智慧农业应用实训系统具有感知层、网络层、应用层三层体系结构。

感知层主要包括温湿度、光线、二氧化碳、土壤温湿度、风速、风向、雨雪等各种传感器节点，以及通风扇、喷灌、补光灯、警笛、卷帘等控制设备，实现农业农业大棚信息的实时监测、农用设施的状态检测、以及自动化控制。

网络层包括无线传感器网络和接入网络。无线传感器网络采用ZigBee，负责感知层传感器节点、控制器节点与网关之间的数据通信，由网关汇聚信息。接入网络可使用以太网、WIFI、4G任一种，负责网关与云服务平台之间的数据交互，将汇聚的感知层设备信息接入到云服务平台。

应用层主要设计面向用户，具有多种访问终端，如本地网关、Web客户端、Android客户端等，运行与农业大棚有关的软件系统，如大棚温湿度自动调节、光照自动调节、土壤湿度自动调节、二氧化碳浓度自动调节、视频监控等。

系统整体架构如图所示。

Ø 环境监测

ZigBee传感设备实时采集大棚内空气温湿度、CO2浓度、光照强度、土壤温湿度、土壤水分，大棚外风速、风向、雨雪等数据，通过ZigBee无线传感器网络传输给物联网网关，由网关的智能农业管理平台对数据进行分析处理。

Ø 智能控制

ZigBee控制设备接收网关管理软件的控制命令，对大棚内排风扇、喷灌、补光灯、报警器等进行控制，同时向网关管理软件反馈设备的运行状态。

Ø 联动控制

具有传感器与控制器的联动策略设置功能。设定传感器的上限值和下限值，以及当传感器采样低至下限值或高至上限值时，控制设备的动作。具有（1）大棚内温度自动调节功能，（2）大棚湿度自动调节功能，（3）大棚土壤湿度自动调节功能，（4）大棚光照强度自动调节功能，（5）大棚CO2自动调节功能等。

Ø 视频监控

系统提供本地网关、远程Android手机端的视频监控功能。通过视频传输，直观地查看农作物生长情况。

Ø 远程监控

系统提供WEB端、Android手机端的农业监控功能。

web端功能：具有多用户管理、大棚网关设备的增删改查、传感器设备的增删改查、传感器采样数据的实时显示、执行器的手动开关、农业场景自控策略设置、报警记录查询、历史数据按照时间段以表格/曲线方式展示、数据导出excel文件、IP/关键词地图定位等功能，还具有服务器地址编辑和自动切换功能。

Android功能：包括用户登录、网关设备添加、传感器采样数据的实时显示、执行器的远程开关、农业场景自控策略设置、报警信息振动与语音双重提醒、远程视频浏览、以及服务器地址编辑和自动切换等功能。

Ø 数据查询

系统提供实时数据和历史数据查询两种功能。实时数据可在本地网关、WEB端、Android手机端的软件平台上查询。历史数据可在WEB端界面通过表格、曲线显示，支持数据导出功能。

Ø 阈值超出警告

系统实时采集的各项环境参数，超出设置的上下限阈值时，会有报警产生，自动提醒用户，同时写入报警日志。Android手机端也会震动提醒，语音提醒。

Ø 地图定位

系统Web端提供外网IP定位和关键词定位两种功能。地图上除了实现放大、缩小、显示详细信息等地图的基本功能外，还可以浏览物联网网关的监测信息。

Ø 多用户管理

系统提供管理员用户和普通用户两种。管理员用户可以分配多个普通用户，同时可以查看所有物联网网关管理的传感器数据。