智慧农业综合实训平台

智慧农业综合实训平台以真实农业生产场景为蓝本，将物联网、机器视觉、机器语音语言、AIGC大模型、边缘计算、PLC 控制、虚拟仿真等前沿技术深度融合，构建了智慧农业气象系统、智慧农业大棚系统、智慧农业畜牧系统、水培智能营养液管理系统、智能灌溉与施肥系统、作物病虫害智能识别与预警系统等实景模块，并配套 ZigBee无线组网和15种以上传感器&执行器，完整还原智慧农业“感知-传输-决策-执行”全链路流程。通过 3D 虚拟仿真系统，学生可随时随地完成设备装调、设备控制、虚拟农事操作等实验，打破季节、场地与设备数量限制。同时，提供实验手册、课程资源等，助力学生从理论学习到实践操作的全方位提升。

平台直击高校AI+农业教学痛点，打破理论实践脱节、季节场地限制、进口设备依赖、产业场景缺失，用高性能国产化硬底座、全流程工具链、真场景真数据，培养既懂农业又精通 AI 的复合型“新农人”。

平台特点

（1）国产化生态

平台采用国产 RK3588 处理器为核心。8 核 CPU 、4 核 GPU 与 6T 算力 NPU形成多核异构计算能力，搭配16G+128G存储，硬件性能强劲且自主可控。

搭载 Ubuntu-20.04 桌面级系统，内置 Python、OpenCV、HanLP、TensorFlow、PyTorch、rknn、ncnn 等全套软件栈，构建完整国产化软件生态，支持边缘端模型推理与部署，摆脱对外依赖，性能与安全性兼具。

（2）云边端协同

融合计算机视觉、语音识别、物联网与PLC控制等技术，构建AIoT云边端协同农业系统，通过工业级传感器实时采集光照、温湿度、土壤参数、气体浓度等多元数据，经ZigBee网络汇总至边缘网关；依托RK3588芯片6 TOPS NPU算力，边缘侧同步处理图像与环境数据，实现毫秒级实时推理与决策，自主调控水肥、遮阳、补光等设备，形成“云训练-边推理-端执行”的闭环控制，保障农业生产持续稳定运行。

（3）虚实结合

平台基于Unity3D引擎构建农业场景的数字孪生体，实现传感器、控制器等实体与虚拟模型精准映射。通过虚实数据实时联动，用户可在沉浸式场景中直观监控设备状态、模拟控制，并可将虚拟仿真得出的优化策略反向写入物理PLC，完成“虚实闭环”的交互与调控，打造“边学边做”的AIoT教学与实践体系。

（4）全周期智能管控

系统通过“感知-决策-执行”闭环，实时融合环境、图像等多维数据，自动生成并投送最优营养液配方，实现作物全周期无人化精细种植。平台将完整农业场景融入实训教学，学生可在界面直观观察数据采集、边缘决策与设备执行的全过程，并进行回溯、干预与复现，从而在贯通硬件调试、算法调优等工程实践中，掌握无人化精准种植的核心技能。

（5） 丰富实训案例

该平台提供涵盖感知、传输、决策、执行的完整教学链路，每个模块均配备真实传感器与3D虚拟仿真场景。从基础数据采集到深度学习模型部署，学生可通过西红柿成熟度检测、病虫害识别等AI应用模板，逐级完成从认知验证到创新实践的全流程学习，有效培养跨学科工程与创新能力。

硬件组成

（1）边缘主机

边缘计算主机采用国产最强 AI 边缘计算处理器 RK3588，配备 8 核 Cortex-A76&A55 CPU、6T NPU、16GB RAM 及 128GB EMMC，内置 Ubuntu-20.04 系统，集成 AI 视觉 / 语音 / 语言软件栈及 NCNN/RKNN/RKLLM 推理框架，可满足边缘计算、异构网关、应用终端等场景需求。

（2）智能节点

智慧农业综合实训平台精心配置了双轨智能节点体系：工业级经典无线节点与农业户外专用采集节点，二者均内嵌超低功耗ZigBee无线传感网络模组，可在2.4 GHz频段自组健 Mesh网，实现“即插即用、全域覆盖”的秒级数据回传。

（3）水肥一体机

水肥一体机通过集成PLC、传感器等设备实时采集并分析光照、水温、PH等数据，精准调控水肥配比并自动输送至作物根部，实现高效节水施肥。用户可通过远程终端进行监控与操作，并依托数据分析优化生产决策，从而降低成本、减少污染，是推动精准农业与智慧种植的关键设备。

（4）传感设备

平台集成多源传感器网络，可实时采集光照度、空气温湿度、土壤温湿度、风速风向、大气压、PM2.5、VOC、CO₂、pH/EC、氨气、烟雾、人体红外及液位等二十余项环境数据。

软件组成

（1） 3D仿真系统

3D仿真系统通过实时数据与AI算法，在大田、大棚及畜牧场景中构建农业级数字孪生体，实现环境、作物与设备的全量映射与秒级同步。系统支持虚拟漫游、仿真预演及远程反控，并结合大模型智能问答，形成“感知-决策-执行”的完整闭环，为农业教学与管理提供可复制的元宇宙解决方案。

（2）IoT云平台

智慧物联 IoT 云平台支持本地私有化部署模式，完整复刻真实企业的物联网架构及开发流程，为智慧农业项目应用提供硬件接入、数据推送、数据存储、摄像监控等 IoT 服务。能让师生在教学、实践、实训和科研中快速对接温室大棚、大田种植、畜牧养殖等农业领域 IoT 场景的构建。

（3） AIoT平台

边缘主机标配内置基于企业级AIoT产业应用框架的开源 AI 中间件，采用离线私有化部署模式。它完整复刻真实企业的端边云智技术架构与开发流程，覆盖模型训练、算法创建、部署及 API 设计、硬件交互、应用发布等全流程，能让师生在教学、实践、实训和科研中快速对接接温室大棚、大田种植、畜牧养殖等农业场景，最终实现完整端边云智应用的构建。

实训项目

（1） 水培智能营养液管理系统

（2） 作物病虫害智能识别与预警系统

（3） 智能化农田灌溉系统