《第1节 设计智能温室》参考课件.pptxVIP

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。

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

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