CN105513325A - 一种基于物联网解决种植问题的农业服务系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的农业定制站及其解决方案服务系统，该系统包括物联网系统、远程存储和计算系统、农业定制站和解决方案输出端，物联网系统的信息传输到远程存储和计算系统，远程存储和计算系统中的信息根据农业定制站信息请求进行计算和信息输出，农业定制站接收远程存储和计算系统传输的信息，并处理接收的信息形成解决方案，通过输出端输出解决方案。本发明的服务系统通过全面的物联网设备布置，实现农业种植信息的全面收集，尤其是收集农业种植过程中作业信息的收集，作业信息的收集通过人工输入和作业机器上设置的运行信息收集装置来收集，保证了信息的全面性，同时实现了作物种植过程中作物、气候、人工作业等多方面信息的集合。

Description

一种基于物联网解决种植问题的农业服务系统

技术领域

本发明属于农业领域，特别涉及农业种植和经营管理的服务系统，特别是涉及一种基于物联网解决种植问题的农业服务系统。

背景技术

中国申请号为201310629051.6的专利申请描述了基于云服务的农业智能优化监控系统包括多个用户单元和云计算中心服务器，每个所述用户单元包括传感器、用户端采集器、用户端控制器、被控设备和用户终端网关，所述传感器的信号输出端与所述用户端采集器的信号输入端连接，所述用户端控制器的控制输出端与所述被控设备的控制输入端连接，所述用户端采集器和所述用户端控制器分别与所述用户终端网关通讯连接，所述用户终端网关与所述云计算中心服务器通讯连接。

中国申请号为201510199031.9的专利申请描述了一种基于物联网的农业监管系统，包括数据采集端、服务中心端和控制终端，所述数据采集端与所述服务中心端通过互联网或局域网数据连接，所述服务中心端与所述控制终端通过无线或有线连接，其特征在于：所述服务中心端包括服务器、与所述服务器相连接的显示器、与所述服务器相连接的实时数据发布器、与所述服务器相连接的数据加密器、与所述服务器相连接的加密数据存储器、与所述服务器相连接的服务信息发送器和与所述服务器相连接的控制信号发送器，所述数据采集端包括采集传感器、控制信号接收器和与所述控制信号接收器相连接的控制驱动器，所述控制驱动器连接有控制动作器。

中国申请号为201510321927.X的专利申请描述了一种农业物联网综合服务系统，其包括：设置在应用基地的采集层，所述采集层通过传输层将信息传输至农业物联网综合服务平台，所述农业物联网综合服务平台将采集层采集到的信息通过发布服务器将信息发布至用户终端。所述农业物联网综合服务平台内设有采集信息展现模块、指挥调度模块、专家诊断模块，专家视频对话模块。所述采集信息展现模块将采集层采集到的数据信息进行整合，按天制成统计报表。所述指挥调度模块将采集信息展现模块整合后的报表发送至用户终端。所述专家诊断模块接收采集信息展现模块整合后的报表，与存储器内设置的数据进行对比，将对比结果发送至用户终端。

中国申请号为201510145740.9的专利申请描述了一种智能农业系统，其特征在于，包括中央控制平台、数据采集模块、执行单元和天气采集云服务器；所述数据采集模块，外接数据传感器，从而采集传感器检测的信息，并将采集的信息传输至中央控制平台；所述天气采集云服务器，通过互联网实时采集天气信息，并将采集的天气信息传输至中央控制平台；所述中央控制平台，根据接收的来自数据采集模块和天气采集云服务器的信息进行分析，并根据分析结果，发送不同的命令给执行单元；所述执行单元，根据中央控制平台的命令，控制相应的终端设备执行相应的动作。

中国申请号为201310342079.1的专利申请描述了一种农业植保远程服务系统，其特征在于，所述系统包括：信息采集设备、GPS模块、无线通信模块和植保专家诊断平台；所述信息采集设备，用于根据预定采集的信息对植物进行移动式点状采集；GPS模块，用于定位当前被采集的植物所在的地理位置；无线通信模块，用于将信息采集设备采集的信息和GPS模块定位的地理位置信息发送给植保专家诊断平台，以及将植保专家诊断的防治方案返回给农民；所述植保专家诊断平台，用于农保专家远程分析和诊断上述信息采集设备所采集的信息，发布防治方案。

中国申请号为201510052975.3的专利申请描述了一种农业物联网平台系统，其特征在于，包括依次连接的农业数据资源集成模块、系统专业支撑模块和终端示范平台，所述农业数据资源集成模块包括相互连接的云数据中心、云计算中心和云服务中心，还包括农业信息获取中心以及若干个与云数据中心相连接的农业数据资源数据库，所述农业信息获取中心从相应的农业数据资源检测设备采集获取多源异构数据，并将采集获取的多源异构数据存储至相应的农业数据资源数据库，所述云数据中心基于农业行业维度、农业品种维度和农业生产过程维度建立并通过对多源异构数据进行异构映射和数据融合处理形成统一格式的农业数据，所述云计算中心通过云计算技术对农业数据进行虚拟化存储和数据挖掘，所述云服务中心根据云计算中心的计算结果统一部署异构分散的农业物联网服务以及采用动态描述逻辑进行农业数据资源的分析调度和硬件资源调度并向系统专业支撑模块发送调度请求；所述系统专业支撑模块包括均与云服务中心相连的精细生产决策控制模块和加工仓储物流实时监控模块；所述精细生产决策控制模块在接收云服务中心的调度请求后进行动态需求建模，包括利用病虫害识别技术和远程图像传输技术建立的病虫害远程诊断模型以及利用数字视频采集处理技术和远程诊断技术建立的禽畜喂养诊断模型；所述加工仓储物流实时监控模块在接收云服务中心的调度请求后进行农产品加工、仓储和物流信息的实时监控；所述终端示范平台为包括大田作物信息、设施大棚信息和渔业信息的物联网示范平台，所述终端示范平台输入参数从而调用系统专业支撑模块的精细生产决策控制模块或加工仓储物流实时监控模块，所述精细生产决策控制模块根据终端示范平台的输入参数调用相应的模型进行计算并结合农业专业知识将模型计算结果返回至终端示范平台显示，所述加工仓储物流实时监控模块将实时监控结果返回至终端示范平台显示。

中国申请号为201310140853.0的专利申请描述了一种用于农业信息服务平台的系统架构，从底层依次向上包括数据库模块、系统平台支撑模块、功能模块、系统通讯模块和终端显示模块，其特征在于，所述功能模块包括测土配方施肥模块，所述测土配方施肥模块包括数据采集模块、施肥推荐卡和施肥计算建模模块，所述数据采集模块采集并存储用于测土配方施肥计算的试验数据，所述施肥推荐卡用于存储施肥计算的结果，所述施肥计算建模模块根据特定的算法利用数据采集模块的数据进行施肥计算建模，从而建立施肥计算模型，并将施肥计算的结果返回给施肥推荐卡；所述系统平台支撑模块包括引擎模块、功能模块管理单元和GIS模块，所述引擎模块将数据库模块中的数据信息传递至功能模块和系统通讯模块，所述功能模块管理单元用于对功能模块的管理，实现功能模块的组合以及调整功能模块在终端显示模块中的显示位置，所述GIS模块为数据采集模块提供地图信息；所述终端显示模块为通过配置调整功能模块的层级组建的多层级的模块目录结构。

中国申请号为201310571650.7的专利申请描述了一种基于云服务的智能现代农业系统，其特征在于：包括移动终端、云服务平台、种植系统、物流，移动终端、种植系统、物流都与云服务平台网络联接。所述云服务平台的数据库包括有：植物种类及特性数据库、种植方法数据库、成品实物数据库、模拟种植数据库、食用搭配数据库、烹饪方法数据库。

目前的农业服务系统围绕农业种植管理中的问题提出来个性化的解决方案，充分利用了农户端信息、气候信息和土壤信息，也充分利用了目前的互联网功能，实现远程服务和系统化服务，但是在实施过程中忽略了种植者的信息和种植过程中的变化信息，也缺少配套的当地个性化服务功能，无法解决农业种植中变化的种植者操作的变化信息、作物的变化信息和环境的变化信息所导致的区域农业解决方案的实现和实施。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种农业服务系统，尤其是提供了一种基于物联网解决种植问题的农业服务系统，该系统包括物联网系统、远程存储和计算系统、农业定制站和解决方案输出端，物联网系统的信息传输到远程存储和计算系统，远程存储和计算系统中的信息根据农业定制站信息请求进行计算和信息输出，农业定制站接收远程存储和计算系统传输的信息，并处理接收的信息形成解决方案，通过输出端输出解决方案。

上述农业服务系统中，物联网系统包括信息收集设备和信息传输设备，其中信息收集设备包括光能量收集设备、温度收集设备、风力收集设备、图像收集设备、农作物成分采集设备、土壤成分采集设备、声波收集设备、湿度收集设备、空气成分收集设备、作业机器设备运行信息采集设备、种植信息采集设备等中的一种或多种。

物联网中的信息收集设备自身具有或不具有显示设备，但是一定具有信息存储设备，以保证信息收集后能够临时存储，然后通过信息传输设备传输到远程存储和计算系统。信息传输设备包括无线信息传输设备、有线信息传输设备等中的一种或两种

上述物联网中，光能量收集设备收集阳光的光能量、非阳光直射的光能量、月光的光能量、人造光源的光能量等信息。

上述物联网中，温度收集设备包括空气温度收集设备、土壤温度收集设备、水源温度收集设备、作物生长微环境温度收集设备等，主要目的是收集作物生长的大环境和微环境的温度信息。

上述物联网中，风力收集设备包括收集作物生长环境的风力，包括作物生长微环境的风力信息。

上述物联网中，图像收集设备包括地面设置的图像收集设备、空中动态的图像收集设备，地面图像收集设备主要用于收集作物生长表观信息和种植者或种植管理者的行为信息，作物生长表观信息包括作物生长的总体信息，例如作物在生长基质上的分布信息，作物的高度信息，作物生长地上部分的茎叶信息，还包括作物表观信息，例如作物叶面颜色信息、作物页面的气孔信息等。空中动态的图像收集设备收集作物分布、作物生长密度、作物表面颜色等，通过空中动态的图像收集设备能够收集全方位的作物信息、作物生长环境信息等。

上述物联网中，农作物成分采集设备采集作物生长过程中各个部位的化学成分信息，尤其是作物生长过程中茎叶的化学成分信息、作物被采收的农产品化学成分信息。采集设备包括但不限于化学分析法采集的化学成分信息和间接法采集的化学成分信息，化学分析法包括目前通用的和改进的通过化学分析设备分析的成分信息，间接法包括但不限于通过人工经验获得成分信息、光谱检测设备通过计算获得的成分信息。

上述物联网中，土壤成分采集设备包括化学分析法采集的土壤成分信息和间接法采集的土壤成分信息，间接法采集的土壤成分信息包括但不限于通过人工经验获得成分信息、光谱检测设备通过计算获得的成分信息。

上述物联网中，作业机器设备运行信息采集设备主要包括无人作业机器设备运行过程信息采集设备、人工作业机器设备的运行过程信息采集设备，无论是无人作业机器设备还是人工作业机器设备，在作业机器设备上安装采集设备，采集设备收集、存储和传输作业机器运行过程信息到远程存储和计算系统，设备运行过程信息包括设备位置信息、设备运行时间信息、设备运行速度信息、设备运行接触物料及物料量的信息、机器设备运行中的环境图像信息和声音信息等。

上述物联网中，声波收集设备主要用于采集作物生长环境中任何声波信息，包括生长环境的动物发出的声波、机器发出的声波、人员发出的声波。

上述物联网中，湿度收集设备收集作物生长环境中的湿度，包括作物生长基质表面、作物高度的中间位置的湿度、作物上方的湿度，湿度收集设备采用目前常规湿度检测设备。

上述物联网中，空气成分收集设备主要用于收集空气中二氧化碳、氮气、氧气、悬浮颗粒、有机漂浮物、无机漂浮物、微生物等信息，其可以是单一成分收集设备，也可以是多成分收集设备，也可以多个单一成分收集设备的集合。

上述物联网中，其中种植者信息输入设备的形式包括文字输入设备、声音输入设备、图像输入设备中的一种或多种，文字输入设备主要功能是接收种植者操作过程的文字记录信息、声音输入设备主要功能是接收种植者操作过程的声音表达信息，图像输入设备主要功能是接收种植者操作过程的图像信息，图像信息包括但不限于种植者本人的图像信息、种植者给出的作物图像信息、种植者给出的作物农资商品图像信息和种植者给出的作物农业器械的图像信息。

远程存储和计算系统包括信息接收设备、信息分析设备、信息存储设备、信息处理服务器、信息输出设备等，信息接收设备包括无线信息接收设备或有线信息接收设备。信息分析设备包括图像、光波、声波、动力、化学参数等分析设备，所述分析设备加载分析程序，能够将物联网中传输过来的信息按照其信息形式进行分析。信息存储设备主要存储物联网传输过来的信息、农业定制站传输过来的信息、由其他数据库传输过来信息或其他数据库加载的信息、信息分析设备分析获得的信息等。信息处理服务器主要包括需求信息接收端口，装载根据需求信息能够运算出需求的结果的运算模型，运算结果通过信息输出设备输出到农业定制站。信息输出设备包括无线信息输出设备和有线信息输出设备。其中，由其他数据库传输过来信息或其他数据库加载的信息是非常广泛的，包括的信息种类不限于技术类信息、商业类信息，环境类信息、人工智能信息、人工经验信息等，根据农业定制站需求信息，可以自行查询并加载其他相关数据库中的数据，并便于信息处理服务器的计算。

农业定制站包括信息输入设备、信息接收设备、信息输出设备和信息显示设备。

所述农业定制站中，信息输入设备包括需求信息输入界面和种植者或种植专业人士所了解的各方面信息的输入界面。信息输入设备将信息传输到远程存储和计算系统。信息接收设备主要是接收通过输入设备输入信息触发远程存储和计算系统计算得到的结果。信息显示设备显示信息接收设备接收而来的信息。信息接收设备接接收的计算结果通过信息输出设备输出到解决方案输出端。

解决方案输出端包括但不限于纸质输出端、图像输出端、声音输出端、综合信息输出端等，输出端的显示可以纸面介质显示，也可以是电子图像界面介质显示。解决方案输出端主要是讲解决方案呈现给种植者或者是需要解决方案的任何人。解决方案本身是信息，但是信息必须具有载体才能够呈现给所需要的人，然后通过所需要的人来实施解决方案。呈现的方式可以是静态的呈现，例如通过纸质打印显示、在显示设备如手机、电脑等上显示，也可以通过动态的呈现，例如通过影音结合的方式动画呈现，或者是通过人工声音合成、人工声音讲解录制等方式声音呈现。

有益效果

本发明的农业服务系统通过全面的物联网设备布置，实现农业种植信息的全面收集，尤其是收集农业种植过程中作业信息的收集，作业信息的收集通过人工输入和作业机器上设置的运行信息收集装置来收集，保证了信息的全面性，同时实现了作物种植过程中作物、气候、人工作业等多方面信息的集合。

同时本发明的系统采用信息对流的方式设置，物联网中的信息收集端，其并不承担信息在物联网端直接输出，输出是通过农业定制站来输出，而且是以解决方案的形式输出，呈现给解决方案的需求者。

本发明的系统中的远程存储和计算系统实现连接多方信息，包括物联网信息、其他数据库信息、农业定制站输入信息等，从而为农业定制站输出解决方案提供了科学的依据。

农业定制站和远程存储和计算系统之间双向信息传输，保证农业定制站输出的方案充分结合农业定制站输入的信息。

附图说明

图1农业服务系统的总体布局图

图2物联网系统的构成图

具体实施方式

实施例1

一种农业服务系统，该系统包括物联网系统、远程存储和计算系统、农业定制站和解决方案输出端。

物联网系统包括信息收集设备和信息传输设备，信息收集设备包括光能量收集设备、温度收集设备、风力收集设备、图像收集设备、农作物成分采集设备、土壤成分采集设备、声波收集设备、湿度收集设备、空气成分收集设备、作业机器设备运行信息采集设备、种植信息采集设备。信息传输设备为无线信息传输设备。

远程存储和计算系统包括信息接收设备、信息分析设备、信息存储设备、信息处理服务器、信息输出设备，信息接收设备为无线信息接收设备，信息分析设备为图像、光波、声波、动力、化学参数分析设备。信息存储设备存储物联网传输过来的信息、农业定制站传输过来的信息、信息分析设备分析获得的信息、技术类信息、商业类信息，环境类信息、人工智能信息和人工经验信息。信息处理服务器包括需求信息接收端口，装载根据需求信息能够运算出需求的结果的运算模型，运算结果通过信息输出设备输出到农业定制站。信息输出设备包括无线信息输出设备。

农业定制站包括信息输入设备、信息接收设备、信息输出设备和信息显示设备。信息输入设备包括需求信息输入界面和种植者所了解的信息的输入界面。信息输入设备将信息传输到远程存储和计算系统。信息接收设备接收通过输入设备输入信息触发远程存储和计算系统计算得到的结果。信息显示设备显示信息接收设备接收而来的信息。信息接收设备接接收的计算结果通过信息输出设备输出到解决方案输出端。

解决方案输出端为纸质输出端、图像输出端、声音输出端，输出端的显示为纸面介质显示和电子图像界面介质显示。

农业服务系统的运行过程为：

信息收集设备的光能量光能量收集设备、温度收集设备、风力收集设备、图像收集设备、农作物成分采集设备、土壤成分采集设备、声波收集设备、湿度收集设备、空气成分收集设备、作业机器设备运行信息采集设备、种植信息采集设备分别进行信息收集，设备中有自动收集设备，有人工录入信息收集设备，例如种植信息采集设备就是需要人工录入信息设备完成。

信息收集设备的各个设备信息按照设备设定的时间要求通过无线传输到远程存储和计算系统的信息接收设备，信息接收设备信息将信息发送给信息分析设备，形成固定格式，然后再转存到信息存储设备，信息存储设备中本身有技术类信息、商业信息和环境类信息等，信息处理服务器可以随时调用存储设备中的任何信息，包括物联网传输过来的信息。

农业定制站会收集需求信息，需求信息通过农业定制站的信息输入设备输入，通过信息输出设备传输到远程存储和计算系统，计算系统根据农业定制站传输过来的需求信息，对存储系统中的所有信息进行有针对性的调用，通过设置的运算模型形成初步人工解决方案，初步解决方案再传输到农业定制站，农业定制站的信息接收设备接收信息后，通过信息显示设备显示出来，然后再通过农业定制站的信息输入设备对初步解决方案进行调整，将调整后成熟的解决方案输出到解决方案输出端，解决方案输出端通过打印功能将纸质方案输出。

内容的简要概述参见附图1和附图2。

Claims (25)

1.一种基于物联网的农业定制站的解决方案服务系统，其特征在于该系统包括物联网系统、远程存储和计算系统、农业定制站和解决方案输出端，物联网系统的信息传输到远程存储和计算系统，远程存储和计算系统中的信息根据农业定制站信息请求进行计算和信息输出，农业定制站接收远程存储和计算系统传输的信息，并处理接收的信息形成解决方案，通过输出端输出解决方案。

2.根据权利要求1所述的服务系统，其中物联网系统包括信息收集设备和信息传输设备。

3.根据权利要求2所述的服务系统，其中信息收集设备包括光能量收集设备、温度收集设备、风力收集设备、图像收集设备、农作物成分采集设备、土壤成分采集设备、声波收集设备、湿度收集设备、空气成分收集设备、作业机器设备运行信息采集设备、种植信息采集设备中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的服务系统，其中信息传输设备包括无线信息传输设备、有线信息传输设备等中的一种或两种。

5.根据权利要求3所述的服务系统，其中光能量收集设备收集阳光的光能量、非阳光直射的光能量、月光的光能量、人造光源的光能量等信息。

6.根据权利要求3所述的服务系统，其中温度收集设备包括空气温度收集设备、土壤温度收集设备、水源温度收集设备、作物生长微环境温度收集设备等，收集作物生长的大环境和微环境的温度信息。

7.根据权利要求3所述的服务系统，其中风力收集设备包括收集作物生长环境的风力，包括作物生长微环境的风力信息。

8.根据权利要求3所述的服务系统，其中图像收集设备包括地面设置的图像收集设备、空中动态的图像收集设备。

9.根据权利要求3所述的服务系统，其中农作物成分采集设备包括但不限于化学分析法采集的化学成分信息和间接法采集的化学成分信息。

10.根据权利要求3所述的服务系统，其中土壤成分采集设备包括化学分析法采集的土壤成分信息和间接法采集的土壤成分信息的设备。

11.根据权利要求3所述的服务系统，其中作业机器设备运行信息采集设备主要包括无人作业机器设备运行过程信息采集设备、人工作业机器设备的运行过程信息采集设备。

12.根据权利要求3所述的服务系统，其中声波收集设备采集生长环境的动物发出的声波、机器发出的声波、人员发出的声波。

13.根据权利要求3所述的服务系统，其中湿度收集设备收集作物生长环境中的作物生长基质表面、作物高度的中间位置的湿度、作物上方的湿度。

14.根据权利要求3所述的服务系统，其中空气成分收集设备主要用于收集空气中二氧化碳、氮气、氧气、悬浮颗粒、有机漂浮物、无机漂浮物、微生物等信息，其可以是单一成分收集设备，也可以是多成分收集设备，也可以多个单一成分收集设备的集合。

15.根据权利要求3所述的服务系统，其中种植者信息输入设备的形式包括文字输入设备、声音输入设备、图像输入设备中的一种或多种。

16.根据权利要求1所述的服务系统，其中远程存储和计算系统包括信息接收设备、信息分析设备、信息存储设备、信息处理服务器、信息输出设备。

17.根据权利要求16所述的服务系统，其中信息接收设备包括无线信息接收设备或有线信息接收设备。

18.根据权利要求16所述的服务系统，其中信息分析设备包括图像、光波、声波、动力、化学参数等分析设备，所述分析设备加载分析程序，能够将物联网中传输过来的信息按照其信息形式进行分析。

19.根据权利要求16所述的服务系统，其中信息存储设备主要存储物联网传输过来的信息、农业定制站传输过来的信息、由其他数据库传输过来信息或其他数据库加载的信息、信息分析设备分析获得的信息等。

20.根据权利要求19所述的服务系统，其中由其他数据库传输过来信息或其他数据库加载的信息信息种类不限于技术类信息、商业类信息，环境类信息、人工智能信息、人工经验信息等，信息种类根据农业定制站需求信息，可以自行查询并加载其他相关数据库中的数据，并便于信息处理服务器的计算。

21.根据权利要求16所述的服务系统，其中信息处理服务器主要包括需求信息接收端口，装载根据需求信息能够运算出需求的结果的运算模型，运算结果通过信息输出设备输出到农业定制站。

22.根据权利要求16所述的服务系统，其中信息输出设备包括无线信息输出设备和有线信息输出设备。

23.根据权利要求1所述的服务系统，其中农业定制站包括信息输入设备、信息接收设备、信息输出设备和信息显示设备，信息输入设备包括需求信息输入界面和种植者或种植专业人士所了解的各方面信息的输入界面。

24.根据权利要求1所述的服务系统，其中解决方案输出端包括但不限于纸质输出端、图像输出端、声音输出端、综合信息输出端。

25.根据权利要求24所述的服务系统，其中输出端为纸面介质输出端和/或电子图像界面介质输出端。