智能农业3D虚拟仿真实验教学系统.docx

智能农业3D虚拟仿真实验教学系统
—产品简介

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北京京胜世纪科技有限公司
目 录
1. 产品概述 3
2. 产品特点 3
2.1. 不限制点数，使用方便灵活 3
2.2. 接口与真实设备一致，可虚实结合 3
2.3. 3D效果展示，更容易理解 4
2.4. 成本降低，效果一致 4
2.5. 配套资源全面，可二次开发 4
3. 适用范围 5
3.1. 基础原理教学 5
3.2. 应用原理教学 5
3.3. 应用开发教学 5
3.4. 创新创意研究 5
4. 功能简介 5
4.1. 温室大棚浏览 5
4.2. 数据采集与展示 6
4.3. 手动控制执行设备 7
4.4. 环境参数策略控制 7
4.5. 智能农业App控制 8
4.6. 开发教学资源 9
5. 产品报价 11
6. 技术参数 11

1. 产品概述
智能农业3D虚拟仿真实验教学系统采用Unity 3D建模技术，将中科院智能温室大棚按1：1比例进行虚拟仿真，大棚中提供空气温湿度、土壤水分、土壤温度、二氧化碳、光照度等环境参数监测，同时提供相应的自动执行设备遮阳帘、排风扇、水帘、灌溉等；系统支持手动控制、自动控制及适应植物生长环境的定制化策略控制，用3D建模技术实现一套完整的智能农业温室大棚系统。
学生可通过在农业大棚中操作各种设备来熟悉传感器在智能农业应用中如何使用，了解整体操作流程，配备完整的开发教学资源，能够支持学生学习传感器、网关的应用软件开发。
2. 产品特点
2.1. 不限制点数，使用方便灵活
一套系统可供多人使用，不限制点数，能够让所有学生同时做实验，使用起来非常方便，只需将软件部署在普通实验机房即可。
2.2. 接口与真实设备一致，可虚实结合
智能农业3D虚拟仿真实验教学系统通过Socket通讯方式实现与仿真设备的交互，仿真设备的数据接口与真实设备完全一致，从而使仿真设备可以完全替代真实设备，也可与配套真实硬件设备进行虚实结合。
2.3. 3D效果展示，更容易理解

图 – 智能农业3D大棚内部
2.4. 成本降低，效果一致
采用3D虚拟仿真相对建造真实智能农业大棚能够大大节省成本，同时还可以达到和真实农业大棚一致的展示、体验、实验等效果。
2.5. 配套资源全面，可二次开发
提供不限制使用人数的配套教学资源包、智能农业管理系统所有功能的详细开发教学指导文档、源代码指导文档、源代码、智能农业管理系统APP及所有功能的详细开发教学指导文档、源代码指导文档、源代码，网关和各种传感器开发案例。
3. 适用范围
3.1. 基础原理教学
支撑学生进行WSN网关及各种传感器设备的基础原理实验、接口开发实验，以及详细的基础开发教学实践和针对知识点的专项开发教学实践。
3.2. 应用原理教学
支撑学生进行智能农业应用系统的原理操作体验实验。
3.3. 应用开发教学
支撑学生根据教学资源包进行智能农业、环境监测等系统的综合应用开发实训。
3.4. 创新创意研究
支撑学生进行智慧医疗、智慧校园、智能交通、智能物流等各行业的应用创新研究。
4. 功能简介
4.1. 温室大棚浏览
系统采用鼠标和键盘相结合的方式进行控制，以第一人称视角浏览体验整个温室大棚的结构，通过虚拟仿真的方式，让学生能够感受到和进入真实温室大棚是一样的效果。

图 – 温室大棚界面
4.2. 数据采集与展示
3D智能农业温室大棚内置空气温湿度传感器、土壤温度传感器、土壤水分传感器、光照强度传感器、二氧化碳浓度传感器，实时采集温室大棚内环境参数。

图 – 环境参数采集面板
4.3. 手动控制执行设备
在3D智能农业温室大棚中手动控制相应的执行设备，可达到调节温室大棚中环境参数的作用，在环境参数面板会有数据变动的提示。

图 – 手动控制执行设备
4.4. 环境参数策略控制
3D智能农业温室大棚配套智能农业上位机控制程序，可根据植物生长最佳状态值设置环境参数控制策略，从而达到智能化调节温室大棚内环境参数。

图 – 上位机控制程序
4.5. 智能农业App控制
3D智能农业温室大棚配套Android智能农业APP控制程序，APP控制程序通过Socket通讯方式实现与仿真设备的交互，可采集温室大棚内环境参数数据，也可控制温室大棚内执行设备，为学生提供Android教学资源。

图 – Android端软件界面
4.6. 开发教学资源
配套开发教学资源包含C#和Android两种开发语言，学生可在智能农业3D虚拟仿真教学实验系统上进行WSN应用开发的实训，教学资源按照基础开发—>专项开发—>综合应用开发由浅入深的模式进行，所有教学资源均配备可执行程序、源代码、详细的开发教学指导文档。
1) 基础开发实验资源
资源类别
资源名称
winform控件
Button控件使用；CheckBox控件使用；ContextMenuStrip控件使用；DateTimePicker控件使用；FlowLayoutPanel控件使用；ListView控件使用；MenuStrip控件使用；NumericUpDown控件使用；PictureBox控件使用；RadioButton控件使用；SplitContainer控件使用；TabControl控件使用；Timer控件使用；ToolStrip控件使用；TreeView控件使用；ComboBox控件使用；SerialPort控件使用；
.net知识
数据库连接；数据库增删改查；IO；XML；多线程；Socket
2) 专项开发实验资源
资源类别
资源名称
无线传感网
WSN建立网关连接；WSNping；WSN继电器；温湿度传感器数据获取；土壤温度传感器数据获取；土壤水分传感器数据获取；光照度传感器数据获取 ；二氧化碳浓度传感器数据获取；
3) 综合开发实验资源
资源类别
资源名称
智能农业管理系统开发（windows版）
环境参数获取与展示，包括温湿度、土壤温度 、土壤水分、二氧化碳 浓度、光照度；灌溉控制；内遮阳控制；外遮阳控制；内通风控制；外通风控制；水帘控制；自动控制策略的研发；
智能农业管理系统开发（Android版）
环境参数获取与展示，包括温湿度、土壤温度 、土壤水分、二氧化碳 浓度、光照度；灌溉控制；内遮阳控制；外遮阳控制；内通风控制；外通风控制；水帘控制；自动控制策略的研发；

5. 产品报价
序号
产品名称
数量
单价
小计
备注
1
智能农业3D虚拟仿真实验教学系统
1
168000
168000

总价

168000

6. 技术参数
项号
产品名称
品牌型号
型号规格，技术参数，性能配置
1
智能农业3D虚拟仿真实验教学系统
京胜世纪
V1.0
一、要求满足功能：
1．数据采集及展示：采集空气温湿度、光照度、二氧化碳浓度、土壤水分、土壤温度等传感器采集的参数进行展示。
2．系统控制：（1）手动控制：手动控制灌溉设备、通风设备、遮阳设备、水帘设备、喷灌设备、天窗设备。（2）自动控制：自定义决定是否启动控制设备来调节环境参数的上下限值；系统监控某参数超出某一限定范围时，自动启动对某设备的控制等操作。
3．3D场景仿真：要求提供玻璃温室大棚的3D场景仿真，仿真的内容须包括：玻璃大棚、通风装置、灌溉装置、这样装置、水帘装置、天窗装置、植物生长模拟、网关、各类传感器以及数据采集器等智能化设备。
4．场景认知功能：通过鼠标和键盘控制，可以在场景中移动和转动视角的相应操作功能。
5．基础实验：学生可在平台中进行农业环境参数的采集实验，灌溉、通风、水帘、天窗、遮阳帘等设备的智能控制实验，控制策略的设定实验。
6．上位机实验：要求上位机实验中，提供一个实训操作软件，学生在软件中能够与3D仿真环境进行联合实验，通过上位机软件可控制3D环境下的WSN网关的开启，各种环境参数的查看，并可查看各种设备的动态（如通风扇的转动、遮阳帘的开合等）。
7．植物生长模式：提供虚拟的植物生长阶段，要可以调整时间流逝，植物需要对环境参数变化产生反馈。
8．整个平台通过3D场景模拟农业温室大棚，学生即可在3D环境下各种设备的认知操作，又可于上位机软件相配合进行智能农业管理系统软件的操作体验，还可以进行智能农业管理系统软件的开发实训。
9．其他要求：要求使用者可以第一人称视角在3D大棚内进行自由的走动与查看设备。
二、智能农业应用开发教学资源
所有资源均提供配套的程序源码和开发教学指导文档。
1.基础开发教学资源
winform控件：Button控件使用、CheckBox控件使用、ContextMenuStrip控件使用、DateTimePicker控件使用、FlowLayoutPanel控件使用、ListView控件使用、MenuStrip控件使用、NumericUpDown控件使用、PictureBox控件使用、RadioButton控件使用、SplitContainer控件使用、TabControl控件使用、Timer控件使用、ToolStrip控件使用、TreeView控件使用、ComboBox控件使用、SerialPort控件使用。.net知识：数据库连接、数据库增删改查、IO、XML、多线程、Socket。
2.专项开发教学资源
无线传感网：WSN建立网关连接、WSNping、WSN继电器、温湿度传感器数据获取、土壤温度传感器数据获取、土壤水分传感器数据获取、光照度传感器数据获取、二氧化碳浓度数据获取。
3.综合开发实验资源
（1）智能农业管理系统开发（windows版）
环境参数获取与展示，包括温湿度、土壤温度 、土壤水分、二氧化碳 浓度、光照度；灌溉控制；内遮阳控制；外遮阳控制；内通风控制；外通风控制；水帘控制；自动控制策略的研发；
（2）智能农业管理系统开发（Android版）
环境参数获取与展示，包括温湿度、土壤温度 、土壤水分、二氧化碳 浓度、光照度；灌溉控制；内遮阳控制；外遮阳控制；内通风控制；外通风控制；水帘控制；自动控制策略的研发；