互联网+温室大棚

第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛计划书参赛赛道高教主赛道参赛组别R本科生组创意组项目名称基于物联网的温室检测及滴灌系统负责人杨雨所属学院汽车与交通工程学院项目成员许金奎蔡池张朋飞柯柳晗赵越指导教师贾巍项目简介农业是国家的支柱产业，其有序的发展是国家经济持续稳定发展的必要条件和保证。温室作物是我国农业最重要的环节之一，主要是为了营造一个适宜于农作物生长的环境，利用执行器进行控制，降低了对自然条件的限制，确保了作物的正常生长。

目前的温室种植技术是主要以人工的形式完成的，温室的数据采集是由管理者在温室中的感应器读取和记录采集得到的，然后通过人为的调控对温室作物进行种植。这种管理模式比较落后，智能化程度不高。在实际工作中，经常会出现一些参数上的误差，人力资源的浪费比较严重，另外该模式在技术、信息等方面也有欠缺，无法满足种植的需要。

本项目针对现代化农业温室建设的需要，在核心控制器系统、传感器系统、4G通信模块以及云端传输等技术的支撑下，提出了一种温室作物远程监测和滴灌技术。通过该技术可对温室作物生长环境进行智能化监测，并进行数据采集、数据传输从而上传云端服务器，再利用4G模块将系统处理后的反馈指令传递给单片机，单片机会根据指令打开或关闭控制相关温室参数的电磁阀，最终使温室作物处于最优生长环境，从而满足对温室作物生长环境远程监控和滴灌的需求。

该技术有效地解决了传统的温室问题，为温室生产创造一个精准的环境。在作物栽培中，有很多生产环节，需要大量的重复化操作，这些大部分可以利用该技术实现，从而节省人工成本，同时提高了生产效率达到高效的农业生产。由于该技术采用智能滴灌技术，能使产品附加值大幅提高，为居民生活提供更珍稀、更安全、更优质的农产品，提高居民生活质量。先进的技术在农业上能够得到更快更好的推广应用，更利于建立一批有规模的优质农产品生产基地，减轻了农业种植的投资风险可以促进我国农业产业结构的调整、增加农民收入，有力促进我国农业整体产业水平的提高。

团队基本资料一、团队负责人信息姓名杨雨性别男出身年月2000.10入学年份2020年身份证号在学校湖北文理学院专业自动化学历本科联系电话16692026030邮箱二、团队信息团队人数：5人团队核心成员（可添加）姓名性别团队职务学历手机号邮箱许金奎男研发部长本科19872052618蔡池男人事经理本科19872052590张朋飞男销售经理本柳晗男财务总监本越男售后服务经理本科19872052551三、指导教师信息（可添加）导师一姓名贾巍性别女单位湖北文理学院汽车与交通工程学院职称副教授研究方向工控自动化开发及应用联系电箱导师二姓名性别单位职称研究方向联系电话邮箱项目概述1.1项目背景农业是国家的支柱产业，其有序的发展是国家经济持续稳定发展的必要条件和保证。温室主要是为了营造一个适宜于农作物生长的环境，利用执行器进行控制，降低了对自然条件的限制，确保了作物的正常生长。现代农业发展中的一部分或缺失部分总是处在较好的发展阶段。目前的温室种植技术是以人工的形式完成的，由管理者在温室中的感应器读取和记录采集到的信息，然后进行人为的调控。造成这一现象的原因在于，在实际工作中，经常会发生一些参数的误差、人力资源的浪费，以及在技术、信息、技术等方面的宣传与指导不足。随着物联网技术的飞速发展，计算机管理、传感器、网络通信等技术在现代农业生产中的应用越来越广泛REF_Ref11053\r。智能调控装置能够对温室内的温度、湿度、照度等环境参数进行精确的调控，操作人员可利用计算机和手机对温室内的环境进行实时的监控，避免了人为的疏忽。这次的损失是可以避免的REF_Ref11053\r。可以在一定程度上降低劳动力的消耗，并能有效地提高农作物的产量。因此，建立一个智能化的温室环境变量监控系统，对改善我国的温室气体管理工作，将具有重要的理论和实践价值。1.2市场竞争与分析目前市场上已有的相关智能化温室以整套的建设为主，对温室硬件设施要求高，原有已存在的温室无法实现从改造，需要从温室的基础开始重现建造；建造成本高，普通农民难以承受其建造成本；移动检测系统操作程序较复杂，对于知识水平有限的农民难以上手操作；当前的智能温室也因其存在的诸多问题而止步于种苗繁和，名贵珍稀花卉的培养，难以大面积的推广。市场急需一种成本低，操作简单的能够在原有温室大棚基础上进行智能化升级改造的智能化温室监控系统。1.3财务分析本章包含了成本分析，收入分析。我们对本项目的经济可行性做出了重点分析，对系统中涉及的传感器及系统搭建的成本进行了资料查阅与调查，预测了整套系统的成本，以及对国家专利政策做多方位的讨论调查，让我们团队对于此项目具有清楚的市场定位，根据查阅与调查做出较为完善的初期财务预算。1.4运营分析对团队仔细分工，逐步完善各个职位，各个部门的经理与员工等，实行管理运营系统化；加强团队对外公关能力，为能够与政府建立标准化示范区做出相应准备。对内的人事管理方面不可松懈，任何一位员工都可能导致一个公司的陨落，认真做好公司奖惩制度与新入职员工培训工作，并定期进行考核，对不合格的员工进行警示或开除，一个完善且积极的制度可以让团队氛围更上进，员工更投入工作。1.5风险分析对风险分析包含了项目团队对市场需求预测失误，竞争风险，市场供求关系发生变化等分析的全方位介绍，另外我们也对运营风险，市场风险等作了一些可行性的应对措施，另外本章还包括团队自身不足，人手少、资金少等方面做出了较未全面的表达。第一章项目概述（对从项目名称、来源、产品与服务内容、市场现状与发展趋势、商业模式、目前经营成果、团队等方面进行简单介绍）本项目的主要内容是利用STM32F1系列单片完成温室远程监控及滴灌系统的设计，设计的核心技术是物联网技术。采用单片机对大棚内各种环境参数进行实时监控，并与无线通讯模块进行通讯，最终将其传输至服务器，从而达到对温室进行远程监测和滴灌控制。无线通讯模块使用4G通讯模块，由传感器将采集到的数据进行封装，然后通过4G通信模块向云端服务器传送，从而实现对温室数据的实时监测。滴灌系统是利用土壤湿度感应器来侦测土壤含水率，若侦测到土壤含水率低于设定的临界值时，云服务器会发出相应的指令，控制电磁阀打开进行滴灌，及时给农作物的土壤补水，避免农作物脱水；当水量达到了阈值上限值时，系统将关闭电磁阀停止供水并等待下一次的滴灌。物联网系统工作原理是传感器采集系统是通过I/O总线与现场终端相连的，MCU的UART与现场的人机接口相连，并利用Modbus的传输协议将采集到的数据通过4G运营商的网络传送到云上。1.3发展规划本项目立足于襄阳市谷城县的温室大棚发展，提供一个智能化的温室环境变量监控系统，促进谷城县温室大棚的标准化、智能化建设；提高谷城县温室蔬菜的产量；降低谷城县劳动力的消耗。前期与襄阳市政府合作在谷城县建立标准化、智能化温室蔬菜种植示范区，即达到前期宣传的效果，又能够积累温室种植相关经验，便于对系统的升级研发。中期我们会进行技术改进，通过后台管理系统分析项目的使用数据参考温室参数的采集、温室数据的传输和温室的监控及滴灌实行效率，进行云服务器将获得的现场数据机器学习，进而获得优化的环境参数数据，指导现场生产活动。后期将继续扩大产品的宣传力度，对产品的设计、生产、包装等产品质量和使用周期会根据市场进行不断的调整；引进先进的管理制度、专业管理人员进行对组织管理，以谷城县为中心继续扩大产品在温室种植区域的覆盖率。第二章项目服务2.1产品功能1、温室参数的采集对温室的环境因素数据采集，如温度、湿度、二氧化碳浓度等11个实时数据采集，通过温度、湿度、二氧化碳、光照强度等传感器在温室收集模拟量数据,在通过数模转换后单片机进行识别，由单片机完成数据的处理。图传感器2、温室数据的传输对于温室数据的传输，采用无线传输的方式，无线传输模块接受STM32单片机通过传感器采集到的温室环境数据，再将接收到的数据上传至远程监控端，从而进行相应监控与管理；另一方面，远程监控端发送指定命令给无线传输模块，而无线传输模块又会将指令返回给STM32单片机，单片机会根据指令打开或关闭控制相关温室参数的电磁阀。3、温室的监控及滴灌通过云服务器实时监视由4G模块传来的数据，如果温室的环境参数超过或低于所设置的阈值时，云服务器会报警并发送相应的指令通过4G模块反馈给单片机，从而打开相应的电磁阀门进行滴灌。图4G模块移动监控通过手机APP、电脑端实时同步监控现场环境数据，如温度、湿度、二氧化碳浓度等，用户可通过APP手动开启各种现场控制开关，也可自动设置现场控制开关的动作条件（通过参数下发完成）。图物联网平台2.2产品特色1、产品小巧实用本项目产品以“透传”为核心，具有很强的易用性，采用双排针型封装，便于使用者迅速与自身系统整合。本系统的软件功能完备，涵盖了大部分的普通应用，用户可以在一个简单的设定下，实现了数据的双向传输。同时，它还支持定制的注册软件、心跳软件包、2路Socket连接、支持httpd等通讯。它的特征是速度快，延迟小。2、实时传输、远程监控手机APP实时同步监控现场环境数据，如温度、湿度、二氧化碳浓度等11个数据实时上传华为云服务器显示，并且使用通讯方式控制继电器开/关动作；系统串口采用定时3中断方式，可参数设置定时上传数据到云服务器；对云服务器下发的主题+消息格式实现JSON格式解码，并提取相关服务器下发的参数数据；3、手动自动双运行客户可通过APP手动开启各种现场控制开关，也可自动设置现场控制开关的动作条件（通过参数下发完成），对云服务器下发的主题+消息格式实现JSON格式解码，并提取相关服务器下发的参数数据；成本低5.操作简单2.3技术水平2.4知识产权情况第三章市场计划与营销策略3.1市场分析（1）国内温室现状在辽南、北京等地采用“日光温室”，在冬天不需要人工加热的情况下，就可以在冬天种植新鲜蔬菜。在严冬，这些大棚只能用来生产新鲜蔬菜。为保护野菜和耐寒洋葱、蒜头等蔬菜的生长发育,中国并没有制造出黄瓜、番茄等喜温蔬菜。1980年,人类开始全面研究中国原始日光温室的建筑构造、环境控制和栽培技术。在中国严寒的冬天,可以完全不用加温或仅需要少许加温就可以制造出温暖的果蔬。其中，海城、瓦房店等辽宁农村地区生产的日光温室，在中国农业发展史上具有划时代的突破，但产量却相对不足。国内温室在温室气体因子管理方面,当前的温室气体监控系统仍处在单因子管理阶段REF_Ref11487\r。比如,由范云翔等人研制的智能洒水控制器就能够随着环境改变自动调整喷洒量,而吉林大学于海业等人研发的温室环境自动监控系统则实现了湿度自动检测。我们已经组建了中国温室运营专家系统。但是,因为没有定型产品和产业化的结构,目前中国温室行业发展缓慢。也有专家对多因素综合因子的大系统控制进行了研究，为我国温室气体监测系统的未来研究方向提出了建议。国内温室实物图如图1-2所示。图国内温室（2）谷城县温室现状据襄阳市农村农业局统计，谷城县蔬菜种植面积14万余亩，其中温室蔬菜大棚4万余亩。温室蔬菜大棚可扩建范围较广，且当前谷城县温室以人工管理为主。温室环境情况贫借管理者经验进行检测、调控，易发生因经验不足而导致环境调控不到位，最终导致温室产量低的问题。当前谷城县温室大棚多为本地农民所建，智能化程度不高，管理技术水平低，仅有的部分功能控制也是以人工控制的形式来实现，且因为大部分农民文化水平不高，对农作物的生长环境管理经验不足，对功能的调控不够精确，容易使得温室产量变低，造成资源浪费、土地利用率降低等后果。由于温室大棚的主力军知识水平的有限，对智能化设备的使用能力较差，且不具有承担高风险的能力。现阶段谷城县人民需要的不仅仅是一套智能化、标准化的温室环境监控系统，他们更需要的是价格实惠且操作学习简单，更贴近大众的自动化控制系统。如今的温室大棚正向着智能化方向转变，其高收益、低损耗代表着未来广阔的前景。国家对温室大棚的优惠政策也将推进谷城县地区温室大棚的发展。3.2市场定位市场定位于谷城县的智能化温室大棚，产品以价格低，操作简单易于上手的优势为用户提供服务，在农民心中树立智能化的形象。以温室检测为主的服务，以温室环境控制及滴灌系统为辅助功能，以机器对数据的分析学习、进行生产作业指导为产品的最终市场对技术进行研发。3.3营销策略产品前期与地方政府合作建立标准化温室大棚示范区，以此示范区向当地农民展示本系统的温室检测效果，在当地农民心中树立产品价格低、操作简单形象。公司将派专业技术人员在示范区进行驻地操作培训与技术指导，以树立该系统售后服务在农民心中的形象。在产品站稳市场后，开始在检测系统的基础之上增加远程控制系统，通过一部手机完成远程的温室环境调控。在技术方面公司也将注重于系统的升级，对于核心技术也将申请相关专利来进行法律的保护，公司也将通过线上宣传的方式进行宣传，在网上挂出公司的网页进行宣传。第四章运营分析4.1成本分析4.2质量控制4.3组织管理4.4人事管理第五章财务与融资5.1资金需求预测11115.2资金来源投资前期主要来源于内源融资、外源融资、短期融资、长期融资，具体金额如下：阶段类型预期金额/万元前期资金内源融资3外源融资2短期融资5长期融资5具体方式主要是：1.自筹，即自己的资金。2.贷款，采取贷款的方式获得资金。3.专项资金或政府资助等类别，并在后期拓宽渠道策略，与地方政府进行合作建立智能化温室示范区5.3投资与收益5.3.1投资回报计算项目投产后在正常生产经营条件下的收益额和计提的折旧额、无形资产摊销额用来收回项目总投资所需的时间，与行业基准投资回收期对比来分析项目投资财务效益。年份项目第一年第二年第三年第四年第五年一、营业收入200240245260275营业成本150160160160160二、营业利润508085100115营业外收入00000营业外支出00000三、利润总额508085100115所得税费用1016172023四、净利润40646880925.3.2股权出让1.吸引大型企业投资2.吸收产业投资基金3.吸收政府投资4.吸收个人投资5.3.3资金用途前期资金的主要用于开发成本主要用于基础设施费、管理费用、工程费、销售费用、财务费用、不可预见费用以及其他费用。5.4资本退出温室远程监控及滴灌系统项目的发展有其自身的劣势。对于投资者对资金退出，利用法律保护知识产权的期限，通过各宣传手段，在政府和人民心目中树立一个良好的形象，提高品牌认知度，形成品牌忠诚。通过品牌稳定和创新服务人民的目的。第六章团队介绍6.1团队成员与分工成员分工杨雨项目运营管理蔡池人力资源管理张朋飞产品销售许金奎产品研发与开发柯柳晗财务管理赵越销售服务与管理6.1.1项目运营管理（1）营运部作为综合职能部门,对公司经营管理的全过程进行计划执行和控制。（2）营运部对公司的各个门店日常经营行为及业务、财务等运营流程和相互衔接执行具体的指导、协调和监督职能。在操作过程中，应做到指导有方、协调有度、监督有力。

（3）提出具体工作目标，包括公司长期发展目标的制订，战略方向的确定和短期目标的制订，制订实现目标的具体手段和办法。

（4）总结改进，在计划时间内完成具体目标后，对目标完成情况进行总结，并分析其间出现的问题，商讨改进办法，并作进一步完善。6.1.2人力资源管理（1）负责公司人力资源工作的规划，建立、执行招聘、培训、考勤、劳动纪律等人事程序或规章制度。

（2）负责制定和完善公司岗位编制，协调公司各部门有效的开发和利用人力，满足公司的经营管理需要。

（3）根据现有的编织及业务发展需求，协调、统计各部门的招聘需求，编制年度/月度人员招聘计划，经批准后实施。

（4）做好各岗位的职位说明书，并根据公司职位调整组要进行相应的变更，保证职位说明书与实际相符。

（5）定期主持召开本部门工作例会，布置、检查、总结工作，并组织本部门员工的业务学习，提高管理水平和业务技能，保证各项工作任务能及时完成。6.1.3产品研发与开发（1）从事新产品的研发和管理工作。（2）根据市场的情况、制定公司不同阶段的技术策略及发展目标。（3）研究行业技术发展趋势，探索新项目、新产品的可能性。（4）研究了解产品市场动态，提交新产品开发建议书，制定新产品开发的经济、市场和技术方案并组织实施。（5领导和组织技措技改及新产品开发工作。（6）编制新产品开发预算计划并组织实施。（7）新产品的试生产及其市场推广工作。（8）给其相关部门提供报表和数据。6.1.4财务管理（1）负责公司日常财务核算，参与公司的经营管理。

（2）负责公司现有资产管理工作，根据公司资金运作情况，合理调配资金，确保公司资金正常运转。

（3）搜集公司经营活动情况、资金动态、营业收入和费用开支的资料并进行分析、提出建议，定期向总经理报告。

（4）负责全公司各项财产的登记、核对、抽查的调拨，按规定计算折旧费用，保证资产的资金来源。

（5）原物料进出帐务及成本处理，外协加工料进出帐务处理及成本计算，各产品成本计算及损益决算，预估成本协助作业及差异分析。

（6）收入有关单据审核及帐务处理，各项费用支付审核及帐务处理，应收帐款帐务处理。总分类帐、日记帐等帐簿处理。财务报表及会计科目明细表。

（7）统一发票自动报缴作业，营利事业所得税核算及申报作业。营、印税冲退作业及事务处理，资金预算作业、财务盘点作业。6.1.5销售服务管理（1）正确掌握市场，定期组织市场调研，收集市场信息。

（2）分析销售和市场竞争发展状况，提出改进方案和措施。

（3）负责收集、整理、归纳客户资料，对客户群进行透彻的分析。

（4）确定销售策略，建立销售目标，制定销售计划。

（5）管理销售活动，制定销售管理制度、工作程序。

（6）组织协调销售部各项日常工作。

（7）及时反馈客户情况及销售中各种问题。

（8）按照公司要求填写相关表格，并建立客户档案。6.2组织结构第七章风险分析7.1市场风险大众对工业新型纤维的认知较为局限，在工业新型纤维覆