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智能农业模拟沙盘，物联网智能农业实训沙盘

智能农业模拟沙盘，物联网智能农业实训沙盘是以农业大棚为原型，通过实景＋实训的方式，综合运用无线传输网络、单片机、RFID射频识别、传感器与控制器、云计算等技术，依托部署在实景沙盘中的在农业传感器与控制器、无线网络、RFID以及智能网关等设备，实现智

ZR-NY01 智能农业实训沙盘

一、沙盘简介：
智能农业实训沙盘是一个铝制金属骨架和有机玻璃墙壁包括的温室系统，与其他感知、控制及执行系统一起，含有概括完整的温室大棚系统。含有概括：透明温室大棚、排风系统、光照调动系统、温度（℃）（℃）调动系统、无线传感器互联网等。是针对于物联网在农业领域自动化与智能化应用的一款实景模仿系统，依托各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、风速、雨雪等），和无线通信互联网完成农业生产环境的智能感知、智能预警、智能调控，为农业生产提供精准化种植、可视化管理。为院校在物联网实训教学方面提供了一个真实的农业综合实训系统，使学员在实训中完成对物联网综合技术应用的理解可以在此基础上实行创新应用，培养学员创新应用能力，充分适用了高校培养物联网技术人才的需求。
智能农业实训沙盘是以农业大棚为原型，经过实景＋实训的方法，综合运用无线传输互联网、单片机、RFID射频识别、传感器与控制器、云计算等技术，依托部署在实景沙盘中的在农业传感器与控制器、无线互联网、RFID以及智能网关等设备，完成智能农业的控制与管理，帮助学员熟悉智能农业系统相关项目的研发与应用。


二、沙盘特别点： 智能农业实训沙盘应用优质铝制骨架，长宽高为：800*800*500mm，沙盘一侧为智能农业大棚模型，大棚内置风扇节点、灯光节点、农业传感器以及相关控制器节点，另一侧为智能农业实训区域，实训区域支持磁吸搭积木的连接方法，表面含有概括多路物联网模型块供电底层基板，全部供电底层基板由沙盘内部统一供电，无需外接电源，便利学员实操；
u 智能农业沙盘应用高强度铝制骨架，外观尺寸0.8m*0.8m*0.5m；
u 智能农业沙盘含有智能灯光系统、排风系统、智能灌溉系统、传感器系统、执行器系统、云平台系统等，均可经过沙盘内实训模型块实行收集和控制；
u 智能农业沙盘应用一体式供电构造，整个沙盘只需连接一根电源线即可，经过一根电源线可以为12路模型块供电，省去繁杂的接线作业，便利学员使用实操；
u 智能农业沙盘表面含有概括12个实训模型块插槽，全部实训插槽均可实行磁吸式连接，并而而且含有概括防短路设计，支持至多个模型块的联动实训，可在单个知识点学习掌控把握掌控把握掌控把握的基础上，实行多模型块综合应用实训，可完成无线传感互联网实训等多种复杂的联网实训；
u 智能农业沙盘内部硬件与物联网模型块底层基板连接，可经过物联网模型块直接控制智能农业的灯光和风扇，代码开源，支持二次研发；
u 提供NewIOT物联网实训平台，用来实训调动测量试验及相关物联网模型块基础配备装备装备；

三、农业物联网模型块:

u 应用磁吸式可拆卸构造，含有概括防呆设计，避免短路；
u 可以无缝吸附到智能农业实训沙盘上，插槽含有概括供电功能，无需单独外接电源；
u 实训模型块表面含有概括电子线路图（下图），便利学员更直观的理解元件的包括及模型块的运行原理：

u 模型块均应用磁吸式连连接口设计+搭积木式构造，含有概括标准的12路弹性插针，可以完成供电、拟真调动测量试验、数值通信、IO口拓展等功能，同时支持搭积木式的多级磁吸联接，经过弹性插针即可通信，无须外接跳线，经过模型块相互搭积木，包括一套完整的物联网系统，如：STM32处置整理器+ZigBee无线模型块+传感器模型块（3层垂直积木，无须额外接线），可拓展性强，如下图所示：

四、硬件包括：

序号 项目 名称 数量 备注
1 沙盘 智能农业实训沙盘 1 一体化供电平台
2 调动测量试验平台 物联网实训平台 1 一体化供电平台
3 供电底层基板 3.3V/5V供电底层基板 12 支持磁吸搭积木
4 单片机模型块 嵌入式STM32模型块 12 支持磁吸搭积木
5 无线通讯模型块 ZigBee无线通信模型块 12 支持磁吸搭积木
WIFI无线通信模型块 1 支持磁吸搭积木
6 传感器模型块 空气温湿度传感器 1 支持磁吸搭积木
光照传感器 1 支持磁吸搭积木
二氧化碳传感器 1 支持磁吸搭积木
风速传感器 1 支持磁吸搭积木
雨雪传感器 1 支持磁吸搭积木
土壤湿度传感器 1 支持磁吸搭积木
电导率传感器 1 支持磁吸搭积木
PH值传感器 1 支持磁吸搭积木
火焰传感器 1 支持磁吸搭积木
烟雾传感器 1 支持磁吸搭积木
红外对射传感器 1 支持磁吸搭积木
7 执行控制器模型块 双路继电器执行器 2 支持磁吸搭积木
8 云平台 公有云平台 1 支持上云
9 其他备品备件 电源线、香蕉线等 1

五、硬件功能数值：
智能农业实训沙盘功能数值
序号 名称 功能数值 图片
1 智能农业实训沙盘 l 应用铝制骨架，尺寸0.8m*0.8m*0.5m；
l 应用5V-12V安全电压（V）（V）（V），提供1路电源总开关；
l 内置农业大棚模型，含有灯光、排风扇、温湿度、光照度、雨雪、风速、二氧化碳、土壤湿度、电导率、PH值、火焰、烟雾、红外对射等传感器。
l 提供2路传感器连连接口；
l 提供2路接线插头座，用来接线连接；
l 提供12路磁吸模型块连接板，支持物联网模型块磁吸搭积木连接，至少支持3层模型块叠加；
2 物联网实训平台 l 外观尺寸：长415*宽310*高50（mm），材料：铝制楔形构造；
l 实训平台应用一体式供电构造，整个实训过程只需连接一根电源线和数值线即可。
l 应用全新的教学模式：磁吸积木式教学，全部模型块可以实行叠罗汉式(搭积木)的组装连接，支持多层模型块叠加，无需外数值线与电源线；
l 提供5V供电连连接口（Type-C）、以太网连连接口、双路USB连连接口、J-link下载器连连接口、CC-Debugger下载器连连接口、RS232/RS485串行口，其中J-link下载器、CC-Debugger下载器均为平台内置，下载程序时只需将模型块吸附到平台对应下载端即可，无需接线；
l 内置USB串行口服务设备,经过1路USB虚拟出多路串行口，按照端口虚拟出不一样的串行口，最多可拓展8路串行口连连接口，其中含有普通TTL串行口4路，485串行口4路；
l 实训平台具备8个通用实训模型块插槽，每个插槽含有概括12路接触点，供模型块实行数值通讯及供电，并而而且插槽含有概括防短路功能，可直接将模型块吸附到插槽内,支持最多8个模型块联动实训；
l 实训平台上含有概括了485选用键、ZigBee拟真器复位键、J-Link拟真器启动键和虚拟仪表器具启动键，在使用不一样功能的时候，便利变换和使用，同时实训平台内部含有概括还原功能模型块，当通讯及拟真调动测量试验出现混乱时，只需关闭电源再重启，即可恢复出厂设定；
3 3.3v/5v供电底层基板 l 提供3.3v/5v供电触点，为上层模型块实行持续供电；
l 提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学。
4 嵌入式STM32处置整理器 l 应用STM32F103处置整理器，内核：ARM 32位的Cortex™-M3 CPU；最高72MHz作业频率，在存储器的0等待周期访问时可达1.25DMips/MHz (Dhrystone 2.1)；
l 存储器：
l 从16K到32K字节的闪存程序存储器；
l 从6K到10K字节的SRAM；
l 支持USB、CAN、6个定时器、2个ADC 、6个通信连连接口；
l 提供485选用端、BOOT0两路连连接口；提供1个复位键；
l 程序下载方法为实训平台内部下载，即无须外部接线，节省接线实操时间，带有电源保护电子线路；
l 提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学。
5 ZigBee无线通信模型块 l 主芯片：CC2530F256，256K Flash，8K RAM，内置8051单片机及无线收发器，支持11-26信道更改，支持点播、组播、广播多种类型数值通信，支持自动组网及互联网自愈功能；
l 串行速率：9600-115200bps多种速率可选；
l 无线频率：2.4GHz；
l 无线协议：ZigBee2007/PRO；
l 通讯连连接口：UART；
l 无障碍传输距离：200米；
l 含有概括串行口变换功能，经过跳线方法，可将通讯线路实行变换；
l 具备协调器、路由器及终端功能，可经过串行口指令让设备在三种类型中自由变换；
l 提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学。
6 Wifi无线通信模型块 l 主芯片含有概括MAC、基频芯片及射频收发单元，内置低功耗运行机制，可以有效的降低功耗运行；
l 支持WiFi@2.4GHz802.11b/g/n无线标准；
l 支持WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK安全模式；
l 支持AP、STA、AP+STA作业模式；
l 完全含有概括的串行口转无线TCP/UDP传输功能，多个串行口速率选用；
l 支持TCP/UDPClient注册包机制；
l 支持SimpleConfig/*rkiss/usrlink快速联网配备装备装备；
l 支持AT+指令集配备装备装备；
l 含有概括串行口变换功能，经过跳线方法，可将通讯线路实行变换；
l 经过功能数值配备装备装备，可经过WiFi无线节点，将传感器数值传入云端；
l 提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学。
7 空气温湿度传感器 l 应用DHT11传感器；
l 温度（℃）（℃）：检验测量试验界限0-50度，精确到可以达到0.5℃；
l 湿度：
l 检验测量试验界限20%RH-95%RH, 精确到可以达到2%RH；
l 支持电容型湿度传感实训；
l 支持湿度值脉冲信号输出；
l 输出形式：数字量；
l 提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学。
8 光照度传感器 l 应用ROHM原装BH1750FVI芯片；
l 输出形式:数字量、模仿量；
l 使用宽电压（V）（V）（V）LM393电压（V）（V）（V）对比器,作业平稳；
l 光照度界限：0-65535lx
l 传感器内置16bitAD变换器，直接数字输出，省略复杂的计算，省略标定，不区分环境光源，接近于视觉感知度的分光特性，可对广泛的亮度实行1勒克斯的高精确度测量；
l 提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学。
9 二氧化碳传感器 l 测量界限：0-10000ppm；
l 测量精确度：±（50ppm+5%读数值）；
l 输出信号：UART；
l 响应时间：＜120s；
l 提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学。
10 风速传感器 l 测量界限：0-30m/s；
l 测量精确度：±1m/s；
l 响应时间：<5s；
l 波特率：2400/4800/9600；
l 材料：优质铝制/聚碳酸酯；
l 作业湿度环境：0-100%RH(15-95%RH)；
l 通讯端口：脉冲/rs485/4-20mA/0-5V/0-10V；
l 启动风力 0.2-0.4m/s提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学。
11 雨雪传感器 l 应用长方形设计，便利装配，检验测量试验面积：1500mm2；
l 测量功能数值：雨雪含水率；
l 湿度界限：0～100%RH；
l 测量精确度：±3%RH；
l 输出形式：模仿量、开关量；
l 提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学
12 土壤湿度传感器 l 应用叉形设计，便利插入土壤，检验测量试验深度38mm；
l 测量功能数值：土壤容积含水率；
l 湿度界限：0～100%RH；
l 测量精确度：±3%RH；
l 输出形式：模仿量、开关量；
l 提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学。
13 电导率传感器 l 输出电压（V）（V）（V）：0-3.4V；
l 测量界限：0-20ms/cm；
l 测量精确度：±5%F.S.；
l 电级连连接口：BNC连连接口；
l 提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学。
14 PH值传感器 l 测量界限：0-14PH；
l 测量精确度：±0.01PH（25℃）；
l 相应时间：≤1Min；
l 传感器连连接口：BNC连连接口；
l 提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学。
15 火焰传感器 l 探测角度：60°；
l 检验测量试验波长：760nm-1100nm；
l 输出形式：开关量；
l 支持感知度可调；
l 提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学。
16 烟雾传感器 l 应用可拆卸构造，支持MQ系列半导体气敏元件；
l 支持1路数字量输出；
l 支持1路模仿量AD输出功能；
l 支持感知度可调；
l 检验测量试验浓度：300-10000ppm；
l 提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学。
17 红外对射传感器 l 应用H2010直射型光电传感器，槽宽10mm；
l 使用宽电压（V）（V）（V）LM393电压（V）（V）（V）对比器,作业平稳；
l 设定有信号输出指示灯，输出高电平灯灭，输出低电平灯亮；
l 输出形式：开关量；
l 提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学。
18 双路继电器执行器 l 应用5V控制继电器，完成双路控制开关；
l 继电器规格3A-200VAC；3A-30VDC；
l 提供NO、COM、NC三路输出端，可外接控制设备；
l 提供双路指示灯，显露继电器状态；
l 提供"通用平台"弹性探针接触点，用来程序下载、串行口调动测量试验、供电等作用。提供搭积木弹性接触针，用来搭积木形式教学。
19 公有云平台 l 支持传统工业上云：可经过多种通讯方法，如: 5G（NB-IOT）、4G、GPRS（2.5G）、 Lora、 WiFi等，将工业上传统硬件（含有概括教学传感器模型块）接入云端，完成对工业生产环境数值的全面监控；
l Modbus协议：应用工业上常用的Modbus协议，可将工业级别传感器完全移植到教学实践中，并提供源代码，让学员更快的与社会接轨；
l 可以经过wifi、4g、nb-iot无线模型块，将传感器数值直接收集到云端显露；
l 支持云组态设定；
l 支持手机接收传感器报警信息；
l 支持微信小程序显露组态内容，及控制设备等功能；
六、实训实训：
经过将各个实训模型块与智能农业实训沙盘相集合，可实行多种实训实训：
智能农业沙盘实训内容
实训一、农业传感器收集实训 实训六、云平台配备装备装备与应用实训
实训二、农业执行器控制实训 实训七、农业报警实训
实训三、农业传感器联动控制实训 实训八、RFID读卡与应用实训
实训四、无线传感器互联网实训 实训九、农业场景应用实训
实训五、农业场景嵌入式系统研发实训 实训十、WiFi网关通信实训
实训中提供开源的实训代码，可自行修改、编译代码，支持二次研发，可按照以上基础实训，自行拓展更多智能农业实训，完成农业系统的研发与应用；


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