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摘要:高校是培養創新創業人才的重要基地,高等教育的主要任務是要培養既能適應、又能引領經濟社會發展的高素質人才。該文以創新創業能力培養為導向,以農業環境監測系統設計為示范,闡述創新創業教學環節的實施過程,為學生創新創業發展提供參考。
關鍵詞:創新創業;農業環境監測;物聯網;云平臺
推行雙創教育是國家為適應經濟社會發展需要和建設創新型國家而提出的戰略舉措,為此,高校需要進行教學理念及教學模式改革,培養大學生的創新創業意識和能力[1]。同時,越來越多的高校畢業生順應時展潮流,響應國家“大眾創業,萬眾創新”的號召,選擇自主創新創業。該文以農業環境監測系統設計項目為案例,闡述在創新創業教學環節中的實施過程,并為其創新創業發展提供參考和實踐機會。
1系統總體構想設計
在創新創業實踐教學環節中,首先是雙創項目的確定,學校的創新創業教育必須與經濟和社會發展實際相結合,這就要求所選項目既要有一定的應用價值和好的應用前景,還要充分的發掘、利用新技術新方法。“民以食為天”,國家的可持續發展離不開農業的支持,我國農業條件參差不齊,以簡易設施為主,環境控制能力較差;在栽培管理上缺乏科學決策和量化管理指標,往往靠大量使用化肥、農藥,過量消耗水源來提高產量,造成嚴重的資源浪費、生態環境惡化、農藥化肥殘留,甚至影響食品安全。目前我國正面臨農業發展新階段,農業的信息化、數字化越來越被人們所關注,建立全方位的數字化信息平臺、增加生產過程的科學管理、轉變生產方式成為發展設施農業的迫切需求[2-3]。近年來,農業物聯網建設嶄露頭角,它將傳感技術、網絡技術、數據庫技術和應用開發技術等融合在一起,為農業數字化發展提供了技術支撐。在上述背景下,開展基于物聯網的農業數字化建設項目研究,建立一套農業環境監測系統,對大棚作物的環境溫度、濕度、土壤溫度、濕度、光照強度等參數進行監測。該雙創團隊由3名學生組成,小組成員通過方案分析比較,確立了農業環境監測系統框架,由感知層、網絡層和應用層3部分組成,如圖1所示。感知層由傳感器、STM32單片機構成;網絡層由Wifi模塊、GPRS模塊構成;應用層為云平臺數據監測界面,選擇OneNET作為數據接收的服務器,各項數據可在PC端應用和手機端APP進行查看。該設計通過單片機接收來自傳感器采集到的環境參數,通過Wifi模塊(或GPRS模塊)發送給OneNET,在OneNET云平臺上接收數據點,管理設備,數據處理和儲存,最后將數據推送到監測界面上,方便人們遠程監測。根據個體差異和興趣愛好小組成員對任務進行了分工,分別負責3個層面的設計和調試。
2系統成本分析
以系統設計為題目的雙創項目,成本問題是必須考慮的因素。通過方案細化,確定了傳感器和單片機選型、無線網絡的搭建,系統成本核算如表1所示(每種器件數量為1)。由于只做了一個樣機,成本較高,批量生產成本會大大降低。
3系統測試
項目組成員通過大量的調研、探討和學習,克服各種技術難題,歷時5個月,完成了系統設計。一個穩定的系統,需經過無數次調試與修改,才能驗證其有效性。以溫度測試為例,對不同溫度進行了數據檢測,如表2所示,其中測量值為系統采集并傳輸后顯示的溫度值,實際值為家用數字式溫度計的顯示值。從表2可以看出測得的數據量與實際溫度差別不大,說明該系統是可靠的。在對系統的有效性進行了驗證的基礎上,進一步對云平臺的PC端和移動端進行測試,界面分別如圖2和圖3所示。由圖可見,PC端用戶通過用戶名和密碼登錄網頁,可以直觀地看到環境參數以及近段時間內數據的變化趨勢。移動端APP用數字形式對參數進行顯示。
4結語
論文以農業環境監測系統設計為例,闡述了學生針對創新創業項目的實踐過程并進行了成果展示,在項目進行過程中,申請實用新型專利一項。在項目驅動下,學生由理論學習向工程實踐邁出了重要一步,創新能力、實踐能力、科學思維能力、團隊合作能力得到了全方位鍛煉,為其職業能力的形成及可持續提升奠定基礎。
參考文獻
[1]邱天,張麗輝.創新創業教育的改革路徑研究[J].長春師范大學學報,2019,38(12):126-128.
[2]譚杰,張富春,張水利.基于互聯網技術的大棚智能農業監測控制系統研究[J].電子設計工程,2018,26(4):38-42.
[3]王衛紅,程國興.基于云服務技術的智能農業環境監測與控制系統[J].浙江工業大學學報,2018,46(3):300-304.
作者:王娜 劉永紅 楊明明 于嫄婷 李悅 單位:測試計量技術及儀器河北省重點實驗室