确定系统架构:首先需要明确物联网平台的系统架构,包括设备层、网关层、云平台层等,以及各层之间的通信协议和数据格式。
设计数据存储方案:物联网平台需要存储大量的传感器数据和设备信息,需要设计合适的数据存储方案,包括数据库结构、数据存储方式等。
设计数据通信方案:物联网平台需要与各种设备进行数据通信,需要设计合适的通信协议和数据格式,同时需要考虑数据安全性和加密传输等问题。
编写设备驱动程序:根据设备的类型和通信协议,编写相应的设备驱动程序,实现数据采集和控制等功能。
编写云平台程序:编写云平台程序,实现数据接收、处理、存储、分析和展示等功能。
实现数据分析功能:利用机器学习、人工智能等技术,对物联网平台的数据进行分析和挖掘,提供更加智能化的服务和应用。
需要注意的是,物联网平台开发涉及到多个领域,包括软件开发、网络通信、硬件设计等,需要掌握多种技能和知识。同时,物联网平台开发还需要考虑数据安全和隐私保护等问题,需要严格遵守相关的法律法规和标准规范。
物联网是电子信息类专业。
主要学:离散数学、程序设计、数据结构、计算机组成、计算机网络、 *** 作系统、数据库系统、物联网通信技术、RFID原理及应用、传感器原理及应用、物联网中间件设计、嵌入式系统与设计、物联网控制原理与技术等。
物联网工程专业是一门普通高等学校本科专业,属于计算机类专业,基本修业年限为四年,授予工学学士学位。
该专业要求掌握数学和其他相关的自然科学基础知识以及和物联网相关的计算机、通信和传感的基本理论、基本知识、基本技能和基本方法,培养能够系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广的专业知识的高级工程技术人才。
就业前景
物联网是一个交叉学科,涉及通信技术、传感技术、网络技术以及RFID技术、嵌入式系统技术等多项知识。作为国家倡导的新兴战略性产业,物联网备受各界重视,并成为就业前景广阔的热门领域。
物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业。物联网专业是教育部允许高校增设新专业后,高校申请最多的学校,这也说明了国家对物联网经济的重视和人才培养的迫切性。
朗德华信(北京)自控技术有限公司是中国第一家IP物联网自适应控制系统研发和制造商,生产符合IP物联网自适应控制系统中IPV4、IPV6规划的IP 控制器,可以充分利用互联网和物联网技术实现所有机电设备、电器设备、工艺设备等能耗设备的能源管理和控制。IP物联网自适应控制系统是自动化控制系统中第一个通过软件技术把Lonworks、BACnet和多种Internet标准集成到通用对象模型的应用程序环境并嵌入到控制器层级;并且支持标准的WEB浏览界面。IP物联网自适应控制系统不但兼容现行的常用现场标准总线协议,同时还能为非标准协议的链接提供工具软件,能给已建系统提供全面的软件技术支持。这样的集成实现了真正意义的多系统不同设备的无缝连接,最大程度的节省和保护业主的投资。
IP物联网自适应控制系统产品先进性如下:
(1)技术层面:此系统应采用当今先进且成熟的系统及技术,为建筑物的运行提供高效的监控及管理平台,同时亦应为业主企业的运营与发展服务。
基于TCP/IP以及开放式协议的自控管理系统架构
要求管理层网络支持TCP/IP协议,中央站可以通过网络把信息传送到任何指定的数据通信分站。现场控制网络要求采用符合标准通信协议的网络,同时现场控制器可以独立于网络完成控制功能
先进完备的系统数据库及其应用,提供企业级的数据库交互平台
运行可靠稳定的系统硬件设备及网络设备
基于IE以及WEB技术的、人性化的、便捷的且灵活的 *** 作管理软件平台
软件系统嵌入式且配置灵活的现场控制器及其I/O模块
可靠耐用的现场监控元件
(2)管理层面:所有的系统以及技术都是为建筑运行服务的,在技术层面的需求满足的情况下,针对建筑本身的功能特点而设计的系统控制、运行以及管理模式,是确保建筑高效、低耗且节能运行的关键。基于企业通用数据库、IE以及WEB技术的中央管理监控平台,提供个性化的管理运行模式以及开放式的应用接口及工具,实现完备的分散控制集中管理的运行模式,为建筑的运行提供整体的管理运行服务。
(3)运营层面:系统上纳入业主企业整体管理体系,通过标准的数据库及网络技术融入业主企业整体资产管理体系,实现对其资产的整体管理;提高用户工作运营环境的舒适度;通过先进的技术手段以及优化的控制管理模式,实现对建筑耗能的监测、数据采集、能源绩效分析,利用最有能源策略实现能源使用效率持续改进。
IP物联网自适应控制系统可以非常容易地集成兼容不同厂商的不同系统产品,不仅可以最大限度的保护客户现在的投资,而且在有必要的时候可以方便的将新的设备添加进来。其最大的一个优势是可以任意的在中央管理层面以及现场控制层面对建筑物的所有机电设备进行完美集成,这样可保证集成的稳定与可靠,使得集成层面的精确控制真正成为可能。①硬件研发基础:单片机、通信原理、电路分析、模拟电子技术、控制系统、数字电子技术、微机原理与接口技术等;
②信息技术基础:计算机科学导论、数据结构、 *** 作系统、网络技术、数据库系统、数据挖掘、人工智能、软件工程等;
③物联网基础课程:物联网技术理论、物联网架构、物联网应用技术、物联网安全技术、物联网系统设计、物联网系统实践、物联网技术标准及实施、物联网服务发现与管理、物联网数据交换与分析等;
④其他专业课程:实时系统、嵌入式系统、网络编程、分布式处理、协议设计、驱动设计、传感器与控制技术、无线网络、物联网网络体系结构等温室环境信息采集与监控系统软件开发功能简析(一)
本文设计的基于 Android 平台温室环境信息采集与监控系统,主要应用于当前广泛使用的日光温室群体,实现了产品质量追溯、销售市场信息发布、病虫害预警、远程诊断等方面的应用,具有重要现实意义。
1、系统功能需求分析:
功能需求分析是基于 Android 平台的温室环境信息数据采集与监控系统设计 的必要步骤。本文所开发的系统主要应用于日光温室,其功能主要包括信息采集、数据管理、远程控制、信息发发布等。通过以上功能的开发,实现了基于移动互联的远程信息采集、质量追溯、设备控制、病害预警、视频监控等的应用集成。
2、信息采集与显示功能:
温室环境参数信息和植物生长信息是现代农业管理的重要依据。通过智能手机平台实时获取相关信息,将有利于提升现代温室智慧采集机功能。
3、温室环境数据远程采集功能:
温室环境的优劣对温室作物植株的生长发育有着至关重要的影响[10]。温 度、湿度、光照、CO2、是农作物生长的外在条件,需实时准确获取。建立温室 环境参数信息的采集、储存与展示功能,便于用户查看环境信息,同时能为后期 的历史查询与数据分析做准备。
4、植物生理生态参数信息采集功能:
农作物裸露在地表的部分与地下部分的功能情况,为作物生长状况提供了基 本判断依据。植物生长的内在参数主要有植株径流速率、果实生长率、茎秆变 化、叶面微曲温度、植物冠层温湿度等。而且这些参数由于技术及成本的制约, 目前还无法全面自动采集。可以通过人工采集信息,利用 Android app 随时随地 上传记录信息,方便后期用户观测各项特征对作物品种、产品质量等情况进行分 析。
5、植物长势及病虫害视频监测功能:
针对种植作物长势情况、病虫害的发生、发病面积、病情严重程度、杂草对植株的胁迫等,采集视频信息是有效的管理方式。通过网络摄像头、计算机和无线传感器网络,结合 Android app,把信息及时进行采集、储存与展示,可为作物病虫害的防治提供及时的决策依据。
6、数据管理功能:
随人们生活质量的提升,农产品质量越来越获得人们重视。而农产品的优化与改进,占据农业产业的一个重要因素。建立温室数据库,利用 Android APP 实现远程的数据采集、存储、分类、检索、传输等数据管理。
7、远程控制功能:
该系统中主要体现以下两种功能: a温室控制决策功能 通过中心服务器的 MCGS 软件建立自动控制系统,根据不同作物的需求, 设定作物生长所需环境目标参数。软件根据传感器传输的数据,与作物植株适宜 的范围数据进行比对,来决定之后的控制步骤,控制对应的设备来调节温湿度、 光照强度、二氧化碳浓度等环境信息。
b温室环境报警系统的建立 当控制与决策系统建立后,报警机制建立也是必要环节。当温室实际情况超 过系统设定好的报警门限时,通过预设的 MCGS 报警信息显示系统,及时检查 出现异常的原因,以防因为设备故障等造成对农业生产的影响。
8、信息发布功能:
该系统中主要体现以下三种功能: a首页导航及信息管理功能 网页管理平台在系统中有承上启下的作用。根据数据监测功能与控制功能建 立对应的导航页面,通过动态网页方式管理后台信息。
b新闻功能 首页是系统界面门面,是给用户第一印象的地方,包括名称、标志、导航、 公司的等。另外,新闻功能的加入也很重要。本功能主要转载主流门户 农业网站消息,种植业生产的产前信息、产中信息、产后信息、相关农业企业信 息报道来促进农业信息化在农业生产的深入应用,为农户当好参谋和助手。
c安全注册及用户的管理 为了保证用户的使用安全,系统在数据库中储存有用户数据,设定相应的权 限,以限制不同访问人员的 *** 作权利。例如管理员具备设备的控制权限,普通人员只有查看权,没有控制权,进入监控功能需要账号、密码才能登陆使用。物联网简介
所谓物联网,是指通过装置在各类物体上的电子标签,传感器、二维码等,经过接口与无线网络相连,从而赋予物体以智能,可以实现人与物体的沟通和对话,也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话。它以通信技术为基础,让物理设施和IT设施进行“联姻”,从而使得管理、生产制造、社会管理,以及个人生活实现互联互通,被认为是继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。
“物联网”被美国人认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。而在我国,它也得到了迅猛的发展:2010年两会工作报告中明确提出要“加快物联网的研发应用”,物联网进入了“国字号”发展的轨道,在2010年上海世博会上,海尔集团推出了“物联网冰箱”,在这种冰箱上输入相关信息后,不出家门,就能轻松缴纳水电费……可以预见的是,未来我国将进入一个“物联网时代”。
物联网有多火
物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展,目前被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业。
在美国,以物联网应用为核心的智慧地球计划,得到奥巴马的积极回应和支持,其经济刺激方案将110亿美元用于智能电网以及相关项目。另外,欧盟也在2009年6月制定并公布了涵盖标准化、研究项目、试点工程、管理机制和国际对话在内的14点行动计划。
近几年,我国物联网也举得了前所未有的重视,虽然,巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。然而不可否认的是,物联网的发展必然促使物联网相关产业交融,各产业各司所职、各取所需,最终形成一个强大不机械化的产业链,蕴含难以想象的能量。到2015年,我国物联网将攻克一批关键核心技术,初步构建较为完善的标准体系,将在核心技术研发与产业化、关键标准研究与制定、产业链条建立与完善、重大应用示范与推广等方面取得显著成效,建成一批物联网应用示范重大工程,培育和发展一批具有国际竞争力的物联网骨干,初步形成创新驱动、协同发展、辐射面宽、带动力强的物联网发展格局,努力抢占新一轮世界经济科技制高点。
物联网专业学什么
物联网专业是允许高校增设新专业后,高校申请最多的学校,这也说明了国家对物联网经济的重视和人才培养的迫切性。在2012年最新颁布的普通高等学校本科专业目录中,物联网工程专业属于工学中的计算机大类,标准学制4年,毕业后授予工学学士学位。
物联网工程专业开设基础课程和专业核心课程两大类,学生主要学习研究信息流、物质流和能量流彼此作用、相互转换的方法和技术,有着很强的工程实践特点。
物联网专业是一门交叉学科,涉及计算机、通信技术、电子技术、测控技术等专业基础知识,以及管理学、开发等多方面知识。作为一个处于摸索阶段的新兴专业,各校都专门制定了物联网专业人才培养方案。学生需要学习包括计算机系列课程、信息与通信工程、模拟电子技术、物联网技术及应用、物联网安全技术等几十门课程,同时还要打牢坚实的数学和物理基础。另外,优秀的外语能力也是必备条件,因为目前物联网的研发、应用主要集中在欧美等国家,学生需要阅读外文资料和应对国际交流。
北京科技大学招生就业处处长韩经说,该校的课程包括物联网工程导论、嵌入式系统与单片机、无线传感器网络与RFID技术、物联网技术及应用、云计算与物联网、物联网安全、物联网体系结构及综合实训、信号与系统概论、现代传感器技术、数据结构、计算机组成原理、计算机网络、现代通信技术、 *** 作系统等课程以及多种选修课。
物联网专业就业前景
目前,审批设置的高等学校战略性新兴产业本科专业中有“物联网工程”、“传感网技术”和“智能电网信息工程”三个与物联网技术相关的专业。此三个专业从2011年才开始首次招生,目前为止还没有毕业生,所以,无法从往年的就业率来判断未来的就业情况,但可从行业的整体发展趋势和人才市场的需求等方面了解该专业未来的就业形势。
作为国家倡导的新兴战略性产业,物联网备受各界重视,并成为就业前景广阔的热门领域,使得物联网成为各家高校争相申请的一个新专业,主要就业于与物联网相关的、行业,从事物联网的通信架构、网络协议和标准、无线传感器、信息安全等的设计、开发、管理与维护,也可在高校或科研从事科研和教学工作。
中科院院士、华东师大学院院长何积丰表示,未来的物联网技术要得到发展,需要在信息收集、改进、芯片推广、程序算法设计等方面有所突破,而做到这些的关键是如何培养人才。柏斯维也指出,从整体来看,物联网行业是非常需要人才。
系统简介
水肥一体化智能控制系统通过与灌溉系统相结合,实现智能化控制。系统由物联网监控平台、气象数据采集终端、视屏监控、施肥一体机、过滤系统、阀门控制器、电磁阀、田间水管线等组成。
图为河南益民控股5G+智慧辣椒种植基地水肥一体化系统控制中心
概述
水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统(或地形自然落差),将可溶性固体或液体肥料,按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点,配兑成的肥液与灌溉水一起,通过可控管道系统供水、供肥,使水肥相融后,通过管道、喷q或喷头形成喷灌、均匀、定时、定量,喷洒在作物发育生长区域,使主要发育生长区域土壤始终保持疏松和适宜的含水量,同时根据不同的作物的需肥特点,土壤环境和养分含量状况,需肥规律情况进行不同生育期的需求设计,把水分、养分定时定量,按比例直接提供给作物。
系统原理图
水肥一体化系统通常包括水源工程、首部枢纽、田间输配水管网系统和灌水器等四部分,实际生产中由于供水条件和灌溉要求不同,施肥系统可能仅由部分设备组成。
水肥一体机
水肥一体机系统结构包括:控制柜、触摸屏控制系统、混肥硬件设备系统、无线采集控制系统。支持pc端以及微信端实施查看数据以及控制前端设备;水肥一体化智能灌溉系统可以帮助生产者很方便的实现自动的水肥一体化管理。系统由上位机软件系统、区域控制柜、分路控制器、变送器、数据采集终端组成。通过与供水系统有机结合,实现智能化控制。可实现智能化监测、控制灌溉中的供水时间、施肥浓度以及供水量。变送器(土壤水分变送器、流量变送器等)将实时监测的灌溉状况,当灌区土壤湿度达到预先设定的下限值时,电磁阀可以自动开启,当监测的土壤含水量及液位达到预设的灌水定额后,可以自动关闭电磁阀系统。可根据时间段调度整个灌区电磁阀的轮流工作,并手动控制灌溉和采集墒情。整个系统可协调工作实施轮灌,充分提高灌溉用水效率,实现节水、节电,减少劳动强度,降低人力投入成本。
施肥系统
水肥一体化施肥系统原理由灌溉系统和肥料溶液混合系统两部分组成。灌溉系统主要由灌溉泵、稳压阀、控制器、过滤器、田间灌溉管网以及灌溉电磁阀构成。肥料溶液混合系统由控制器、肥料灌、施肥器、电磁阀、传感器以及混合罐、混合泵组成。
41:输配水管网系统
由干管、支管、毛管组成。干管一般采用PVC管材,支管一般采用PE管材或PVC管材,管径根据流量分级配置,毛管目前多选用内镶式滴灌带或边缝迷宫式滴灌带;首部及大口径阀门多采用铁件。干管或分干管的首端进水口设闸阀,支管和辅管进水口处设球阀。
输配水管网的作用是将首部处理过的水, 按照要求输送到灌水单元和灌水器,毛管是微灌系统的最末一级管道,在滴灌系统中,即为滴灌管,在微喷系统中,毛管上安装微喷头。
42:环境数据采集器
421气象信息采集
环境数据采集器由低功耗气象传感器、低功耗气象数据采集控制器和计算机气象软件三部分组成。可同时监测大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射、照度等诸多气象要素;具有高精度高可靠性的特点,可实现定时气象数据采集、实时时间显示、气象数据定时存储、气象数据定时上报、参数设定等功能。
422土壤墒情采集
土壤检测仪可实现对土壤不同深度的温度、湿度、EC、 PH等数据监控,通过5G信号传输至AI农大数据平台,借助于大数据平台的综合建模分析,从而给出土壤土质的综合评级,并语音播报。
43:无线阀门控制器
阀门控制器是接收由田间工作站传来的指令并实施指令的下端。阀门控制器直接与管网布置的电磁阀相连接,接收到田间工作站的指令后对电磁阀的开闭进行控制,同时也能够采集田间信息,并上传信息至田间工作站,一个阀门控制器可控制多个电磁阀。
电磁阀是控制田间灌溉的阀门,电磁阀由田间节水灌溉设计轮灌组的划分来确定安装位置及个数。
44:灌水器系统
微灌按微灌灌水流量小,一次灌水延续时间较长,灌水周期短,需要的工作压力较低,能够较精确的控制灌水量,能把水和养分直接地输送到作物根部附近的土壤中去。
系统功能
51:用水量控制管理
实现两级用水计量,通过出口流量监测作为本区域内用水总量计量,通过每个支管压力传感采集数据实时计算各支管的轮灌水量,与阀门自动控制功能结合,实现每一个阀门控制单元的用水量统计。同时水泵引入流量控制,当超过用水总量将通过远程控制,限制区域用水。
52:运行状态实时监控
通过水位和视频监控能够实时监测滴灌系统水源状况,及时发布缺水预警;
通过水泵电流和电压监测、出水口压力和流量监测、管网分干管流量和压力监测,能够及时发现滴灌系统爆管、漏水、低压运行等不合理灌溉事件,及时通知系统维护人员,保障滴灌系统高效。
53:阀门自动控制功能
通过对农田土壤墒情信息、小气候信息和作物长势信息的实时监测,采用无线或有线技术,实现阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭。根据采集到的信息,结合当地作物的需水和灌溉轮灌情况制定自动开启水泵、阀门,实现无人职守自动灌溉,分片控制,预防人为误 *** 作。
54:PC展示平台
通过物联网水肥一体化智能监测平台,能够为用户提供传感器数据、远程、采集、传输、储存、处理及报警信息发送等服务。该平台以集中式分区化的方式为用户提供便捷、经济、有效的远程监控整体解决方案。通过物联网智能监测平台,用户可以不受时间、地点限制对监控目标进行实时监控、管理、观看和接收报警信息。
55:移动终端
建立手机系统,客户直接采用微信客户端就可以控制和查看实时数据,手机端具有手动启动、关闭电磁阀,水泵等设备功能。
56:运维管理功能
包括系统维护、状态监测和系统运行的现场管理;实现区域用水量计量管理、旱情和灌溉预报专家决策、信息发布等功能的远程决策管理;以及对用水、耗电、灌水量、维护、材料消耗等进行统计和成本核算,对灌溉设施设备生成定期维护计划,记录维护情况,实现灌溉工程的精细化维护运行管理。
节水灌溉自动化控制系统能够充分发挥现有的节水设备作用,优化调度,提高效益,通过自动控制技术的应用,更加节水节能,降低灌溉成本,提高灌溉质量,将使灌溉更加科学、方便,提高管理水平。
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