CN105491168A - 农业物联网应用服务平台标准嵌入系统 - Google Patents

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张红
聂燕
滕葳
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Abstract

本发明涉及智能农业领域，具体涉及一种农业物联网应用服务平台标准嵌入系统，包括报警单元、电力单元、主控中心平台、云服务器以及自动灌溉单元、数据采集单元和通风单元；数据采集单元采用无线通信技术与主控中心平台进行通信，自动灌溉单元，报警单元，通风单元和电力单元分别与主控中心平台连接；还包括云服务器，主控中心平台与云服务器连接，并将数据上传至云服务器，云服务器包括客户端和管理端，本发明通过数据采集单元，自动灌溉单元以及通风单元等，实现对作物生长的完全智能化管理；而且用户可通过手机APP单元实时访问云服务器，对生产中的各项活动进行实时观看。

Description

农业物联网应用服务平台标准嵌入系统
技术领域
本发明涉及智能农业领域，具体涉及一种农业物联网应用服务平台标准嵌入系统。
背景技术
农业问题，一直是我国的重点问题。我国人口占世界总人口的22%，耕地面积只占世界耕地面积的7%。随着经济的飞速发展,人民生活水平不断提高，资源短缺、环境恶化与人口剧增的矛盾却越来越突出。
当前，传统农业生产的物质技术手段落后，主要是依靠人力、畜力和各种手工工具以及一些简单机械。在现实中主要存在的问题是：农业科技含量、装备水平相对滞后，在农业生产中存在污染和浪费，据农业、水利部门测算，我国每年农业所消耗化肥、农药和水资源量都在飞速增长，数据惊人，农业的污染问题困扰着不少乡村，不少农民群众饮水安全受到影响。而且农业产出少、农民收入低，农产品的品种少，依靠和使用着这些落后的生产工具和生产技术维持着简单再生产，农业生产率低下，农业的产量增长缓慢，农业得不到很好的发展，这从而又反过来阻碍了农业技术的进步以及生产工具的创新。于是，传统农业的自身发展陷入恶性循环之中。传统农业在向现代农业发展过程中面临着确保农产品总量、调整农业产业结构、改善农产品品质和质量、生产效益低下、资源严重不足且利用率低、环境污染等问题而不能适应农业持续发展的需要。因此,关于智能农业技术的研究，显得非常必要与重要。
智能农业是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。
在专利号为CN103149897B，公告日为2013.06.12的专利文件中公开了一种基于农业物联网技术的精准农业自适应监控系统及方法，通过自适应环境控制模块、天气信息采集模块以及中心管理平台等实现对农业生产中遇到的各种环境问题的监控，该方案存在的技术不足是以自适应环境控制模块作为主线，被动的根据所感知的外界环境作出相应的管理，而不能直接提供适宜作物生长的环境。
在专利号为CN102626043A，公告日为2012.08.08的专利文件中公开了一种应用于农业生态温室的新能源闭环式综合节能系统，通过物联网智能控制系统与薄膜太阳能光伏系统、高温高效螺杆热泵系统的有效融合，实现温室大棚的智能管理，该方案存在的不足是不够智能化，忽略了人的因素。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种农业物联网应用服务平台标准嵌入系统，通过数据采集单元，自动灌溉单元以及通风单元等，实现对作物生长的完全智能化管理。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
农业物联网应用服务平台标准嵌入系统，其特征在于，包括报警单元、电力单元、主控中心平台、云服务器以及用于农作物生长的给水和肥料供给的自动灌溉单元、用于采集农作物生长环境中的各项指标信息的数据采集单元和用于加快空气流动的通风单元；所述数据采集单元采用无线通信技术与主控中心平台进行通信，所述自动灌溉单元，报警单元，通风单元和电力单元分别与主控中心平台连接；
还包括云服务器，所述主控中心平台与云服务器连接，并将数据上传至云服务器，所述云服务器包括客户端和管理端，所述客户端包括手机APP单元，用户通过所述手机ＡＰＰ单元进入客户端，进而访问云服务器；所述管理端用于生产者对大棚内的各项指标的人工管理。
优选地，所述电力单元通过有线或太阳能或风力为所述主控中心平台提供电能。
优选地，还包括视频监控单元，所述视频监控单元与主控中心平台连接，并将采集到的数据信息上传至主控中心平台。
优选地，还包括光照单元，用于对大棚内的农作物模拟光照。
优选地，所述数据采集单元包括温湿度传感器、光照传感器、土壤传感器和温度传感器。
优选地，所述温湿度传感器包括温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器为若干个，所述湿度传感器为若干个，空气传感器包括若干个氧气传感器和若干个CO2传感器。
优选地，所述土壤传感器包括土壤水分传感器、土壤墒情传感器、土壤温度传感器、土壤盐分传感器和土壤PH传感器。
优选地，所述土壤水分传感器、土壤墒情传感器、土壤温度传感器、土壤盐分传感器和土壤PH传感器分别为若干个。
优选地，所述自动灌溉单元包括雨水收集装置、肥料供给装置和进水装置。
优选地，所述无线通信技术为ZigBee无线通信技术。
（三）有益效果
本发明提供了一种农业物联网应用服务平台标准嵌入系统，适用于温室大棚等密封性空间的农作物培育，本发明与传统方案相比除了常规的数据采集单元外，在土壤传感器加入了更详细的土壤指标测试，如湿度，水分，盐分以及PH值等，在电力单元加入了太阳能或风力供电，可节约一定的电力资源，自动灌溉单元中除了常规的给水灌溉，加入了雨水灌溉以及肥料供给灌溉；在云服务器上更是创造性的加入了客户端和管理端，不仅生产者可以对大棚内各项指标进行人工控制，而且用户可通过手机APP单元实时访问云服务器，对生产中的各项活动进行实时观看。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的系统原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
农业物联网应用服务平台标准嵌入系统，如图1所示，包括报警单元、电力单元、主控中心平台、云服务器以及用于农作物生长的给水和肥料供给的自动灌溉单元、用于采集农作物生长环境中的各项指标信息的数据采集单元和用于加快空气流动的通风单元；数据采集单元采用无线通信技术与主控中心平台进行通信，自动灌溉单元，报警单元，通风单元和电力单元分别与主控中心平台连接；电力单元通过有线或太阳能或风力为所述主控中心平台提供电能。
还包括云服务器，主控中心平台与云服务器连接，并将数据上传至云服务器，云服务器包括客户端和管理端，客户端包括手机APP单元，用户通过所述手机ＡＰＰ单元进入客户端，进而访问云服务器；管理端用于生产者对大棚内的各项指标的人工管理。
还包括视频监控单元和光照单元，视频监控单元与主控中心平台连接，并将采集到的数据信息上传至主控中心平台，另外由于玻璃、阳光板、薄膜等覆盖物对阳光的折射、阻挡,导致设施内光照下降，加了光照单元，用于对大棚内的农作物模拟光照，即进行补光。
数据采集单元包括温湿度传感器、光照传感器、土壤传感器和温度传感器，温湿度传感器包括温度传感器和湿度传感器，温度传感器、湿度传感器可以1个或多个安装在大棚内的位置，当检测到大棚内温度过低时，可通过调节供暖系统对大棚进行升温，空气传感器包括若干个氧气传感器和若干个CO2传感器，分布在大棚内部各个角落。
土壤传感器包括若干个土壤水分传感器、土壤墒情传感器、土壤温度传感器、土壤盐分传感器和土壤PH传感器。
自动灌溉单元包括雨水收集装置、肥料供给装置和进水装置，通常情况下对农作物的灌溉主要采用普通灌溉，但这样有时比较浪费水资源，通过雨水收集装置，可节约一定的水资源，同时雨水收集装置包括雨水PH检测传感器，雨水净化装置以及雨水收集池。
另外，数据采集单元通过无线通信技术与主控中心平台进行通信，所采用的无线通信技术可以ZigBee无线通信，也可以是其他无线通信技术。
主控中心平台主要是对各单元的数据进行分析处理，同时将数据上传至云服务器。相比于传统的大棚智能化管理，本方案中在系统中加入了管理端和客户端，其中客户端是为了响应现在市场上的绿色蔬菜而设计的，通过该模块，用户可访问云服务器，对于云服务器上存储的数据，如视频监控信息以及其他信息进行观看，查询，但是不能进行控制。而管理端使用者主要是生产者，生产者通过管理端可以进行对大棚内的各单元进行人工控制
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.农业物联网应用服务平台标准嵌入系统，其特征在于，包括供暖系统，报警单元、电力单元、主控中心平台、云服务器以及用于农作物生长的给水和肥料供给的自动灌溉单元、用于采集农作物生长环境中的各项指标信息的数据采集单元和用于加快空气流动的通风单元；所述数据采集单元采用无线通信技术与主控中心平台进行通信，所述供暖系统，自动灌溉单元，报警单元，通风单元和电力单元分别与主控中心平台连接；
还包括云服务器，所述主控中心平台与云服务器连接，并将数据上传至云服务器，所述云服务器包括客户端和管理端，所述客户端包括手机APP单元，用户通过所述手机ＡＰＰ单元进入客户端，进而访问云服务器；所述管理端用于生产者对大棚内的各项指标的人工管理。
2.如权利要求1所述的农业物联网应用服务平台标准嵌入系统，其特征在于，所述电力单元通过有线或太阳能或风力为所述主控中心平台提供电能。
3.如权利要求1所述的农业物联网应用服务平台标准嵌入系统，其特征在于，还包括视频监控单元，所述视频监控单元与主控中心平台连接，并将采集到的数据信息上传至主控中心平台。
4.如权利要求1所述的农业物联网应用服务平台标准嵌入系统，其特征在于，还包括光照单元，用于对大棚内的农作物模拟光照。
5.如权利要求1所述的农业物联网应用服务平台标准嵌入系统，其特征在于，所述数据采集单元包括温湿度传感器、光照传感器、土壤传感器和空气传感器。
6.如权利要求5所述的农业物联网应用服务平台标准嵌入系统，其特征在于，所述温湿度传感器包括温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器分别为若干个，所述空气传感器包括若干个氧气传感器和若干个CO2传感器。
7.如权利要求5所述的农业物联网应用服务平台标准嵌入系统，其特征在于，所述土壤传感器包括土壤水分传感器、土壤墒情传感器、土壤温度传感器、土壤盐分传感器和土壤PH传感器。
8.如权利要求7所述的农业物联网应用服务平台标准嵌入系统，其特征在于，所述土壤水分传感器、土壤墒情传感器、土壤温度传感器、土壤盐分传感器和土壤PH传感器分别为若干个。
9.如权利要求1所述的农业物联网应用服务平台标准嵌入系统，其特征在于，所述自动灌溉单元包括雨水收集装置、肥料供给装置和进水装置。
10.如权利要求1所述的农业物联网应用服务平台标准嵌入系统，其特征在于，所述无线通信技术为ZigBee无线通信技术。
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