智慧大棚实训基地概述

农业是我国的基础产业，是国家发展的根本产业，是国民经济的立足点。我国一直以来都把农业放在我国发展的首要地位，农业始终是我国国民经济不断向前发展的基础。党的十九届五中全会审议通过的“十四五”规划和 2035 年远景目标建议中，明确指出未来五年要持续强化农业科技，深入推进农业可持续发展，加快农业农村现代化建设。党中央多次将促进农业发展问题写入“一号文件”,例如在 2021 年一号文件《中共中央国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》中，对农业发展提出了新要求。随着农业可持续发展目标的提出，一直保持农业的基础地位，推动农业种植的增产增收，是当前需要深入研究的重要课题。我国农业生产大多数还处于传统模式，这种生产模式主要以人工为主，只能依靠人的经验来进行施肥灌溉。在这种劳作模式下，往往会出现误差，不但对劳动力造成了损失，而且对生态环境和水土等方面也造成了伤害，甚至会延误农作物的最佳收获时期。随着社会的不断发展和人口的快速增长，这种传统的耕种方式已经无法满足我们当今社会的需求。同时，我国南北地形和气候差异明显，对于农作物的种植有着很大的限制，对其产量和品质也有着十分严重地影响。在这样的背景下，为了减少这些因素对农作物生长产生的影响，使农业种植不受地域和气候等因素的限制，建立一种精准化、智能化、能够普遍应用的智慧农业大棚控制系统有着十分重要的意义。

目前中高职、本科在智慧农业人才培养方面主要采用智慧农业虚拟仿真系统、智慧农业沙盘、物联网综合实训平台、教学视频、物联网云平台等设备装置来完成教学任务，在学生对智慧农业项目的实际需求、实际操作、实际运作方面存在实训环境缺失的问题。本方案设计并实现了一套完整的智慧农业温室大棚实训环境，将先进的物联网技术、传感器技术、无线通信技术以及信息管理系统应用于农业大棚中，借助唯众物联网网关能够更加便捷、精准的管理农业大棚，在满足日常生产需求的前提下，同时侧重于在实训教学的技术要求，传统大棚方案一般采用Zigbee、LoRa、Mesh、GSM、RF433等通信技术的一种或几种来完成智慧大棚的通信，实训教学智慧大棚借助唯众物联网网关提供全面的物联网通信技术实训，学生可在智慧大棚里学习、测试、实操利用各类不同的通信技术搭建智慧大棚。

第一部分前景

1.1智慧大棚实训基地就业前景

我国农业现代化进程不断加快，目前正处于突破推进阶段，越来越多的农产品开始在大棚中进行种植。然而，我国传统的农业大棚种植方式存在一个问题，就是自动化水平相对较低，劳动力需求较大，对农作物信息和环境参数的获取方式较为落后，不利于扩大生产规模。随着农业科技的飞速发展，农业现代化建设需要多种新兴技术的支撑，物联网技术在这个科技快速发展的时代下应运而生，为我国农业现代化发展提供了前所未有的机遇。物联网技术与农业科技的结合，使得智慧农业让人们眼前一亮，农业现代化水平显著提高，便捷准确的获取农作物生长信息，保证农作物的健康生长和产量的提高。智慧农业将传感器技术、物联网技术、通信技术以及专家决策系统应用到农业系统解决方案中，利用相关传感器和信息管理系统对农业大棚中农作物生长环境信息进行监控，使农业大棚有了“智慧”，可以实现农作物生长过程精准监测和智能化管理。在这个高速发展的时代，智慧农业在互联网、物联网以及大数据等尖端技术的推进下，具有十分广阔的发展前景。

据华经市场研究中心发布的《2021-2026年中国智慧农业行业发展现状与投资前景分析报告》数据显示，应用现代信息技术提高农机装备的智能化水平，是实施智慧农业、实现农机农艺融合、提高农业发展质量和效益的重要手段。在我国相关政策支持下，智慧农业得到了快速发展，市场规模不断扩大。2020年，我国智慧农业的潜在市场规模约为1500亿元。

未来我国智慧农业发展方向主要往由人工走向智能、突出个性化与差异性营销方式和提供精确、动态、科学的全方位信息服务方向发展。预计到2026年我国智慧农业市场规模将增至2379.09亿元。

2021-2026年我国智慧农业行业市场规模预测（万吨）
1.2厂家简介

武汉唯众智创科技有限公司是中国IT极简教学的创导者，也是职教电子信息技术高水平专业群实践领军企业。

1.3成功案例

1.4全国职业院校技能大赛

2020一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛物联网技术及其在智慧城市中的应用赛项

2020年第一届全国技能大赛信息网络布线项目暨第46届世界技能大赛工业4.0项目湖北省选拔赛（决赛）

2018年湖北省职业院校技能大赛（高职组）物联网技术应用赛项

1.5 唯众智慧大棚实训基地建设理念

唯众智慧大棚实训基地在满足日常生产需求的前提下，更侧重于实训教学的技术要求，传统大棚方案一般采用Zigbee、LoRa、Mesh、GSM、RF433等通信技术的一种或几种来完成智慧大棚的通信，实训教学智慧大棚借助唯众物联网网关提供全面的物联网通信技术实训，学生可在智慧大棚里学习、测试、实操利用各类不同的通信技术搭建智慧大棚。

1.6智慧大棚实训基地设计效果图

第二部分智慧大棚实训基地介绍

智慧大棚实训基地分为三部分：理论教学区、工程技术实训区、无土栽培实训区。

理论教学区

智慧大棚理论教学区主要由大屏、控制台和教学展板构成。师生可在此学习智慧大棚的基础理论知识。

工程技术实训区

智慧大棚工程技术实训区可远程获取现场环境的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像，可以自动控制温室湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备。通过数据模型分析，合理地根据现场条件开启关闭设备，使作物始终处于生长的最佳环境。同时，用户还可以通过手机、触摸屏、计算机等信息终端向管理者推送实时监测信息、报警信息，实现现场环境的信息化、智能化远程管理。减少人工成本，实现无人值守，精准调控，降低生产风险，提高农作物产量。师生可在此实训区自由组合测试各个传感器的连接、使用。

无土栽培实训区

无土栽培实训区主要由各类水培设施组成，包括阳台模式、A字架水培、漏窗栽培、立柱水栽培、深液流栽培、水培苗床、墙体栽培等。师生可在此实训区学习实训水肥一体系统搭建。

第三部分智慧农业大棚云平台

3.1平台概述

唯众智慧农业大棚云平台是武汉唯众智创科技有限公司自主研发的一款WEB应用程序。该平台满足日常智慧农业大棚管理的同时，可用于学生测试训练自由搭建自己的智慧农业大棚控制系统。平台主要有四个功能特色:第一，平台提供物联网感知层设备快速接入；物联网感知层(网关、节点，如摄像头)接入目前平台提供多种接入协议类型。第二，平台提供API标准输出；平台提供二次开发统一数据格式标准，简单、不限开发语言,以便学生通过云平台提供的统一API接口进行数据的采集、分析和设备的监测控制快速开发属于自己的物联网应用程序。第三，实训项目管理；学生可创建、启动、修改、删除属于自己的物联网项目,并根据项目生成专属API接口文档管控项目内感知层(网关、节点，如摄像头)的硬件连接。第四，轻松上云；平台提供完善、安全的云端数据开发接口,规避复杂物联网通信协议的解析、云端数据转换任务,简化物联网项目开发、调试过程,使学生简单、高效地开发物联网项目应用。平台非常适合物联网初学者使用，通过将感知层与应用层快速连接，降低了学习门槛，支持主流高级开发语言做出企业级的应用。

实训功能：

学生可以在前台实训页面中自由创建自己的智慧农业大棚控制系统，创建项目之后可以对项目进行配置，如添加设备、添加传感器、配置策略。在配置完之后，学生可以执行生成API接口文档操作。学生可以参照API接口文档来进行编程，最终达到控制实训设备的目的。