物聯網教育方案 以STEM水耕推廣環保與科技

• 推廣環保意識
• 透過種植實踐多元學習
• 物聯網實踐應用

背景

近年來，現代化的水耕技術已經在世界興起。港府的農業政策諮詢文件還指出，水耕生產既高效又清潔，可加以發展。追隨環保及健康素食風氣，許多人將其視為本地農業的新趨勢。水耕種植的農產品新鮮無菌，技術配備了手機程序和智能傳感器，可調校光照、溫度、礦物質濃度，縮短了生產時間，減少用水量之餘，縮短了生產時間，方便居家自給自足。

實行「綠色環保，愛惜地球」可持繼耕種的理念，希望教育下一代了解當今現代耕種的模式、方法及趨勢，從學習中令學生們提高對種植的興趣及發掘當中的樂趣，從而開拓對種植的新思維，開發出新的種植方法。

教育方案

MuseLabs不斷探索科技的觸角，針對市場對STEM科技教育的需要，推出STEM水耕種植的物聯網管理方案，安裝相應無線感測器，就可以在線管理農作物生產，旨在提供多元化的教材及軟件，以推動STEM 教育。學生們在種植的過程中，體驗到「STEM」的四大組成元素：

 

• 使用感測器及人工智能了解「科技」
• 營養如何控制影響植物生長認識「科學」
• 農作物生產及勞動力控制知悉「數學」
• 經網絡平台設計實驗學習「工程」

物聯網技術 LoRaWan​ 輕鬆連接上千甚至上萬節點容量​

LoRaWan是一種無線通訊技術，旨在創建機器對機器 (M2M) 和物聯網 (IoT)應用所需的低功耗廣域網路 (LPWAN)。可在低成本、低功耗、安全和長距離下將信息發送到任何已連接到雲平台的基站。

室內智能水耕管理系統另設強大後台 數據助長未來

當中後台另設四大功能

1. 多重身份登入介面：分層級的使用權限
2. 直觀圖表展示：數據會以多樣圖表顯示；如：柱形圖、條形圖、折線圖、餅形圖等
3. 即時訊息傳送：透過LoRaWan, Json, MQTT 通訊協議，即時傳送訊息
4. 完整數據導出

以STEM水耕推廣環保意識

現代化水耕的優勢在於其技術不使用土壤，因此不會引起土壤侵蝕問題。並採用封閉式循環水系統，與傳統的土壤耕作相比，可節水90％。其次，水耕是可人為高度控制的耕種模式。農作物在封閉式潔淨環境內生長，杜絶了蟲害，因此農藥。而且，由於為作物生長的營養液是人為控制的，因此無需使用其他肥料，不會有化學肥料污染問題，也不會因使用動物糞肥有病原體污染。與傳統的土壤耕作相比更環保，從而實現低用水量的無菌生產。

透過種植實踐多元學習 物聯網實踐工程知識

智能水耕種植機內置LED種植燈，智能環境傳感器與控制系統，以及循環式水流系統模擬自然環境。學生們在種植的過程中，使用感測器及人工智能了解科技概念。根據植物生長需要，後台設定光度，濕度，水量和氣溫與營養濃度等不同的條件，認識各元素如何控制影響植物生長的科學知識。通過手機應用程序，用戶可以遠程監控並跟踪作物狀況，包括收穫期，營養水平等。所有數據都將被記錄並存儲在後台以供查看。

現時教育界提倡STEM教育，唯STEM課程普遍局限於編程和製造機器人等範疇。智能水耕種植機具備工程和生命科學知識，更能激發學生的興趣。學生可在連接的網絡平台，使用micro:Bit 、Arduino 寫編程或Apps來開發感應系統，以更改裝置的參數，並自設計更有創意的水耕栽培系統，來推廣水耕的好處。

總結

令學生們對科技、創新有著深入的認識，透過種植構建科學精神和科學思維，培養學生科技創新的興趣。學生們在過程中認識到香港水耕種植發展，亦了解如何種植水耕蔬菜。且體驗到STEM的四大組成元素，包括使用感測器及人工智能了解科技概念，認識各元素如何控制影響植物生長的科學知識，如何數據化控制農作物生產，經物聯網設計實驗實踐工程知識。

針對市場對嶄新科技教育的需要，激發學生對科學的興趣及培養其觀察力是現今教育的重要一環。致力令學生對科技產生興趣，培養下一代成為科技的人才。除了現有的教材外，我們更會按照特定的課程設計，為教育機構製作最合適的教材，切合大家的需要。

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