蘑菇云科創(chuàng)教育上線信息科技跨學(xué)科案例 — 智慧農(nóng)業(yè)溫室系統(tǒng)，該系統(tǒng)滿足了新課標(biāo)中八年級(jí)“物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐與探索”內(nèi)容要求，結(jié)合新課標(biāo)中跨學(xué)科主題方向“互聯(lián)智能設(shè)計(jì)”，設(shè)計(jì)了項(xiàng)目“智慧農(nóng)業(yè)溫室系統(tǒng)”。

在“智慧農(nóng)業(yè)溫室系統(tǒng)”項(xiàng)目中，學(xué)生將使用土壤濕度傳感器、防水溫度傳感器，獲取農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)；搭建“種子萌發(fā)環(huán)境系統(tǒng)”，將數(shù)據(jù)同步到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)中，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，得出最適合種子萌發(fā)的土壤濕度；搭建“溫室設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制與反饋，如自動(dòng)澆水、自動(dòng)開(kāi)關(guān)遮陽(yáng)棚。

項(xiàng)目中的主控器為兩塊行空板，一塊行空板為“服務(wù)器端”和“智能終端”，連接傳感器、執(zhí)行器，作用是放在溫室中，采集農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)；一塊行空板為“移動(dòng)終端”，作用是放在中控室，遠(yuǎn)程讀取農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)和控制溫室設(shè)備。

“服務(wù)器端/智能終端”行空板

“移動(dòng)終端”行空板

“智慧農(nóng)業(yè)溫室系統(tǒng)”中，物聯(lián)網(wǎng)硬件架構(gòu)如下圖。在案例實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)路由器構(gòu)建局域網(wǎng)，在局域網(wǎng)中，使用第一塊行空板構(gòu)建服務(wù)器，同時(shí)作為智能終端，連接多種傳感器與執(zhí)行器。使用第二塊行空板作為移動(dòng)終端，也接入局域網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器終端、智能終端與移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)交換。通過(guò)USB線將服務(wù)器終端行空板連接到電腦上，可訪問(wèn)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)。

在案例實(shí)施過(guò)程中，可以使用行空板自帶的熱點(diǎn)功能，組建小型局域網(wǎng)（不需要額外使用路由器）。

在第一塊行空板上，開(kāi)啟熱點(diǎn)，同時(shí)構(gòu)建服務(wù)器，并作為智能終端，連接多種傳感器與執(zhí)行器。第二塊行空板作為移動(dòng)終端，連接熱點(diǎn)，接入局域網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器終端、智能終端與移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)交換。通過(guò)USB線，電腦作為移動(dòng)終端，訪問(wèn)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)。

各硬件功能介紹如下表：

硬件接線原理圖如下：

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)制作在線數(shù)字智慧農(nóng)業(yè)溫室，帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)什么是萬(wàn)物互聯(lián)。了解了物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器系統(tǒng)，利用土壤濕度傳感器、防水溫度傳感器，采集農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)，接入物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，構(gòu)建簡(jiǎn)易傳感物聯(lián)系統(tǒng)。了解了數(shù)據(jù)處理的過(guò)程包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)長(zhǎng)時(shí)間記錄數(shù)據(jù)，探究最適合種子萌發(fā)的土壤濕度及掌握物聯(lián)系統(tǒng)中的反饋控制。

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審核編輯 黃昊宇