基于物联网的列车车厢环境控制系统设计用到的有硬件吗

亲您好，是的，它需要三个元素：硬件，软件和网络。硬件：主要由传感器、控制器和执行器组成，负责对外部环境进行监测和控制。例如：温度传感器、湿度传感器、排气风口等。软件：管理传感器、控制器和执行器的信息，将从传感器收集的数据传输到控制器，并将控制器收到的指令发送给执行器，以达到环境控制的目的。网络：用于实现环境控制系统的互联性，使远程监控和控制设备之间的通信更加便捷。

智能控制系统可以实现手机联网，远程控制，像是机器的启停和液位的设置，还有就是反冲洗系统的设定，并且在发生特别情况的时候，像是渗水和漏水，机器可以传输信息给手机并自动关闭水阀

微控制器和处理器

微控制器 - 微控制器英文写法是 Microcontroller Unit，简写为MCU。微控制器是将计算机运行所需要的一些资源（如ROM、RAM、I/O、定时器、ADC、DAC等）集成到了一个芯片上，可称之为单片微型计算机（Single Chip Microcomputer），俗称为单片机。因软件存放在微控制器的存储器中，与硬件紧密配合使用，又称之为嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller Unit，EMCU)。

处理器 - 处理器又称为中央处理器（CPU，Central Processing Unit），处理器一般需要依赖外部的硬盘或存储介质进行运行，系统资源丰富、复杂。是计算机、电脑、平板和手机等的核心

根据处理性能的不同，运行的 *** 作系统也有所不同。微控制器多运行实时 *** 作系统（RTOS），对任务时间性要求比较高。处理器多运行Windows、Linux、Android、iOS等 *** 作系统，对任务处理能力要求比较高。

物联网 *** 作系统的特点

一般地，对实时性控制要求比较高的应用MCU用不到RTOS，如电机控制等。而随着物连接到网络的发展，对通信协议有了新的需求，RTOS就可以比较好地对通信进行管理。物联网 *** 作系统没有严格的定义，可以将物联网 *** 作系统特性，简单地概况如下：

连接 - 互联互通、互 *** 作性

安全 - 设备安全、通信安全、数据安全

能效 - 设备能耗管理

通信 - 支持通信协议，如低功耗蓝牙、以太网、Thread、 Wi-Fi、Zigbee、6LoWPAN、LPWAN（LoRa、NB-IoT…）等等

标准 - 开放标准，开放的标准有利于设备的互联互通

微控制器 *** 作系统

ARM mbed OS - ARM公司专为物联网 (IoT) 中的“物体”设计的开源嵌入式 *** 作系统，主要支持ARM Cortex-M微控制器

FreeRTOS - 非常流行的嵌入式 *** 作系统，支持多种微控制器

Contiki OS - Contiki是一个开源的物联网 *** 作系统。 Contiki将小型低成本、低功耗微控制器连接到互联网。Contiki是构建复杂无线系统的强大工具箱。

LiteOS - 类UNIX *** 作系统,多用于无线传感网络

RIOT - 物联网友好的 *** 作系统。RIOT实现了所有物联网相关的开放标准，支持连接、安全、耐用和隐私。

TinyOS - 适用于低功耗无线设备，用于无线传感器网络

Huawei LiteOS - 华为公司的 *** 作系统。Huawei LiteOS是轻量级的开源物联网 *** 作系统、智能硬件使能平台，可广泛应用于智能家居、穿戴式、车联网、制造业等领域，使物联网终端开发更简单、互联更加容易、业务更加智能、体验更加顺畅、数据更加安全。

μTenux - 基于ARM Cortex M0-M4的开源物联网嵌入式 *** 作系统。内核源于T-kernel。

RT-Thread - 中国的开源嵌入式实时 *** 作系统

ChibiOS/RT - 提供了一个嵌入式应用的完整开发环境(RTOS、HAL、外设驱动、支持文件和工具)

Micrium uCOS - 免费商业化应用需授权，2016年为Slicon Labs收购

Unison - Unison RTOS是面向IoT和M2M通信嵌入式应用的实时 *** 作系统

Zephyr - Zephyr项目是一个可扩展的实时 *** 作系统（RTOS），支持多种硬件架构，针对资源有限的设备进行了优化，并以安全性为基础构建。由Linux基金会托管。

eCos - eCos是面向嵌入式应用的免费开源实时 *** 作系统。高度可配置性使得eCos能够根据精确的应用需求进行定制，提供最佳的运行时性能和优化的硬件资源占用。

TI-RTOS Kernel - TI公司的RTOS

NXP MQX - NXP(原Freescale公司）的RTOS

处理器 *** 作系统

Android Things， Google物联网 *** 作系统

Windows 10 IoT，微软物联网 *** 作系统

SylixOS，是一款嵌入式硬实时 *** 作系统

还有更多的 *** 作系统，在此不一一列出。

1、网络拓扑结构变化快 2、传感器网络难以形成网络的结点和中心 3、传感器网络的作用距离一般比较短 4、传感器网络数据的数量不大 5、物联网对数据的安全性要求较高 6、网络终端之间的关联性较低 7、网络地址的短缺性导致网络管理的复杂性

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。

物联网远程控制原理：通过网络连接发送指令给单片机等硬件实行控制。

智能家居是物联网技术应用的一种，智能家居是家居联网技术的应用，其实也是物联网的一个分支，只是将物体具体化成了家居。采用单片机原理，结合手机或电话的通信收发技术，通过继电器控制电话外线的接通和断开以及电话码的输入与输出。

使电话和家电相互连通，从而用电话控制家用电器工作以及当家庭出现危险情况如被盗和发生火灾等，通过传感器感知外界信号传给控制器控制电话及时向主人发出信号，采取解救措施。

相关信息

家电远程智能控制的功能：它可广泛应用在日常生活中，例如可以在回家的路上让空调和饮水机工作，到家便能享受到适宜的温度和可以冲茶、咖啡的热水；当你工作繁忙忘记了关窗锁门可不必再为此担心。智能家居用手机充当家用电器的遥控器，控制电视和空调。

在有失火、入室行窃等突发事件时，家电远程智能控制又可以告诉你家里发生的情况，并采取相应的措施处理突发事件；当暴风雨突然来临，你忘记关上的窗户会自动关闭：当有你喜欢的球赛等电视节目而因工作忙不能看时可将它录制下来等等。

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