一种智慧开心农场管理系统及方法

技术领域

本发明涉及农场管理技术领域，尤其涉及一种智慧开心农场管理系统及方法。

背景技术

国家高度重视和改革中小学生素质教育，其中劳动教育和相应课程也有明确要求和考核标准。从人的行为习惯培养角度来看，在中小学阶段强行加入劳动教育课程也是必须的。劳动教育课程的重点与核心思想是，引导和督促中小学生开展有效时间的常态化劳动课程，重点是劳动课程的正确执行和劳动行为习惯的养成。

因此需要一种能够有效引导和督促学生完成劳动课程的系统设置，让学生在了解掌握劳动作业的基本原理和工具使用方法的同时，逐渐养成认真作业的态度和热爱劳动的行为习惯。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种智慧开心农场管理系统及方法。

一种智慧开心农场管理系统，包括智慧校园系统平台、流量管控门禁一体机、开心农场智能终端管理柜、监控装置和电控系统，所述智慧校园系统平台与所述流量管控门禁一体机相连；所述流量管控门禁一体机与所述监控装置相连；所述开心农场智能终端管理柜与所述电控系统相连；所述开心农场智能终端管理柜包括农作工具管理柜、显示终端、数据录入终端、测量工具管理柜、存储模块和通信模块；所述农作工具管理柜用于存放劳动工具，其内设有工具检测模块；所述数据录入终端内设有智能笔，所述智能笔用于识别学生的撰写内容，所述数据录入终端用于接收所述智能笔所识别的撰写内容；所述测量工具管理柜用于存放测量工具，其内也设有工具检测模块；所述开心农场智能终端管理柜通过所述通信模块分别与所述智慧校园系统平台和所述流量管控门禁一体机相连。

在其中一个实施例中，所述电控系统包括施肥模块和浇灌模块。

在其中一个实施例中，所述电控系统还包括电控灭蚊灯。

在其中一个实施例中，所述电控系统还包括电控太阳灯。

在其中一个实施例中，所述开心农场智能终端管理柜还包括危化品管理终端，所述危化品管理终端内设有精准施肥计量器。

在其中一个实施例中，所述开心农场智能终端管理柜还包括评价终端，所述评价终端分别与所述存储模块和所述通信模块相连。

一种智慧开心农场管理方法，包括：通过流量管控门禁一体机识别携带有学生身份信息的ID卡，识别所述学生身份信息，所述ID卡包括组长ID卡和普通ID卡，并通过监控装置进行拍照，获取携带所述ID卡的人物照片；将所述学生身份信息和所述人物照片上传至智慧校园系统平台进行存储；开心农场智能终端管理柜识别携带有组长信息的组长ID卡，根据所述组长ID卡，读取智慧校园系统平台中对应的目标任务，并在显示终端进行显示；数据录入终端接收智能笔所识别的基本信息，基于所述基本信息，结合所述目标任务，生成任务界面；开心农场智能终端管理柜识别携带有学生身份信息的ID卡，打开农作工具管理柜或测量工具管理柜，提供劳动工具或者测量工具；数据录入终端接收智能笔所识别的劳动任务数据，并将所述劳动任务数据填充至所述任务界面中，得到目标任务界面；开心农场智能终端管理柜接收任务提交指令，将所述目标任务界面上传至存储模块进行存储；通过工具检测模块识别农作工具管理柜和测量工具管理柜中各劳动工具和测量工具是否归还，当均已归还后，开心农场智能终端管理柜发送开门指令并通过通信模块传输至流量管控门禁一体机。

在其中一个实施例中，所述开心农场智能终端管理柜接收任务提交指令，将所述目标任务界面上传至存储模块进行存储步骤之前，还包括：当开心农场智能终端管理柜识别携带有组长信息的组长ID卡后，显示终端进入电控系统操作界面；所述电控系统操作界面设有施肥、浇灌、灭虫和光照选择指令，接收目标选择指令，根据所述目标选择指令，控制电控系统进行对应操作。

在其中一个实施例中，所述开心农场智能终端管理柜接收任务提交指令，将所述目标任务界面上传至存储模块进行存储步骤之前，还包括：开心农场智能终端管理柜识别携带有学生身份信息的ID卡；当所述学生身份信息符合预设要求时，读取所述任务界面；基于所述任务界面，打开开心农场智能终端管理柜中的危化品管理终端，提供精准计量的危化品；数据录入终端接收智能笔所识别的危化品使用数量信息，并将所述危化品使用数量信息填充至所述任务界面中，得到危化品计量任务界面；根据所述危化品计量任务界面，更新所述危化品管理终端中危化品的剩余量，并上传至存储模块进行存储。

在其中一个实施例中，所述通过工具检测模块识别农作工具管理柜和测量工具管理柜中各劳动工具和测量工具是否归还，当均已归还后，开心农场智能终端管理柜发送开门指令并通过通信模块传输至流量管控门禁一体机步骤之后，还包括：流量管控门禁一体机接收开门指令，并进入启动状态；识别携带有学生身份信息的ID卡，识别所述学生身份信息，并通过监控装置进行拍照，获取携带所述ID卡的人物照片；将所述学生身份信息和所述人物照片上传至智慧校园系统平台进行存储；智慧校园系统平台对前后两次所述学生身份信息和所述人物照片的上传时间进行统计，获取学生进出流量管控门禁一体机的时间，并进行存储。

上述种智慧开心农场管理系统及方法，通过智慧校园系统平台、流量管控门禁一体机、开心农场智能终端管理柜、监控装置和电控系统的设置，实现对学生进出、工具和器材使用的智能监管，同时能够实时的获取学生的各项劳动数据，并汇总到智慧校园平台进行统计分析，从而实现对学生劳动的智能化管理、引导和督促，并且能够让学生了解掌握劳动作业的基本原理和工具使用方法，并逐渐养成认真作业的态度和热爱劳动的行为习惯。

附图说明

图1为一个实施例中一种智慧开心农场管理系统的应用场景图；

图2为一个实施例中一种智慧开心农场管理系统的结构框图；

图3为一个实施例中开心农场智能终端管理柜的结构框图；

图4是一个实施例中一种智慧开心农场管理方法的流程示意图。

附图中，智慧校园系统平台1、开心农场智能终端管理柜2、农作工具管理柜21、显示终端22、数据录入终端23、测量工具管理柜24、存储模块25、通信模块26、危化品管理终端27、评价终端28、流量管控门禁一体机3、电控系统4、浇灌模块41、施肥模块42、电控太阳灯43、电控灭蚊灯44、监控装置5。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请提供的一种智慧开心农场管理系统，采用DDC-C-S三层技术架构，并将DDC与C制作装配在现场智能终端管理设备中，这里的现场智能终端管理设备即为开心农场智能终端管理柜。智能终端管理设备还将数据通信、电源和水源统一接入，方便系统实现平台集中监控。DDC负责所有现场各种传感器、采集终端和执行设备的管理与控制；C负责现场数据汇总、交互和人机对话控制；S负责所有信息数据汇总、存储、分析与大数据呈现。

在一个实施例中，如图1-图3所示，提供了一种智慧开心农场管理系统，包括智慧校园系统平台1、流量管控门禁一体机3、开心农场智能终端管理柜2、监控装置5和电控系统4，智慧校园系统平台1与流量管控门禁一体机3相连；流量管控门禁一体机3与监控装置5相连；开心农场智能终端管理柜2与电控系统相连；开心农场智能终端管理柜2包括农作工具管理柜21、显示终端22、数据录入终端23、测量工具管理柜24、存储模块25和通信模块26；农作工具管理柜21用于存放劳动工具，其内设有工具检测模块；数据录入终端23内设有智能笔，智能笔用于识别学生的撰写内容，数据录入终端23用于接收智能笔所识别的撰写内容；测量工具管理柜24用于存放测量工具，其内也设有工具检测模块；开心农场智能终端管理柜2通过通信模块26分别与智慧校园系统平台1和流量管控门禁一体机3相连。电控系统4包括施肥模块42和浇灌模块41，还包括电控太阳灯43和电控灭蚊灯44；开心农场智能终端管理柜2还包括危化品管理终端27，危化品管理终端27内设有精准施肥计量器。开心农场智能终端管理柜2还包括评价终端28，评价终端28分别与存储模块25和通信模块26相连。

具体地，智慧校园系统平台1用于接收数据，下发任务，并将接收的数据进行汇总、分析和统计；农场通过围栏围住，只有流量管控门禁一体机3能够控制整个农场的进出，在劳动活动结束，且工具归还后，才能根据开心农场智能终端管理柜2发送的指令，进入开启状态，才能让学生出农场；若工具未归还，学生使用ID卡刷流量管控门禁一体机3时，系统通过开心农场智能终端管理柜2进行语音提示，由于工具未归还，无法开启流量管控门禁一体机3；开心农场智能终端管理柜2，用于组长接收任务，组员取放劳动工具和测量工具，以及危化品的存放和取出，并且可进行各种数据的录入，上传至智慧校园系统平台1，以及接收流量管控门禁一体机3传送的信息；电控系统4用于控制农场中的电控施肥、灌溉、灭虫和光照；监控装置5用于对进出学生进行识别拍照，并讲拍摄照片上传，同样还可以用于对农场内农作物或者学生进行监控。关于农作物生长主要指标方面，用基本物理测量方法，对农作物本身生长进行一些观察测量；同时用智能笔在作业表中填写每次任务是农作物生长的具体数值或指标；开心农场智能终端管理柜2系统后台可以根据农作物的生长数据变化来分析和判断参考学生劳动作业任务执行的有效性指标；待每一项农作物种植任务全部完成后，还可以通过系统后台做投入产出比的分析计算，并大数据结果呈现，并且可以在显示终端22，对组员进行农作物生长即将进入下一阶段进行提示，以提高学生的参与度和成就值。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种智慧开心农场管理方法，包括以下步骤：

S110通过流量管控门禁一体机识别携带有学生身份信息的ID卡，识别学生身份信息，ID卡包括组长ID卡和普通ID卡，并通过监控装置进行拍照，获取携带ID卡的人物照片。

具体地，学生通过通过刷ID卡进入流量管控门禁一体机3，流量管控门禁一体机3识别ID卡，对学生身份进行认证识别后通过，同时监控装置5对其进行头像拍照。ID卡分为组长ID卡和普通ID卡，组长ID卡的权限更多，普通ID卡仅用于进出流量管控门禁一体机3，以及对劳动工具和测量工具的取用。

S120将学生身份信息和人物照片上传至智慧校园系统平台进行存储。

具体地，然后上传学生个人身份信息和照片到智慧校园系统平台1和开心农场智能终端管理柜2中，进行存储。

S130开心农场智能终端管理柜识别携带有组长信息的组长ID卡，根据组长ID卡，读取智慧校园系统平台中对应的目标任务，并在显示终端进行显示。

具体地，组长使用组长ID卡在开心农场智能终端管理柜2上进行登录，开心农场智能终端管理柜2识别组长ID卡身份，并确定识别通过后，将智慧校园系统平台1中对应的目标任务进行读取，并在显示终端22上进行显示。

S140数据录入终端接收智能笔所识别的基本信息，基于基本信息，结合目标任务，生成任务界面。

具体地，组长通过智能笔填写本小组的基本信息，数据录入终端23通过接收智能笔所识别的基本信息，并对应结合目标任务，生成任务界面，在组长确认提交接受本次任务后，开心农场智能终端管理柜2自动确认。

S150开心农场智能终端管理柜识别携带有学生身份信息的ID卡，打开农作工具管理柜或测量工具管理柜，提供劳动工具或者测量工具。

具体地，小组各成员便可以通过用自己的ID卡开启相应农作工具管理柜21和测量工具管理柜24，取出劳动工具和测量工具，存放工具的农作工具管理柜21和测量工具管理柜24内均设有工具检测模块，具体为红外、微动开关等传感器，用于检测工具是否被取、放；并将检测准确信息(取、放时间，工具类型、名称等)存入到对应ID卡的成员数据库中。

S160数据录入终端接收智能笔所识别的劳动任务数据，并将劳动任务数据填充至任务界面中，得到目标任务界面。

具体地，劳动任务数据包括测量数据和劳动数据，测量数据是学生用测量工具(环境温湿度测量仪、土壤温湿度测量仪、土壤PH值照度测量仪、卷尺等)按作业规程进行测量得到的测量数据，在开心农场智能终端管理柜2上进行数据复核、改错和提交。劳动数据是小组成员按任务要求，分工执行各项劳动活动；用拍照采集器拍下几张劳动场景的照片，并做好命名和编号；用智能笔在任务作业表中明确标注命名和编号；开心农场智能终端管理柜2会自动将对应照片加载到对应表格栏内。开心农场智能终端管理柜2后台系统会准确记录数据信息(填写时间，数据类型、数值等)存入到对应ID卡的成员数据库中。从而将任务界面完成为目标任务界面。

在一个实施例中，步骤S170之前，还包括：当开心农场智能终端管理柜识别携带有组长信息的组长ID卡后，显示终端进入电控系统操作界面；电控系统操作界面设有施肥、浇灌、灭虫和光照选择指令，接收目标选择指令，根据目标选择指令，控制电控系统进行对应操作。具体地，用智能笔在作业表中填写相应措施执行信息后，组长用ID卡登陆开启开心农场智能终端管理柜2，显示终端22进入执行措施操控界面；根据测量结果，按照作物种植任务要求，分别选择浇灌、光照、灭虫等功能选项；选择手动控制和自动控制(按时间长短来自动执行)进行措施执行，自动控制即为选择电控系统进行电控。开心农场智能终端管理柜2同时也将浇灌水的用量和耗电自动采集并存储相应数值到对应数据库中。

在一个实施例中，步骤S170之前，还包括：开心农场智能终端管理柜识别携带有学生身份信息的ID卡；当学生身份信息符合预设要求时，读取任务界面；基于任务界面，打开开心农场智能终端管理柜中的危化品管理终端，提供精准计量的危化品；数据录入终端接收智能笔所识别的危化品使用数量信息，并将危化品使用数量信息填充至任务界面中，得到危化品计量任务界面；根据危化品计量任务界面，更新危化品管理终端中危化品的剩余量，并上传至存储模块进行存储。具体地，对于危化品的使用时，由于具有一定危险性，设置了使用权限，只能是组长的ID卡才可以，所以这里的预设要求即为学生为组长才可进行危化品的取出。也是用智能笔在作业表中填写相应措施执行信息后，组长用ID卡登陆开启开心农场智能终端管理柜2，显示终端22进入执行措施操控界面；组长(或指导老师)ID卡开启危化品管理终端27，按作业任务要求精准取用其中化药用量，并用智能笔在任务界面中填写准确的化药取用量数值，危化品管理终端27自动将柜中剩余量记录并保存到相应管理数据库中。

S170开心农场智能终端管理柜接收任务提交指令，将目标任务界面上传至存储模块进行存储。

具体地，在学生点击任务提交后，开心农场智能终端管理柜2接收任务提交指令，将目标任务界面上传至存储模块25进行存储。本次劳动课程任务完成并提交作业后，开心农场智能终端管理柜2系统后台会进行数据比对，保证数据的一致性。

S180通过工具检测模块识别农作工具管理柜和测量工具管理柜中各劳动工具和测量工具是否归还，当均已归还后，开心农场智能终端管理柜发送开门指令并通过通信模块传输至流量管控门禁一体机。

具体地，通过农作工具管理柜和测量工具管理柜中的工具检测模块进行工具识别，判断劳动工具和测量工具是否归还，若存在未归还或者不规范，则通过显示终端22进行显示，从而提醒学生进行归还，只有在所有工具均归还好后，才可以出整个农场，此时通过开心农场智能终端管理柜2发送开门指令并通过通信模块传输至流量管控门禁一体机3，让流量管控门禁一体机3进入开启状态，才能让学生出农场。

在一个实施例中，步骤S180之后，还包括：流量管控门禁一体机接收开门指令，并进入启动状态；识别携带有学生身份信息的ID卡，识别学生身份信息，并通过监控装置进行拍照，获取携带ID卡的人物照片；将学生身份信息和人物照片上传至智慧校园系统平台进行存储；智慧校园系统平台对前后两次学生身份信息和人物照片的上传时间进行统计，获取学生进出流量管控门禁一体机的时间，并进行存储。具体地，学生出农场同样是用ID卡，学生用ID卡离开，流量控制门禁一体机3对学生的身份认证识别通过；监控装置5拍照，并传递学生个人身份信息和照片到开心农场智能终端管理柜2，再上传至智慧校园系统平台1，存入数据库；智慧校园系统平台1统计运算进出的时间得出结果存入数据库；并通过大数据看板综合显示各数据结果。还可以从中得到学生的出勤数据。

在一个实施例中，根据学生出勤情况、在农场的驻留时长、是否取用劳动工具、是否按任务要求执行测量数据和劳动作业信息手动录入、农药使用情况、水电能源消耗、农作物成长标准等多方面的维度，对学生是否有效履行了农场劳动作业任务进行评价和分析。其中，出勤情况和在农场的驻留时长通过流量管控门禁一体机与监控装置的配合所得到。是否取用劳动工具是通过开心农场智能终端管理柜2的工具检测模块进行检测。是否按任务要求执行测量数据和劳动作业信息手动录入，都是是通过开心农场智能终端管理柜2所得到的。农药使用情况，通过危化品管理终端27中的精准施肥计量器进行监测。水电能源消耗同样也是通过开心农场智能终端管理柜2所统计的。而农场中农作物的成长情况通过监控装置进行定时检测。最终通过出勤数据、在农场的驻留时长、是否取用劳动工具、是否按任务要求执行测量数据和劳动作业信息手动录入、农药使用情况、水电能源消耗、农作物成长标准等多个维度的数据，综合对每一组学生的劳动课进行分析和评价，从而对每组学生进行相应的评分。在评价时，还可以通过统计分析能源投入与农作物产量，进行投入产出比的计算评价。

并且在小组评分的基础上，结合每个学生对整个劳动课程的参与度，基于每个学生ID卡中使用劳动工具、测量工具情况等数据，根据评价权重或者评价计算模型或公式，分别计算出每位学生的劳动作业各项评分和综合评分。将最终的小组评分和每个学生评分结果对应的统计上传至智慧校园系统平台1，存入数据库，并对应每个学生的ID卡。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在计算机存储介质(ROM/RAM、磁碟、光盘)中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。