蚂蚁森林智能云培栽系统

需求分析

近年来，环境问题一直引起人们的热议。经济的快速发展，工业化革命迅速的同时，我国的植被覆盖率也在逐年下降，水土流失等环境问题严重。支付宝推出蚂蚁森林绿色公益活动，鼓励全民参与植树。我是一个蚂蚁森林的用户，从公益的角度出发，所以我想构思一个与蚂蚁森林相互合作一个智能云培栽系统，植树者可以实时了解自己种下的树苗的情况，管理员也可以更方便地对树种进行栽培和管理。

功能概述

基于物联网技术，通过遍布植物栽培基地内的有线/无线传感器网络，实时采集树苗养殖区的温度、湿度、土壤酸碱度、光照强度、风速风向等环境参数，利用MQTT协议上传至oneNET平台，由oneNET平台发送数据传输至位于Internet网络上的大型计算机平台进行智能建模，并提供数据供专家决策来精确控制相关栽培设备，动态调整并模拟创造出适合植物生长的最佳环境，实现植物各大生长要素的最优化供给，蚂蚁森林用户也可以通过手机终端实时了解自己所种树苗的生长情况并拥有远程照顾自己种下的树苗的一定权限。

分层设计

感知识别层

无线传感器：空气温湿度，光照，土壤，土壤PH等信息采集传感器，对树苗周边养殖环境实时的数据采集，有助于专家决策和相关管理人员更好地进行工作

无线强电控制器：可以控制的380V，220V，24V的各种类型的电气设备，如点滴灌溉系统，工作人员可以在云平台和手机终端对其实行远程操控

智能摄像头：用于实时监控的高清摄像头

智能网关; 支持GPS，3/4G，WIFI和有线连接，内部集成UnitCore植物生长专家模块，专家服务模块和权限系统

RFID协议;射频标签嵌入蚂蚁森林用户所栽植的树苗，用户可以通过无线电讯号识别自己种下的树苗并读取相关数据，记录下来自己和这棵树苗的相关故事

网络传输层

 ZigBee协议：无线传感器、无线控制器与智能网关之间通过 ZigBee协议实现自组局域网信息传输，将树苗养殖区及树苗的生长情况传送与智能云培栽系统平台

MQTT：智能网关与云平台之间通过进行数据信息传输。

HTTP协议：智能摄像头与云平台之间通过互联网将视频信息传输，云平台与蚂蚁森林用户进行部分信息交互

应用支持层

云端平台：整个系统的数据存放于云端平台，平台可对采集的数据，建立分析模型，进行智能化处理，优化栽培流程。

TensorFlow：数据处理，通过深度学习，整合各大数据平台的数据信息综合分析，得出实现植物各大生长要素的最优化供给

植物生长专家系统：由知识获取工具、知识库、数据库、模型库、推理机、数据接口等6部分组成，总结、收集相关领域知识和技术、各种试验数据及数学模型，模仿人类的解题策略，对树苗栽培期间所遇问题进行分析推理得出结论，并实施指导

应用接口层

pc端功能介绍

在线监管：结合地图和智能摄像仪，显示养殖区现场的环境数据、土壤数据、以及各种设备运行状态；

视频监控：通过 360°高清摄像头 24 小时监控，并支持实时远程查看。

远程调控：可以根据专家库系统，及农场实际的生产需求定制作物生长曲线，可以根据环境参数的变化，智能微型调控外围设备运行。

移动端功能介绍

借助个人电脑、智能手机，实现对养殖区现场气象、土壤、水源环境的实时监测，浇灌设施实现远程自动化控制。结合视频直播、智能预警等强大功能，协助养殖区工作人员多个养殖区情况的实时把握，并由此做出不同决策。系统支持 Android、IOS 终端，应用于养殖区环境监测、设备控制、信息查看、蚂蚁森林用户权限分配等