《第1节 设计智能温室》参考课件

川教版（2019）九年级上册第二单元走近物联网第1节设计智能温室课堂导入同学们：假如我们在寒暑假将全家外出旅游，家里养的花在这几天将面临无人养护的现实，有什么办法能让我们放心外出旅游而不用担心家里养的花草呢？这节课我们将学习设计智能温室来解决这个问题。学习目标1.学会分析智能温室的应用需求。2.掌握智能温室的设计方法。3.了解智能温室所需软、硬件材料。目录一、项目设计二、项目准备项目设计一、项目设计1.调研项目应用需求要实现远程养护家中的水仙花，需要创造一个适宜水仙花生长的环境。光照、温度、湿度、空气和土壤是影响植物生长的五大要素，不同植物和植物生长的不同阶段对于环境因素的喜好各不相同。植物生长环境要素光照温度湿度空气土壤绿色植物中的叶绿素参与光线的光合作用。如果我们能够给植物最适当的温度，它们一定生长得健壮。水是生物细胞组成的主要物质，尤其绿色植物的含水量达80%以上。植物需要空气中的二氧化碳和氧气来制造养料、呼吸。土壤为植物保温、保湿，提供养分,同时能够辅助根部对植株的固定作用。项目设计项目设计任务一通过查阅书刊、网络搜索等方式，调研适宜水仙花生长的环境条件，填写下表：水仙花适宜生长环境调研表培养方式光照空气温度土壤湿度水仙花项目设计2.设立项目实践目标在一个完全开放的环境中，人工或设备都不便于创造和调节整体环境条件。因此可以搭建一个温室，在温室中实施局部环境的监测与控制。温室，又称暖房，一般以能够透光的材料来覆盖全部或部分空间。在不适宜植物生长的季节里，可以把植物放入温室中，通过局部调节来创造适宜植物生长的环境。根据水仙花的养护条件，梳理温室项目的实践目标如下:(1）能远程监控水仙花的生长环境，包括土壤温湿度、空气温湿度、光照度。(2）能在土壤湿度低于50%时，进行自动浇灌；土壤湿度高于70%时，停止浇灌。(3）能在空气温度低于10℃时，进行自动加热；空气温度高于20℃时，停止加热。(4）每天保持10小时光照和适度通风。项目设计3.设计项目实施步骤如何实施这个植物养护智能温室项目，我们来梳理设计思路：(1）搭建一个微型智能温室，在其中部署空气温湿度传感器、光照传感器、土壤温湿度传感器。(2）对温室中部署的各类传感器进行设备调试，确保其能正确进行环境参数采集。(3）利用物联网中控云平台编程控制，实现智能温室生物环境的监测。(4）通过云平台，根据环境参数变化，远程控制对智能温室的自动浇灌、温度调节、光照调节。搭建温室调试设备编程控制远程监控项目准备二、项目准备项目准备1.智能温室项目的软、硬件准备温室搭建软、硬件参考列表类别名你作用数量主体结构温室种植箱提供一个植物生长的温室大棚环境。选取的材料应透明、保温、保湿，便于观测和实践1开源硬件控制板Arduino扩展板及连接线用于扩展连接各个传感器或者执行单元1土壤温湿度监控设备土壤温湿度传感器测量土壤温湿度1浇水水泵通过水泵开启和关闭控制土壤湿度包含水管和喷嘴，水管放入外置的水容器中1项目准备温室搭建软、硬件参考列表（续表）类别名你作用数量空气温湿度监控设备DHT11p温湿度传感器测量温室内的温度和湿度1开源硬件控制板加热器通过加热器的开启和关闭来维持温室温度1通风风扇通过风扇的开启和关闭控制通风、降温等1光照监控设备光照传感器测量当前温室内的光照度1植物补光灯可在光照不足的情况下，为植物补充光照1项目准备温室搭建软、硬件参考列表（续表）类别名你作用数量联动控制开关设备继电器类似于“开关”，可联动控制植物补光灯、风扇、水泵、加热器等1网络传输模块Wi-Fi通信模组实现和远程服务器的无线连接，进而实现手机、电脑端的远程控制1开源硬件编程平台mixly-arduino编程软件使用图形化积木式编程语言进行各个传感器的调试和控制1物联网云平台校园物联云平台对温室进行远程监测与控制1项目准备2.认识主要硬件设备(1）主控板选用Arduino扩展板作为主控板，如下图所示：项目准备(2）土壤温湿度传感器土壤温湿度传感器用于监测土壤温湿度。土壤对于植物生长至关重要，土壤里各种元素的含量影响着植物的生长。感知和监测土壤条件，就是土壤传感器的作用。土壤传感器根据其监测因素不同，可分为土壤温湿度、土壤酸碱度、土壤氮含量传感器等。在这个项目实践中，暂且只考虑土壤温湿度传感器。项目准备（3）空气温湿度传感器空气温湿度传感器用于感知空气温湿度。温度和湿度是影响植物生长的一个重要指标。通常情况下，温度和湿度是同时存在的因素。项目准备(4）光照传感器光照传感器用于测量光照的强度。植物生长需要进行光合作用，光照传感器可以将生长环境中的光线强弱转换成控制器能够识别的数值。项目准备(5）继电器继电器是一种依靠输入信号的改变来控制电路通断的设备。在自动化的控制电路中，继电器实际上是用小电流来控制大电流的一种“自动开关”。在生活中，通过用手按下开关来控制电路。在这里，通过控制板来控制继电器的开