【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2010進(jìn)行采集端程序的編寫(xiě)。此部分源碼可開(kāi)放。圖5 中間件采集端程序 (C)運(yùn)行界面 中間件控制端程序編寫(xiě)(C)：，培養(yǎng)學(xué)生軟硬件對(duì)接開(kāi)發(fā)的能力。學(xué)生可以通過(guò)Visual Studio 2010進(jìn)行控制端程序的編寫(xiě)。此部分源碼可開(kāi)放。圖6 中間件控制端程序 (C)運(yùn)行界面 中間件采集端程序編寫(xiě)(QT)：通過(guò)C++技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)發(fā)功能，培養(yǎng)學(xué)生軟硬件對(duì)接開(kāi)發(fā)的能力，同時(shí)讓學(xué)生對(duì)Linux系統(tǒng)有個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，以及能夠?qū)崿F(xiàn)Linux環(huán)境下應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)。學(xué)生可以通過(guò)QT進(jìn)行采集端程序的編寫(xiě)。此部分源碼可開(kāi)放。 中間件控制端程序編寫(xiě)(QT)：通過(guò)C++技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的手動(dòng)控制與自動(dòng)控制功能，培養(yǎng)學(xué)生軟硬件對(duì)接開(kāi)發(fā)的能力，同時(shí)讓學(xué)生對(duì)Linux系統(tǒng)有個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，以及能夠?qū)崿F(xiàn)Linux環(huán)境下應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)。學(xué)生可以通過(guò)QT進(jìn)行控制端程序的編寫(xiě)。此部分源碼可開(kāi)放。平臺(tái)端對(duì)接(J2EE)：通過(guò)Java技術(shù)實(shí)現(xiàn)如本章第二點(diǎn)所說(shuō)的功能對(duì)接，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立上層軟件開(kāi)發(fā)的能力。這是本公司的核心技術(shù)，所以源碼無(wú)法開(kāi)發(fā)，提供對(duì)接接口。上層展示(As)：通過(guò)Flex技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)以及反向控制功能，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立上層軟件開(kāi)發(fā)的能力。學(xué)生可以通過(guò)flex進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)端數(shù)據(jù)采集和控制程序的編寫(xiě)。此部分源碼可開(kāi)放。圖7 上層網(wǎng)頁(yè)展示上層展示(Android)：通過(guò)Java技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)以及反向控制功能，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立上層軟件開(kāi)發(fā)的能力。學(xué)生可以通過(guò)Java進(jìn)行手機(jī)端數(shù)據(jù)采集和控制程序的編寫(xiě)。此部分源碼可開(kāi)放。圖8 上層手機(jī)端展示※ 老師：通過(guò)未來(lái)星教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，我們能教什么？未來(lái)星教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)課程涵蓋了綜合布線(xiàn)，數(shù)字電路，模擬電路，高級(jí)程序語(yǔ)言設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，自動(dòng)控制原理，電氣技術(shù)基礎(chǔ)，單片機(jī)，電控與PLC應(yīng)用技術(shù)，高頻電子技術(shù)，EDA，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，軟件工程，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，操作系統(tǒng)等課程，橫跨軟硬件多領(lǐng)域。通過(guò)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)與現(xiàn)有教學(xué)體系的結(jié)合，老師可以更形象地教授理論知識(shí)，學(xué)生們也更容易接受，同時(shí)可以開(kāi)展相關(guān)實(shí)訓(xùn)，如綜合布線(xiàn)實(shí)訓(xùn)、電力電子實(shí)訓(xùn)、計(jì)算機(jī)組網(wǎng)實(shí)訓(xùn)、控制器件及應(yīng)用實(shí)訓(xùn)、智能建筑綜合實(shí)訓(xùn)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)、電子測(cè)試與維修技術(shù)實(shí)訓(xùn)、技術(shù)文件的編制實(shí)訓(xùn)、通信實(shí)訓(xùn)，讓學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦，首腦結(jié)合。通過(guò)該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，由于技術(shù)較全面，所培養(yǎng)的學(xué)生就業(yè)面廣，如在企事業(yè)或公司從事計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用與設(shè)備的調(diào)試、維護(hù)工作，也可在外資公司和專(zhuān)用公司從事技術(shù)開(kāi)發(fā)和服務(wù)等工作；在電子信息行業(yè)從事大型智能化產(chǎn)品和設(shè)備的制造、安裝、調(diào)試、生產(chǎn)線(xiàn)管理、產(chǎn)品售前和售后的技術(shù)服務(wù)工作；在電子信息行業(yè)主要從事有關(guān)計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用；計(jì)算機(jī)通信設(shè)備的生產(chǎn)制造；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程安裝調(diào)試、銷(xiāo)售與售后服務(wù)；在各類(lèi)軟件公司從事軟件研發(fā)。（見(jiàn)附件一）物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)體驗(yàn)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(shè)備，檢測(cè)環(huán)境中的溫度、相對(duì)濕度、PH值、光照強(qiáng)度、土壤養(yǎng)分、CO2濃度等物理量參數(shù)，通過(guò)各種儀器儀表實(shí)時(shí)顯示或作為自動(dòng)控制的參變量參與到自動(dòng)控制中，保證農(nóng)作物有一個(gè)良好的、適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。采用無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合來(lái)獲取作物生長(zhǎng)的最佳條件，可以為模擬農(nóng)業(yè)大棚精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，讓學(xué)生能夠?qū)嵗牧私獾竭_(dá)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(yàn)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(shí)際項(xiàng)目使用的傳感器）來(lái)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(guò)節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)（匯集節(jié)點(diǎn)），傳輸至中心服務(wù)器，中心服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、過(guò)濾、統(tǒng)計(jì)等處理；數(shù)據(jù)傳輸主要過(guò)程如下圖所示： 在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)區(qū)安裝風(fēng)扇、噴霧器、小燈泡、電動(dòng)窗簾來(lái)模擬農(nóng)業(yè)自動(dòng)化溫室的風(fēng)機(jī)、噴淋設(shè)備、補(bǔ)光設(shè)備、卷簾等設(shè)備，模擬設(shè)備通過(guò)與遠(yuǎn)程控制模塊連接達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。系統(tǒng)原理圖如下：（1） 手動(dòng)控制遠(yuǎn)程控制：通過(guò)Web端和android手機(jī)端，發(fā)送控制命令到控制服務(wù)器，控制服務(wù)器將命令轉(zhuǎn)化成控制系統(tǒng)可識(shí)別的信號(hào)，控制系統(tǒng)來(lái)改變?cè)O(shè)備的狀態(tài)?，F(xiàn)場(chǎng)控制：設(shè)備控制操作者，在現(xiàn)場(chǎng)直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。（2）自動(dòng)控制采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)中心服務(wù)器邏輯處理后，與設(shè)置的閥值比對(duì)，判斷設(shè)備應(yīng)該處于何種狀態(tài)，并發(fā)送控制命令到控制服務(wù)器，從而改變?cè)O(shè)備的狀態(tài)。（3）設(shè)備控制原理圖如下所示：通過(guò)在體驗(yàn)區(qū)上安裝小型網(wǎng)絡(luò)攝像頭來(lái)模擬通過(guò)攝像頭來(lái)監(jiān)控農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)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(xún)、報(bào)表導(dǎo)出、閾值設(shè)定、短信報(bào)警、遠(yuǎn)程指導(dǎo)、校際之間數(shù)據(jù)共享等功能。WEB端平臺(tái)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(wú)插件視頻嵌入技術(shù)，兼容各主流瀏覽器，無(wú)需下載插件，點(diǎn)擊直接觀看。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況視頻傳輸采取圖片傳輸方式,攝像頭可自動(dòng)等間隔時(shí)間拍攝圖片或者通過(guò)平臺(tái)手動(dòng)點(diǎn)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(shí)數(shù)據(jù)顯示為黃色，數(shù)據(jù)超過(guò)閥值數(shù)據(jù)顯示為紅色。④傳感器報(bào)警閾值設(shè)置功能：分為偏低設(shè)置和偏高設(shè)置，例如溫度傳感器，正常植物的生長(zhǎng)溫度為15－25℃。⑤歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)功能：點(diǎn)擊“查看”按鈕，進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)界面，按時(shí)間段進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)。數(shù)據(jù)的檢索模式可進(jìn)行多種選擇，例如：全部查詢(xún)、抽樣查詢(xún)、平均值、最大值等。 圖（9）歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)示意圖⑥報(bào)警人添加功能：此功能可對(duì)報(bào)警人進(jìn)行添加，添加后該報(bào)警人會(huì)收到實(shí)訓(xùn)室內(nèi)傳感數(shù)據(jù)超標(biāo)時(shí)的報(bào)警短信⑦報(bào)表導(dǎo)出功能：選擇實(shí)訓(xùn)室、報(bào)表導(dǎo)出的時(shí)間段、報(bào)表導(dǎo)出的表格類(lèi)型（PDF、excel、text等）即可將實(shí)訓(xùn)室、改階段時(shí)間的傳感數(shù)據(jù)、操作信息等數(shù)據(jù)導(dǎo)出，方便管理者對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，制定下一步教學(xué)計(jì)劃。手機(jī)端平臺(tái)界面及功能如下： 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)沙盤(pán)設(shè)備清單（見(jiàn)附件二） 項(xiàng)目設(shè)計(jì)具體內(nèi)容216。 養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)包括水溫監(jiān)測(cè)，光照度監(jiān)測(cè)。216。 養(yǎng)殖場(chǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)主要包括溶解氧監(jiān)測(cè)、PH值監(jiān)測(cè)、氨氮含量監(jiān)測(cè)。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(dòng)給排水控制，光照度控制，溫度控制。 項(xiàng)目架構(gòu)手機(jī)、電腦等查詢(xún)?cè)O(shè)備增氧機(jī)等設(shè)備反控設(shè)備采集節(jié)點(diǎn)匯集節(jié)點(diǎn)設(shè)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(xiàng)目的前沿部分，是整個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)。系統(tǒng)將前端的魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)等與食品消費(fèi)的所有信息搜集。2） 網(wǎng)絡(luò)傳輸部分網(wǎng)絡(luò)傳輸主要負(fù)責(zé)將前端數(shù)據(jù)采集部分傳送給服務(wù)器，并提供遠(yuǎn)程終端訪(fǎng)問(wèn)主服務(wù)器，是整個(gè)項(xiàng)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(guò)終端設(shè)備展示給用戶(hù)，使用戶(hù)能夠了解生產(chǎn)基地、生態(tài)園實(shí)時(shí)的信息。用戶(hù)可以通過(guò)各種終端如個(gè)人電腦、手機(jī)、手持終端、觸摸式一體機(jī)等實(shí)時(shí)了解養(yǎng)殖場(chǎng)地信息。4） 智能控制部分采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)與系統(tǒng)設(shè)置的閥值進(jìn)行對(duì)比，參數(shù)超出閥值后自動(dòng)打開(kāi)相應(yīng)設(shè)備。216。 溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(duì)象的生長(zhǎng)發(fā)育，通過(guò)水溫的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，我們的粗話(huà)一下結(jié)論：水溫與溶解氧含量符合等比級(jí)曲線(xiàn)模型水溫與氨氮總量總體呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；不同水產(chǎn)生物對(duì)水溫 不同適應(yīng)性，在適合溫度范圍，水溫越高，養(yǎng)殖對(duì)象攝食量越大，并且餌料系數(shù)越??；一般水溫越高，水產(chǎn)生物生長(zhǎng)速度越快。通過(guò)計(jì)算養(yǎng)殖對(duì)象長(zhǎng)期活動(dòng)積溫即可推斷某一品種從育苗到商品上市所需時(shí)間；水溫高低直接決定受精卵的孵化時(shí)間，在適合溫度范圍內(nèi)，水溫越高孵化時(shí)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(chǎng)使用人工測(cè)溫，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(jí)在線(xiàn)溫度傳感器，24小時(shí)全天候監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖水體溫度。采集溫度包括進(jìn)水口溫度，池內(nèi)溫度，養(yǎng)殖場(chǎng)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(jìn)行系統(tǒng)報(bào)警閥值設(shè)定。當(dāng)溫度超出閥值時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警：自動(dòng)打開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警器；通過(guò)手機(jī)給管理員發(fā)送報(bào)警短信；監(jiān)測(cè)界面彈出報(bào)警信息。在一段時(shí)間內(nèi)（可設(shè)定），溫度參數(shù)持續(xù)超標(biāo)，系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)溫控設(shè)備，溫度參數(shù)恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)值后，溫控設(shè)備自動(dòng)關(guān)閉。216。 光照度監(jiān)測(cè)點(diǎn)光照度的時(shí)間長(zhǎng)短和強(qiáng)弱會(huì)影響?zhàn)B殖對(duì)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(guān)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(dòng)計(jì)算養(yǎng)殖對(duì)象所需光照強(qiáng)度、光照時(shí)間從而判斷天窗開(kāi)啟時(shí)間、是否需要人工關(guān)照。216。 溶解氧監(jiān)測(cè)點(diǎn)溶解氧不就是水生生物正常生理功能和健康生長(zhǎng)的必須物質(zhì)，溶解氧高可以增進(jìn)水產(chǎn)生物的食欲，提高飼料利用率，加快生長(zhǎng)發(fā)育。同時(shí)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(jìn)行的關(guān)鍵因素。本系統(tǒng)采用高精度溶解氧探頭實(shí)時(shí)采集水體溶解氧含量，當(dāng)水體溶氧量過(guò)低時(shí)自動(dòng)打開(kāi)增氧泵。216。 PH值監(jiān)測(cè)點(diǎn) pH值過(guò)低，酸性水體容易致使魚(yú)類(lèi)感染寄生蟲(chóng)病，如纖毛蟲(chóng)病、鞭毛蟲(chóng)?。黄浯嗡w中磷酸鹽溶解度受到影響，有機(jī)物分解率減慢，天然餌料的繁殖減慢；再者，魚(yú)鰓會(huì)受到腐蝕，魚(yú)血液酸性增強(qiáng)，利用氧的能力降低，盡管水體中的含氧量較高，還是會(huì)導(dǎo)致魚(yú)體缺氧浮頭，魚(yú)的活動(dòng)力減弱，對(duì)餌料的利用率大大降低，影響?hù)~(yú)類(lèi)正常生長(zhǎng)。PH值過(guò)高會(huì)增大氨的毒性，同時(shí)腐蝕魚(yú)類(lèi)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(jìn)口PH探頭，監(jiān)測(cè)水體PH值，PH值異常時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)進(jìn)出水口電磁閥進(jìn)行換水，保證水生生物生長(zhǎng)在恒定PH環(huán)境內(nèi)。216。 氨氮含量監(jiān)測(cè)點(diǎn)水體內(nèi)的氨氮主要來(lái)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(jìn)一步分解成氨氮。同時(shí)水體氧氣不足時(shí)，水體發(fā)生反硝化反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生氨氮。然而，國(guó)產(chǎn)氨氮檢測(cè)設(shè)備不成熟，進(jìn)口設(shè)備價(jià)格昂貴。本系統(tǒng)通過(guò)放養(yǎng)光合細(xì)菌，細(xì)菌進(jìn)行硝化作用降低水體氨氮含量，同時(shí)采用生物傳感器監(jiān)測(cè)光合細(xì)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(yú)池?fù)Q水全部有人工完成，費(fèi)時(shí)