信息技術(shù)拓展課件-智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論

2.目標(biāo)與任務(wù)3.任務(wù)資訊4.項(xiàng)目實(shí)施5.項(xiàng)目評(píng)價(jià)1.任務(wù)引入（一）任務(wù)引入

1.1案例引入

1.2任務(wù)引入1.1案例引入——智慧魚塘視頻1.2項(xiàng)目引入——智慧魚塘觀看以上FLASH片段后，大家覺得智慧魚塘與傳統(tǒng)魚塘的區(qū)別有哪些？包含哪些技術(shù)要點(diǎn)。

2.目標(biāo)與任務(wù)3.任務(wù)資訊4.項(xiàng)目實(shí)施5.項(xiàng)目評(píng)價(jià)1.任務(wù)引入（二）目標(biāo)與任務(wù)

2.1教學(xué)目標(biāo)

2.2項(xiàng)目任務(wù)2.1教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)目標(biāo)】掌握智慧農(nóng)業(yè)的基本原理了解智慧農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展掌握智慧農(nóng)業(yè)的系統(tǒng)組成掌握智慧大棚的功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)了解傳感器基本概念2.1教學(xué)目標(biāo)【能力目標(biāo)】具備根據(jù)需求進(jìn)行簡單的傳感器選型能力能夠設(shè)計(jì)簡單的智慧農(nóng)業(yè)子系統(tǒng)框架2.1教學(xué)目標(biāo)【素質(zhì)目標(biāo)】

培養(yǎng)主動(dòng)觀察的習(xí)慣培養(yǎng)信息有效分析的習(xí)慣培養(yǎng)積極溝通的習(xí)慣

培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作的習(xí)慣2.2項(xiàng)目任務(wù)結(jié)合本章所學(xué)的知識(shí)，自主設(shè)計(jì)出一套完整的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。調(diào)研報(bào)告需包含以下關(guān)鍵點(diǎn)：1．分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)哪些功能。2．針對(duì)實(shí)現(xiàn)的功能依次選擇合適的傳感器，并說明理由。3．根據(jù)所選的設(shè)備，能夠畫出智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的硬件拓?fù)鋱D。4．利用word、PPT等辦公軟件整理出一個(gè)完整的設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行闡述?？己朔绞剑悍纸M選題（每組4~6人），采取課內(nèi)發(fā)言，時(shí)間要求3-5分鐘。3.3進(jìn)一步學(xué)習(xí)關(guān)鍵技術(shù)二—傳感器

什么是傳感器？傳感器有什么用途？一、檢測與傳感器的概念檢測：

利用各種物理、化學(xué)效應(yīng)，選擇合適的方法與裝置，將生產(chǎn)、科研、生活等各方面的有關(guān)信息通過檢查與測量的方法賦予定性與定量結(jié)果的過程。傳感器：從廣義的角度來說，檢出感知信號(hào)器件和信號(hào)處理部分總稱為傳感器。傳感器的定義：

能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。傳感器是接收信號(hào)或刺激并反應(yīng)的器件，以測量為目的，以一定精度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定關(guān)系的、易于處理的電量信號(hào)輸出的裝置。

任務(wù)3理解傳感器的作用人與工業(yè)機(jī)器人對(duì)應(yīng)關(guān)系特點(diǎn)：代替人的耳、眼、鼻等器官去感知和獲取人不能直接獲取的自然界當(dāng)中的信息和信息量。用途：就是采集信息和信息量。傳感器的特點(diǎn)傳感器的作用：

用在：工業(yè)，農(nóng)業(yè)，醫(yī)療，衛(wèi)生，國防，軍事，航天，航空，氣象，安檢以及日常生活等方面。傳感器的作用傳感器的組成非電量或電量敏感元件非電量傳感元件電參量測量轉(zhuǎn)換電路電量敏感元件：傳感器中直接感受被測量的元件，即被測量通過傳感器的敏感元件轉(zhuǎn)換成被測量有確定關(guān)系、更易于轉(zhuǎn)換的非電量傳感元件：將非電量轉(zhuǎn)換成電量。測量轉(zhuǎn)換電路：傳感元件輸出的電參量轉(zhuǎn)換成易于處理的電壓、電流、頻率。了解傳感器的分類1.按被測對(duì)象：可分為物理量傳感器、化學(xué)量傳感器和生物量傳感器三大類；2.按測量原理：可分為電阻、電容、電感、光柵、熱電耦、超聲波、激光、紅外、光導(dǎo)纖維等傳感器；3.按被測量：可分為位移、力、力矩、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、加速度、溫度、壓力、流量、流速等傳感器；3.按輸出信號(hào)的形式：可分為開關(guān)式、模擬式和數(shù)字式；4.按輸入和輸出的特性：可分為線性和非線性兩類；5.按能量轉(zhuǎn)換的方式：可分為有源型和無源型兩類；

了解傳感器的分類了解傳感器的特性參數(shù)有哪些？傳感器的特性一般指輸入、輸出特性。傳感器的特性包括：靈敏度、分辨力、線性度、遲滯、漂移等。分辨力：

指傳感器能檢出被測信號(hào)的最小變化量。當(dāng)被測量的變化小于分辨力時(shí)，傳感器對(duì)輸入量的變化無任何反應(yīng)。對(duì)數(shù)字儀表而言，如果沒有其他附加說明，可以認(rèn)為該表的最后一位所表示的數(shù)值就是它的分辨力。一般地說，分辨力的數(shù)值小于儀表的最大絕對(duì)誤差。

分辨率：

將分辨力除以儀表的滿量程就是儀表的分辨率，分辨率常以百分比或幾分之一表示，是量綱為1的數(shù)。穩(wěn)定性

表示傳感器在一較長時(shí)間內(nèi)保持性能參數(shù)的能力。包含穩(wěn)定度、環(huán)境影響兩個(gè)方面。穩(wěn)定度指所有條件不變，規(guī)定時(shí)間維持示值不變的能力。例如某儀表輸出電壓值在8h內(nèi)的最大變化量1.3mV。環(huán)境影響指由外界環(huán)境變化而引起的示值變化。一般由零漂和靈敏度漂移。零漂可以由重新調(diào)零克服?；蛘吲c靈敏度漂移可以由計(jì)算機(jī)處理。環(huán)境影響的因素有：溫度、濕度、氣壓、電源電壓、電源頻率，其中溫度的影響最大?？煽啃裕?/p>

可靠性是反映檢測系統(tǒng)在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)是否耐用的一種綜合性的質(zhì)量指標(biāo)。浴盆曲線磨合期又稱早期失效期穩(wěn)定期又稱偶然失效期失效期又稱衰老失效期常用傳感器簡介--熱釋電傳感器熱釋電紅外傳感器是一種能檢測人或動(dòng)物發(fā)射出的紅外線，而輸出電壓信號(hào)的傳感器。可以用于樓道自動(dòng)開關(guān)、防盜報(bào)警、人體檢測等。例如：在房間無人時(shí)能自動(dòng)減小空調(diào)機(jī)的功率；能判斷無人觀看電視或觀眾已經(jīng)睡覺后自動(dòng)關(guān)機(jī)；有人活動(dòng)時(shí)開啟監(jiān)視器；自動(dòng)門鈴；攝影機(jī)或數(shù)碼照相機(jī)自動(dòng)記錄動(dòng)物或人的活動(dòng)，以避免長時(shí)間空白畫面而浪費(fèi)計(jì)算機(jī)的硬盤空間。常用傳感器簡介—光電開關(guān)常用傳感器簡介--光電開關(guān)a）遮斷型b）反射鏡反射型c）散射型1－發(fā)射器2－接收器3－被測物4－偏振光反射鏡5－帶偏振光濾光片的接收器a）常用傳感器簡介--光電開關(guān)Receiver

遮斷型光電開關(guān)由相互分離且相對(duì)安裝的光發(fā)射器和光接受器組成。當(dāng)被檢測物體位于發(fā)射器和接受器之間時(shí)，光線被阻斷，接受器接受不到紅外線而產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)。被檢測物體光發(fā)射器光接收器常用傳感器簡介--光電開關(guān)遮斷型光電開關(guān)用于檢測廢品遮斷型光電開關(guān)用于產(chǎn)品質(zhì)量控制常用傳感器簡介--光電開關(guān)遮斷型光電開關(guān)用于扶手電梯的節(jié)能控制扶手電梯節(jié)電自動(dòng)運(yùn)行條件判斷電梯開始向上運(yùn)行電梯靜止遮斷型光電開關(guān)用于入口的人數(shù)、方向檢測

人員出入方向由前、后兩個(gè)光電開關(guān)按遮光報(bào)警信號(hào)出現(xiàn)的順序來判斷。若紅色信號(hào)先于綠色信號(hào)，則判斷為從外到內(nèi)。常用傳感器簡介--光電開關(guān)光幕（多路遮光型光電開關(guān)）兩個(gè)柱形結(jié)構(gòu)相對(duì)而立，每隔數(shù)十毫米安裝一對(duì)發(fā)光二極管和光敏接收管，形成光幕。當(dāng)有物體遮擋住光線時(shí)，傳感器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。發(fā)射器接收器常用傳感器簡介--光電開關(guān)孔的檢測常用傳感器簡介--光電開關(guān)鍛壓機(jī)床的安全區(qū)域設(shè)置及入侵報(bào)警

光幕用途三維尺寸檢測寬度測量長度測量高度測量主要傳感器設(shè)備-無線空氣溫濕度傳感器主要傳感器無線空氣濕度傳感器無線空氣溫度傳感器主要傳感器設(shè)備-土壤溫濕度傳感器

主要傳感器主要傳感器設(shè)備-光照度傳感器

主要傳感器主要傳感器設(shè)備-CO2傳感器

主要傳感器輔助設(shè)備-智能插座主要傳感器電磁閥門

電磁線圈通電前，閥芯堵塞管道。通電后，產(chǎn)生電磁力，克服彈簧的彈力，吸引閥芯向上動(dòng)作，流體回路導(dǎo)通。流體輔助設(shè)備-無線磁閥門

主要傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備-網(wǎng)關(guān)、中繼器

主要傳感器無線中繼器無線網(wǎng)關(guān)【想一想】1.智慧農(nóng)業(yè)大棚主要實(shí)現(xiàn)哪些功能？

2

.智慧農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)由哪幾部分組成？3

.簡述智慧農(nóng)業(yè)中常用的傳感器。傳感器選擇原則1.需要清晰測量環(huán)境及被測量。2.關(guān)注靈敏度要求。3.關(guān)注頻率響應(yīng)特性、線性范圍和穩(wěn)定性。4.詳細(xì)了解設(shè)備的精度值?！鞠胍幌搿?．什么是傳感器？

2．傳感器按照屬性劃分，可以劃分為哪幾類？3．常見的傳感器有哪些，請(qǐng)以表格形式羅列出這些傳感器的關(guān)鍵性能參數(shù)。3.1什么是智慧農(nóng)業(yè)？智慧農(nóng)業(yè)又叫精確農(nóng)業(yè)，是利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)技術(shù)、運(yùn)用云計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息數(shù)字化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)管理智能化。3.1.1傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)面臨的問題

【你知道嗎】1.農(nóng)業(yè)科技含量低，裝備水平相對(duì)滯后。2.農(nóng)業(yè)產(chǎn)出少、農(nóng)民收入低。3.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)存在污染和浪費(fèi)，據(jù)農(nóng)業(yè)、水利部門測算，我國每年農(nóng)業(yè)使用的農(nóng)作物化學(xué)產(chǎn)品數(shù)量急劇上升，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，已經(jīng)嚴(yán)重影響許多農(nóng)民的生活環(huán)境，特別是農(nóng)民群眾的飲水安全，直接危害著身心健康。4.農(nóng)產(chǎn)品的種類少。3.1.2智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀①信息標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一軟硬件等的兼容性上較差不便于計(jì)算機(jī)農(nóng)業(yè)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究和開發(fā)，③技術(shù)不成熟農(nóng)用模式識(shí)別、數(shù)字圖像處理、水平檔次低，領(lǐng)域窄，可靠性、穩(wěn)定性還不高。②人才培養(yǎng)落后一般農(nóng)學(xué)專家懂計(jì)算機(jī)技術(shù)的人并不多，而一些計(jì)算機(jī)專業(yè)人員對(duì)農(nóng)業(yè)科學(xué)又陌生④經(jīng)營模式我國小規(guī)模的、單一農(nóng)戶式的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式已經(jīng)逐漸被淘汰，取而代之的是當(dāng)今大規(guī)模的現(xiàn)代化經(jīng)營方式。農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀3.1.3智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)智慧農(nóng)業(yè)中關(guān)鍵技術(shù)很多，關(guān)鍵是傳感器及傳感網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)龐大，但從實(shí)現(xiàn)的主要功能看，可分為三個(gè)子系統(tǒng)。3.1.4智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)您的標(biāo)題123網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測平臺(tái)節(jié)水灌溉系統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)3.2.1智慧大棚形態(tài)3.2.2智慧大棚發(fā)展方向①高科技種植②生態(tài)餐廳③花卉市場3.2.3智慧農(nóng)業(yè)大棚功能分析

1. 能夠高精度測量溫室大棚生產(chǎn)過程中的參數(shù)2. 需要遠(yuǎn)程訪問與控制。3. 能夠?qū)貪穸冗M(jìn)行監(jiān)測。4. 能夠?qū)庹斩冗M(jìn)行監(jiān)測。5. 需具備控制風(fēng)扇功能。6. 需要具備控制加濕器功能。7. 能夠控制加熱器給環(huán)境升溫功能。8. 具有局域網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問與控制功能。9. 需要具備GPRS網(wǎng)絡(luò)訪問功能.10. 需要具備控制參數(shù)設(shè)定及瀏覽功能3.2.4智慧農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.2.5拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)智慧農(nóng)業(yè)1、選題依據(jù)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)：1.投入成本高。2.難以達(dá)到科學(xué)。合理種植的要求。3.種植周期長。4.管理不便。5.作物產(chǎn)量低下。6.簡單的智慧農(nóng)業(yè)不“智慧”。智慧農(nóng)業(yè)：1.綜合成本低。2.科學(xué)種植，作物質(zhì)量高。3.作物種植周期短，產(chǎn)量高。4.自動(dòng)控制，方便管理。5.快速、準(zhǔn)確、多維度、多尺度。2、項(xiàng)目內(nèi)容智慧農(nóng)業(yè)作物監(jiān)測自動(dòng)控制數(shù)據(jù)分析反季種植空氣空氣溫濕度光照度CO2含量氨氣含量土壤土壤溫濕度土壤PH值土壤含氮量水質(zhì)水流量水溶氧量水PH值植物直徑厚度作物監(jiān)測：自動(dòng)控制：1.光照度控制2.

土壤增肥3.土壤加濕功能4.環(huán)境升溫功