《物联网智慧农业应用程序开发》课件-单元七 AIOT平台实验（上）

单元七AIOT平台实验（上）智慧牧场场景搭建【案例概述】智慧牧场场景搭建案例描述本案例提供了一个使用开源IoT资源，实现牧场智能化改造的实现方案。需要智能化升级的牧场有一片很大的畜牧场，牧场外围有公路和河流环绕，在该牧场区域中有几个牛棚供奶牛定点投喂饮水和草料。牲畜活动监控能够在监控屏幕上实时显示牲畜的位置，当牲畜活动超过牧场的范围时，能够在屏幕上线上报警信息。畜棚环境自动化控制能够对畜棚的温湿度进行自动化控制。为了改善牲畜在畜棚内的环境，能够自动采集畜棚内的温湿度数据，实时显示在监控屏幕上。并且温度高于某个阈值时，能够自动开启调温设备，降低温度；温度低于某个阈值时，能够自动开启暖风，提高畜棚的温度，实现畜棚的恒温自动化控制。智能化改造需求案例分析

IoT平台是物联网技术的核心。使用物联网技术进行智能化改造，首先必须选择一个物联网平台。在这个案例中，采用开源的ThingsBoard作为项目的IoT平台。1.IoT平台选择2.传感层技术选型1)奶牛位置监控设备2)牛棚自动恒温控制设备

为了监控奶牛的活动位置，需要给奶牛佩戴一个GPS项圈，项圈的供电方式可以采用：太阳能+电池。为了实现牛棚自动恒温控制，需要在牛棚内部设置温湿度传感器和风扇2.1传感器/执行器LoRa（LongRangeRadio,远距离无线电）是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术。这一无线通信方案为用户提供一种简单的能实现远距离、低功耗的无线通信手段。1)LoRaWAN2.2传感网络技术选型Chirpstack是LoRaWAN的一种开源实现，如右图所示。Chirpstack采用MIT许可，可以用于商业目的。2)Chirpstack2.2传感网络技术选型3.方案设计根据上述技术方案的选择，智慧牧场项目的最终实现框图。案例实现一：ThingsBoard部署与配置1.ThingsBoard上配置项目创建完成的资产列表在ThingsBoard上创建智慧牧场需要的资产和实体。1.ThingsBoard上配置项目创建完成的DeviceProfile列表1.ThingsBoard上配置项目创建完成的网关设备2.部署ChirpStack1)打开终端界面2)下载安装ChirpStack需要的文件3)修改安装文件参数4)配置ChirpStack频段区域5)启动安装ChirpStack操作步骤：3.配置ChirpStack1)打开ChirpStack管理界面2)添加network-server服务3)添加LoRa网关配置文件4)添加服务配置文件5)添加设备配置文件操作步骤：ChirpStack安装完成后，需要通过ChirpStack的管理界面对其进行适当的配置，才能使用。添加LoRa网关实体添加应用4.添加牧场项目实体4.添加牧场项目实体添加设备列表4.添加牧场项目实体在智慧牧场项目，所有的传感层设备最终需要通过ChirpStack接入ThingsBoard平台。接入第三方平台的功能是由ChirpStack的应用中的“第三方平台接入”模块完成的。这个第三方接入模块是作为网关设备接入ThingsBoard。配置ThingsBord集成接入参数4.添加牧场项目实体检查ChirpStack的配置结果案例实现二：仿真设备开发1.安装智慧牧场设备

两组的LoRaWAN网关温湿度传感器一个LoRaWAN网关由：ChirpStack网关+LoRaMaster+电源组成。LoRaWAN的温湿度传感器节点由：一个温湿度传感器+一个LoRaNode+12V电源+24V电源组成。一个GPS项圈由：GPS传感器+LoRaNode组成。两套GPS传感器设备1.安装智慧牧场设备1.安装智慧牧场设备一个风扇需要由：LoRaNode+Adam-4150+中间继电器+相应的电源组成。两套风扇设备2.检查安装配置结果

上述的安装、配置过程的结果是否正确，也是到ThingsBoard上查看传感设备是否有遥测数据（在ThingsBoard中，称传感数据为遥测数据）。3.修改设备配置类型及关系为了后续实现实时数据监控仪表盘和规则链的需要，需要修改这些自动生成ThingsBoard的设备DeviceProfile，并修改资产与设备的关系。案例实现三：仪表板的主界面开发添加主界面实体别名1.创建主界面的仪表板2.实现电子地图实现过程：1)添加腾讯地图组件2)修改地图标题：智慧牧场3)调整地图显示方式4)修改实体在地图上显示的名称5)修改实体提示信息显示函数6)添加实体显示图片7)修改图标显示函数3.调整电子地图组件1)调整电子地图窗口尺寸2)移动地图在编辑状态，鼠标移到地图窗口的边缘，当鼠标的光标变成双向箭头的形状时，按住鼠标左键拖拽，可以改变地图窗口的尺寸。鼠标移到地图上，当鼠标变形状时，按下鼠标左键拖拽，可以移动地图。4.配置电子围栏1)显示电子围栏2)设置电子围栏3)完成电子围栏设置1)添加报警组件2)调整组件布局5.实现奶牛越界报警显示界面1)添加越界报警规则链2)打开规则链编辑界面3)添加GPS围栏过滤器4)移动规则节点5)连接gps过滤节点实现过程如下：6.实现奶牛越界报警功能6)添加告警节点7)连接告警节点8)复制电子围栏边界数据9)设置电子围栏边界10)加入到根规则链中7.检查智慧牧场仪表板的主界面结果

为了检查到目前为止的配置是否正确，通过实验终端，查看ChirpStack是否正常运行中，确认仿真设备平台处于模拟实验中，确认ThingsBoard上的智慧牧场仪表板的主界面奶牛是否会移动、是否有报警数据。如果有遥测数据上报，但是奶牛不动，请到仿真设备平台上，把奶牛的GPS数据的步长改到10000，就可以看到奶牛在地图上飞奔了。案例实现四：仪表板的子界面开发1.实现仪表板的子界面1)添加牛棚界面2)添加实体别名3)添加牛棚图片地图4)修改地图标题1.实现仪表板的子界面1.实现仪表板的子界面5)修改牛棚背景图6)修改实体在地图上显示的名称7)修改实体提示信息显示函数8)添加实体显示图片1.实现仪表板的子界面9)修改图标显示函数2.实现主界面到子界面的链接为了实现点击电子地图上牛棚图标弹出的“牛棚详情”链接，能够跳转到牛棚界面，需要为电子地图添加一个动作。进入智慧牧场仪表板编辑状态，添加链接跳转动作。3.在牛棚子界面中添加温湿度显示组件

添加显示牛棚了湿度传感数据的数字量组件：Digitalverticalbar。添加显示牛棚温湿度传感历史数据的组件：TimeseriesFlot。添加控制牛棚的开关组件：RadioSwitch。2)添加湿度数据显示组件1)添加温度数据显示组件添加显示牛棚温度传感数据的模拟量组件：Temperatureradialgauge–CanvasGauges。3)添加温湿度历史数据图表显示组件4)添加手动风扇控制开关4.温度控制自动排气扇策略1)添加牛棚恒温控制链2)打开规则链编辑界面3)添加改变源规则节点4)连接温湿度源转排气扇源节点5)添加RPC命令生成节点6)连接RPC命令生成节点7)添加发送RPC请求节点8)加入到根规则链中实现过程：1)运行ChirpStack2)