǎng)殖品種、養(yǎng)殖密度等信息進行系統(tǒng)報警閥值設定。當溫度超出閥值時，系統(tǒng)報警：自動打開現(xiàn)場聲光報警器；通過手機給管理員發(fā)送報警短信；監(jiān)測界面彈出報警信息。在一段時間內(nèi)（可設定），溫度參數(shù)持續(xù)超標，系統(tǒng)自動打開溫控設備，溫度參數(shù)恢復到標準值后，溫控設備自動關閉。216。 光照度監(jiān)測點光照度的時間長短和強弱會影響?zhàn)B殖對象的繁殖周期和體表樣色，繁殖周期決定產(chǎn)量，體表顏色和品質(zhì)關系密切。本系統(tǒng)采用室內(nèi)型光照度傳感器，系統(tǒng)可根據(jù)不同季節(jié)、養(yǎng)殖品種、天氣情況等信息自動計算養(yǎng)殖對象所需光照強度、光照時間從而判斷天窗開啟時間、是否需要人工關照。216。 溶解氧監(jiān)測點溶解氧不就是水生生物正常生理功能和健康生長的必須物質(zhì)，溶解氧高可以增進水產(chǎn)生物的食欲，提高飼料利用率，加快生長發(fā)育。同時溶解氧也是水質(zhì)改良的必需物質(zhì)，是維持氮循環(huán)順利進行的關鍵因素。本系統(tǒng)采用高精度溶解氧探頭實時采集水體溶解氧含量，當水體溶氧量過低時自動打開增氧泵。216。 PH值監(jiān)測點 pH值過低，酸性水體容易致使魚類感染寄生蟲病，如纖毛蟲病、鞭毛蟲??；其次水體中磷酸鹽溶解度受到影響，有機物分解率減慢，天然餌料的繁殖減慢；再者，魚鰓會受到腐蝕，魚血液酸性增強，利用氧的能力降低，盡管水體中的含氧量較高，還是會導致魚體缺氧浮頭，魚的活動力減弱，對餌料的利用率大大降低，影響魚類正常生長。PH值過高會增大氨的毒性，同時腐蝕魚類鰓部組織，引起大批死亡。PH異常在傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式里不易發(fā)現(xiàn)，往往造成的損害比低溫、缺氧更大。系統(tǒng)采用進口PH探頭，監(jiān)測水體PH值，PH值異常時，系統(tǒng)自動打開進出水口電磁閥進行換水，保證水生生物生長在恒定PH環(huán)境內(nèi)。216。 氨氮含量監(jiān)測點水體內(nèi)的氨氮主要來源于水生生物的排泄物，施加的肥料，殘餌被微生物分解成氨基酸，再進一步分解成氨氮。同時水體氧氣不足時，水體發(fā)生反硝化反應也會產(chǎn)生氨氮。然而，國產(chǎn)氨氮檢測設備不成熟，進口設備價格昂貴。本系統(tǒng)通過放養(yǎng)光合細菌，細菌進行硝化作用降低水體氨氮含量，同時采用生物傳感器監(jiān)測光合細菌濃度，從而判斷水體氨氮含量。216。 給排水控制傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式里，魚池換水全部有人工完成，費時