CN103728938A - 一种基于物联网技术的智能农业大棚应用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，包括用于对农作物生长环境进行监测的传感信息采集系统和视频监控系统，分别与所述传感信息采集系统和视频监控系统连接、且用作监控平台的物联网信息服务平台，与所述物联网信息服务平台连接、且用于对农产品进行追溯监控的全流程溯源系统，以及与所述传感信息采集系统连接、且用于根据传感信息采集系统的采集信息对农业大棚进行智能控制的大棚联动控制系统。本发明所述基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，可以克服现有技术中人工劳动量大、生产效率低、信息化程度低和监测实时性差等缺陷，以实现人工劳动量小、生产效率高、信息化程度高和监测实时性好的优点。

Description

一种基于物联网技术的智能农业大棚应用系统

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体地，涉及一种基于物联网技术的智能农业大棚应用系统。

背景技术

目前，我国的农业生产方式大部分仍然延续传统以人力为主的方式，生产效率低，信息化程度低。随着科学技术的不断进步，农业生产方式对变革的诉求在不断的加强，在逐步朝着更加人性化、智能化的方向演变。

传统的农业大棚无法实现数字化监测需求，对种植大棚的空气温度湿度、土壤水分、土壤养分等参数无法实时监控。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在人工劳动量大、生产效率低、信息化程度低和监测实时性差等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，以实现人工劳动量小、生产效率高、信息化程度高和监测实时性好的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，包括用于对农作物生长环境进行监测的传感信息采集系统和视频监控系统，分别与所述传感信息采集系统和视频监控系统连接、且用作监控平台的物联网信息服务平台，与所述物联网信息服务平台连接、且用于对农产品进行追溯监控的全流程溯源系统，以及与所述传感信息采集系统连接、且用于根据传感信息采集系统的采集信息对农业大棚进行智能控制的大棚联动控制系统。

进一步地，所述传感信息采集系统，包括设置在农业大棚内部、且用于采集农作物生长环境信息的传感器采集模块，用于对所述传感器采集模块的采集信息进行处理的信息中心，以及连接在所述传感器采集模块与信息中心之间、且用于传输所述采集信息的数据传输模块；

所述传感器采集模块，与大棚联动控制系统连接；所述数据传输模块，与视频监控系统连接；所述信息中心，与物联网信息服务平台连接。

进一步地，所述传感器采集模块，包括环境温度传感器和/或环境湿度传感器和/或环境光照传感器和/或土壤养分传感器。

进一步地，所述数据传输模块，包括依次连接在所述传感器采集模块和信息中心之间的传感网络和节点箱；所述节点箱与视频监控系统连接，所述传感网络与节点箱之间通过Zigbee协议传输。

进一步地，所述大棚联动控制系统，包括并行设置、且分别与所述传感信息采集系统连接的多个控制系统联动模块，以及分别与所述多个控制系统联动模块连接的电子屏发布系统。

进一步地，所述多个控制系统联动模块，包括喷淋系统联动模块、天窗系统联动模块、风机系统联动模块和加热系统联动模块中的一种或多种。

进一步地，所述全流程溯源系统，包括依次与所述物联网信息服务平台连接的生产信息追溯模块、追溯查询模块和追溯统计分析模块，以及与所述生产信息追溯模块连接的标识系统管理模块。

本发明各实施例的基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，由于包括用于对农作物生长环境进行监测的传感信息采集系统和视频监控系统，分别与传感信息采集系统和视频监控系统连接、且用作监控平台的物联网信息服务平台，与物联网信息服务平台连接、且用于对农产品进行追溯监控的全流程溯源系统，以及与传感信息采集系统连接、且用于根据传感信息采集系统的采集信息对农业大棚进行智能控制的大棚联动控制系统；可以结合种植不同阶段的生长特性，实现大棚生产全过程进行全面的生产管控，提升大棚的生产管理水平，提高企业品牌知名度，对产品推广起到积极的促进作用；从而可以克服现有技术中人工劳动量大、生产效率低、信息化程度低和监测实时性差的缺陷，以实现人工劳动量小、生产效率高、信息化程度高和监测实时性好的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明基于物联网技术的智能农业大棚应用系统的工作原理示意图；

图2为本发明基于物联网技术的智能农业大棚应用系统的数据采集、视频监控及联动控制结构图；

图3为本发明基于物联网技术的智能农业大棚应用系统的信息追溯流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，如图1、图2和图3所示，提供了一种基于物联网技术的智能农业大棚应用系统。

本实施例的基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，包括用于对农作物生长环境进行监测的传感信息采集系统和视频监控系统，分别与传感信息采集系统和视频监控系统连接、且用作监控平台的物联网信息服务平台，与物联网信息服务平台连接、且用于对农产品进行追溯监控的全流程溯源系统，以及与传感信息采集系统连接、且用于根据传感信息采集系统的采集信息对农业大棚进行智能控制的大棚联动控制系统。

其中，上述传感信息采集系统，包括设置在农业大棚内部、且用于采集农作物生长环境信息的传感器采集模块，用于对传感器采集模块的采集信息进行处理的信息中心，以及连接在传感器采集模块与信息中心之间、且用于传输采集信息的数据传输模块；传感器采集模块，与大棚联动控制系统连接；数据传输模块，与视频监控系统连接；信息中心，与物联网信息服务平台连接。传感器采集模块，包括环境温度传感器和/或环境湿度传感器和/或环境光照传感器和/或土壤养分传感器。数据传输模块，包括依次连接在传感器采集模块和信息中心之间的传感网络和节点箱；节点箱与视频监控系统连接，传感网络与节点箱之间通过Zigbee协议传输。

上述大棚联动控制系统，包括并行设置、且分别与传感信息采集系统连接的多个控制系统联动模块，以及分别与多个控制系统联动模块连接的电子屏发布系统。

上述多个控制系统联动模块，包括喷淋系统联动模块、天窗系统联动模块、风机系统联动模块和加热系统联动模块中的一种或多种。

上述全流程溯源系统，包括依次与物联网信息服务平台连接的生产信息追溯模块、追溯查询模块和追溯统计分析模块，以及与生产信息追溯模块连接的标识系统管理模块。

上述实施例的基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，主要由物联网信息服务平台、视频监控系统、传感信息采集系统、全流程溯源系统及大棚联动控制系统组成。具体说明如下：

⑴物联网信息服务平台目的是，建设一套农场的生产管控、产品发布于溯源、专家系统、分析决策系统、视频监控、宣传展示、农场信息管理等业务系统的集中管理平台，满足农作物大棚种植及企业发展的各方面需求。利用计算机技术、网络技术、信息融合技术对农场与农作物、生产管理、溯源信息、联动控制等信息资源进行采集、传输、整合和处理，提供智能化、管理高效、安全可靠的信息化农业应用和服务。

⑵视频监控系统的作用是对农作物生长的整个过程进行视频监控，可以通过远程访问的方式，实时查看作物生产现状及历史录像。视频监控系统是系统建设中的一个重要组成部分，它通过监控摄像机及其辅助设备（红外灯、防护罩等）保证昼夜直接观看被监视场所的一切情况，可以把被监控场所的视频内容同时传送到监控中心，使被监控场所的情况一目了然。同时，视频监控系统可以与其他系统联动运行。

⑶传感信息采集系统对影响农作物生长的大气温度/湿度/光照、土壤温度/水分、检测土壤、植株、化学肥料、生物肥料等样品中的速效氮、速效磷、有效钾、有机质含量，植株中的全氮、全磷、全钾、有机质，土壤酸碱度及土壤含盐量等的各种关键指数进行长时段的、实时的、全面的监控和采集，保证采集数据的可靠性、完整性、实时性和普遍性，使采集到的环境数据为农作物生产提供有效的支撑。需要对检测的环境参数进行存储、统计、分析，同时提供图表管理人员及时的进行生产总结，并根据分析数据进行后期的科学研究。通过在温室大棚部署各种传感器，采集农作物生长环境参数，再根据种植农作物的生理、生长特性，确定生产方式（如灌溉等），实现农业生产的精准种植、精确管理、智能调节，减少管理成本、提升工作效率。

⑷全流程溯源系统主要作用是对农产品进行安全生产的追溯和监管，农产品经过生产、采收、装箱、运输等多个环节，最终到用户使用，这个过程中生产追溯管理平台将对安全相关信息进行监管和追溯。溯源管理主要是信息追踪和追溯标识的管理，能够对追溯信息进行统计分析，可分析用户对何种农产品的安全信息关注度高，也可支持政府监管。

⑸大棚联动控制系统在种植和培育阶段，逻辑联动控制系统可以根据种植大棚实际环境情况，智能判断是否需要开启灌溉装置进行智能灌溉，是否调整环境温湿度值。节水灌溉联动，通过在大棚现场部署的土壤水分传感器，实时采集大棚种植的土壤环境参数，智能判断是否需要开启灌溉装置进行智能灌溉，无需种植人员进行现场操作，通过电脑智能判断即可实现灌溉系统的智能化，大大提升大棚的生产管理水平。排风加热联动，通过物联网的技术手段采集温度、湿度的信息，进行高效的管理，从而应对环境的变化。比如降温了，我可以给生产区的农产品在温室里加热控制，反之，可以排风、遮阳等降温控制。

上述实施例的基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，至少具有以下特点：

⑴基于物联网技术的多子系统协同应用，包含物联网信息服务平台、视频监控系统、传感信息采集系统、全流程溯源系统及大棚联动控制系统。

⑵传感信息采集系统包含传感器采集、数据传输、信息中心。

⑶全流程追溯系统包含生产信息追溯、标识系统管理、追溯查询、追溯统计分析。

⑷联动控制系统包括喷淋系统联动、风机系统联动、加热系统联动、天窗系统联动、电子屏发布系统。

综上所述，本发明上述各实施例的基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，满足农业信息化的需求，实现对农作物种植大棚环境信息实时采集、信息传输、控制到种植的全信息化、全自动化、智能化的管理和控制，结合种植不同阶段的生长特性，实现大棚生产全过程进行全面的生产管控，提升大棚的生产管理水平，提高企业品牌知名度，对产品推广起到积极的促进作用。该基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，至少可以达到以下有益效果：

具有提示、记录、存储、处理和信息发布等功能模块，对农产品进行安全生产的追溯和监管，农产品经过生产、采收、装箱、运输等多个环节，最终到用户使用，这个过程中生产追溯管理平台将对安全相关信息进行监管和追溯，可以提供数据查询，数据维护功能。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，其特征在于，包括用于对农作物生长环境进行监测的传感信息采集系统和视频监控系统，分别与所述传感信息采集系统和视频监控系统连接、且用作监控平台的物联网信息服务平台，与所述物联网信息服务平台连接、且用于对农产品进行追溯监控的全流程溯源系统，以及与所述传感信息采集系统连接、且用于根据传感信息采集系统的采集信息对农业大棚进行智能控制的大棚联动控制系统。

2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，其特征在于，所述传感信息采集系统，包括设置在农业大棚内部、且用于采集农作物生长环境信息的传感器采集模块，用于对所述传感器采集模块的采集信息进行处理的信息中心，以及连接在所述传感器采集模块与信息中心之间、且用于传输所述采集信息的数据传输模块；

所述传感器采集模块，与大棚联动控制系统连接；所述数据传输模块，与视频监控系统连接；所述信息中心，与物联网信息服务平台连接。

3.根据权利要求2所述的基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，其特征在于，所述传感器采集模块，包括环境温度传感器和/或环境湿度传感器和/或环境光照传感器和/或土壤养分传感器。

4.根据权利要求2所述的基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，其特征在于，所述数据传输模块，包括依次连接在所述传感器采集模块和信息中心之间的传感网络和节点箱；所述节点箱与视频监控系统连接，所述传感网络与节点箱之间通过Zigbee协议传输。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，其特征在于，所述大棚联动控制系统，包括并行设置、且分别与所述传感信息采集系统连接的多个控制系统联动模块，以及分别与所述多个控制系统联动模块连接的电子屏发布系统。

6.根据权利要求5所述的基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，其特征在于，所述多个控制系统联动模块，包括喷淋系统联动模块、天窗系统联动模块、风机系统联动模块和加热系统联动模块中的一种或多种。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的基于物联网技术的智能农业大棚应用系统，其特征在于，所述全流程溯源系统，包括依次与所述物联网信息服务平台连接的生产信息追溯模块、追溯查询模块和追溯统计分析模块，以及与所述生产信息追溯模块连接的标识系统管理模块。

Images