智慧农业设计文档

保存该文档时，命名规则为《****作品设计文档》

2017年全国大学生“互联网+”创新大赛暨第四届“发现杯”全国大学生互联网软件设计大奖赛

‘小农人’项目

创意设计报告

（2017年2月25日）

目录

一、创意介绍 (3)

1.1 项目介绍 (3)

1.2 项目可行性分析 (4)

1.3 与同类产品比较 (6)

1.4 项目应用前景 ............................................. 错误!未定义书签。

二、功能介绍 (6)

2.1 总体功能结构图 (7)

2.2 模块功能介绍 (7)

三、总体设计 (9)

3.1 数据设计 (9)

3.2 界面设计 (10)

3.3 架构设计 (14)

四、技术难点 (16)

4.1 蓝牙连接不稳定容易断开技术难点 (16)

4.2 安卓客户端之间实时通信技术难点 (16)

五、项目总结 (16)

一、创意介绍

1.1项目介绍

智能大棚的作用是将智能化控制系统应用到大棚种植上，用户通过安卓客户端设定大棚内的数据信息，由微机对棚内的水帘、风机、遮阳板等设施实施监控，采用温度、湿度、CO2、光照度传感器等感知大棚的各项环境指标，并通过微机进行数据分析和调控，从而改变大棚内部的生物生长环境。

比较人工的控制来说，智能控制最大的好处就是能够相对恒定的控制大棚内部的环境，对于环境要求比较高的植物来说，更能避免因为人为因素而造成生产损失。

相对生产来说，将智能化控制系统应用到大棚生产以后，产量与质量比人工控制的大棚都有极大的提高，对于不同的种植品种而言，提高产量与质量相对不同，对于档次较高的经济作物来说，生产效率可以提高30%以上。

相对运行成本来的核算，对于有一定规模的种植企业来说，极大的降低了劳动力成本，设备的投入与运行，可以完全由节约下来的劳动力成本中核算出来，使用时间越长，光节约的劳动力成本就是一笔巨大的利润。

1.2项目可行性分析与应用前景

1.2.1项目设计思路

为促进农业的发展，减轻农民的负担，提高农业净产值，本项目将智能的自动控制和人工控制相结合，实现农业的自动化生产。项目的主要研究方向分为蓝牙联网、云端数据存储和安卓推送数据。

1.2.2采用技术及平台

1.2.2.1自动控制

大棚内部安装多种传感设备获取温度、湿度和光照强度等基本的信息并通过蓝牙无线通信和以太网技术传输到远程数据库

中存储。系统实时的根据用户设定的阈值，进行设备（水泵、灯、排风扇和卷帘机等设备）的开关控制进而调控温度、湿度和光照强度等保持在一个稳定的范围之内，给予植物适宜的生长环境。

1.2.2.2人工控制

用户可以通过手机客户端查看大棚当前时刻和最近一周的温度、湿度和光照强度等信息，并根据数据信息判断当前需要设定的阈值进行相应的设置。用户可以通过手机客户端通过控制大棚客户端拍摄大棚内部的环境信息进行拍照回传查看大棚的植

物的生长情况，从而能够更加和合理的管理大棚植物生长。

1.2.2.3蓝牙控制

每个大棚内部安装带有传感器的主控制芯片，主控制芯片通过传感器获取大棚内部的环境信息（温湿度、二氧化碳浓度和光

照强度等），并通过蓝牙装置将数据信息传输到系统控制中心（安卓系统）。

1.2.2.4云端数据存储

系统控制中心（安卓系统）连入以太网，实时的将每个大棚中的环境信息传递到远程服务器并保存。

1.2.2.5安卓点对点通信

系统控制中心（安卓系统）向用户的安卓端发送大棚内部的环境信息超过用于设定的阈值的警告和某个节点出现故障的警告。用户的安卓端向系统控制中心（安卓系统）发送设置大棚内部环境信息的命令和发送请求获取大棚内部实时的状态（拍照后将照片回传给用户）

1.2.3投资及效益分析

1.2.4市场预测

市场机会中投顾问在《2016-2020年中国智慧农业深度调研及投资前景预测报告》中提到，智慧农业市场有望从2016年的

90.2亿美元达到2022年的184.5亿美元的规模，年均复合增长

率13.8%。智慧农业的发展仍然前景广阔。

在广泛的农村仍然有很多农户并没有了解和使用智慧农业（大棚）的生产模式，而土地的联合承包正在进行，规模化生产是必然的趋势，针对农村的这种变化，智慧农业仍然很有前景。

1.2.5实施计划及保障措施

初期在本地区预实施产品的使用，在这过程中检验产品的缺陷和不足并弥补，产品步入稳定期后逐渐推广使用。

1.3与同类产品比较

同物联网智能管理大棚环境无线监控系统相比较

1.3.1利用云端进行信息的存储，使信息的传输，上传，下

载变得更为快捷和方便

1.3.2利用蓝牙传输技术，大棚硬件设施和控制基站之间的

连接更为稳固

1.3.3手机端使用app轻松实现对大棚实况进行监控

1.3.4系统可扩充多种记录数据分析处理软件，能进行绘制

棒图、饼图，进行曲线拟合等处理，可按EXCEL电子表格式输出进行数据处理

1.3.5系统设计时预留有接口，可随时增加减硬软件设备，

系统只要做少量的改动即可，可以在很短的时间内完成。可根据现场的需要和客户的需求改变随时增加新的内容。

二、功能介绍

2.1 总体功能结构图

2.2 模块功能介绍

2.2.1大棚控制模块

本模块主要由控制中心、传感中心、工作中心构成。

控制中心由STC90C51芯片作为中枢负责控制传感器与工作器的工作。

传感中心由温度传感器、湿度传感器、光强传感器、二氧化碳浓度传感器构成，与控制中心相连，主要负责向控制中心传输数据。