CN108646682A - 基于物联网的农业嘉年华环境控制系统及其环境控制方法 - Google Patents
基于物联网的农业嘉年华环境控制系统及其环境控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种基于物联网的农业嘉年华环境控制系统，其包括用户端、监控端、服务器端以及云服务器，所述用户端、监控端、服务器端以及云服务器之间相互通讯连接，用户端设置有操作界面及显示界面，所述监控端包括设置在多个园区的摄像头、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳含量监测传感器、土壤温湿度监测传感器以及光照传感器，服务器端包括控制模块、通讯模块、数据处理模块、数据分析模块以及策略生成模块，所述云服务器用于存储监控历史数据并根据监控历史数据绘制历史监控曲线，并将历史监控曲线发回至策略生成模块。本发明可以通过本系统用户可以远程查看农业嘉年华园区的环境参数数据、曲线走向图及视频监控，实现对嘉年华园区的控制。
Description
技术领域
本发明涉及农业设施技术领域，具体地涉及基于物联网的农业园区或者农业嘉年华的环境控制系统及其环境控制方法。
背景技术
农业嘉年华作为农业与嘉年华有机结合的一种新型休闲观光农业模式，其突出农业主题，并将嘉年华的娱乐方式融入农业节庆活动中，集农业生产、生态、休闲、教育、示范等多功能属性于一身，深深受到各地游客的喜爱。
为减少农业嘉年华管理人员成本，提升管理水平，中农富通物联网通过定制开发，整合企业现有IT资源，开发一套农业嘉年华物联网智能控制系统，系统依托物联网传感传输技术及软硬件开发实现对农业嘉年华温室的智能控制，实现农业嘉年华园区生产数据的实时监测、分析、管理、环境调控等功能。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种基于物联网的农业嘉年华控制系统及方法，其可以通过本系统用户可以远程查看农业嘉年华园区的环境参数数据、曲线走向图及视频监控，实现对农业嘉年华的控制。
具体地，本发明提供一种基于物联网的农业嘉年华环境控制系统，其包括用户端、监控端、服务器端以及云服务器，所述用户端、监控端、服务器端以及云服务器之间相互通讯连接，
所述用户端设置有操作界面及显示界面，所述监控端包括设置在多个园区的摄像头、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳含量监测传感器、土壤温湿度监测传感器以及光照传感器。
所述服务器端包括控制模块、通讯模块、数据处理模块、数据分析模块以及策略生成模块，所述通讯模块与所述摄像头、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳含量监测传感器、土壤温湿度监测传感器以及光照传感器通讯连接并将接收到的实时监测数据发送至数据处理模块，数据处理模块对实时监测数据进行处理后将实时监测数据发送至数据分析模块，数据分析模块对接收到的实时监测数据进行分析，并将分析结果传送回用户端，所述策略生成模块用于根据分析结果生成包含多个监控策略指标的监控策略，所述监控策略指标包括监控时间段、监控频率、多个园区的监控重视度以及每个园区的监控端的数量；
所述云服务器用于存储监控历史数据并根据监控历史数据绘制历史监控曲线，并将历史监控曲线发回至策略生成模块。所述策略生成模块包括历史监控曲线分析单元、策略库模型生成单元以及监控策略生成单元，所述历史监控曲线分析单元用于根据监控历史数据生成各项监控数据的权重，所述策略库模型生成单元用于根据多个监控数据生成多个监控模型，所述监控策略生成单元用于在多个监控模型中调取某个监控模型生成监控策略进行监控。
优选地，所述策略库模型生成单元还包括监控策略分级单元，所述监控策略分级单元用于多多个监控策略进行分级。
优选地，还包括环境调控单元，所述环境调控单元用于根据实时监测数据对园区内的环境进行实时调控。
优选地，本发明还提供一种基于物联网的农业嘉年华环境控制方法，其包括以下步骤：
S1、摄像头、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳含量监测传感器、土壤温湿度监测传感器以及光照传感器对多个园区的环境进行实时监控，并借助于通讯模块将实时监测数据发送至数据处理模块；
S2、数据处理模块对实时监测数据进行处理后将实时监测数据发送至数据分析模块，数据分析模块对接收到的实时监测数据进行分析，并将分析结果传送回用户端以及策略生成模块；
S3、所述策略生成模块用于根据分析结果生成包含多个监控策略指标的监控策略，所述监控策略指标包括监控时间段、监控频率、多个园区的监控重视度以及每个园区的监控端的数量；
S4、所述云服务器用于存储监控历史数据并根据监控历史数据绘制历史监控曲线，并将历史监控曲线发回至策略生成模块。
优选地，步骤S3具体包括以下步骤：
S31、建立策略库生成模型，将各项监控数据逐级分解到被监督对象上，并进行评价，根据评价形成针对所述监控策略指标的监控模板；
S32、自动生成监督项目，在多个监控模型中调取某个监控模型生成监控策略进行监控。
优选地，步骤S31具体包括以下步骤：
S311设定监控策略指标(xn)及监控策略指标的权重(ηn)；
S312定义评价分级(s)：对所述监控策略指标的评价得分进行分级；
S313计算权函数：
其中：(k＝1,…，s)，λ为分级边界值；
S314计算各个分类指标的聚类系数:
S315根据对监控策略指标所属的分类进行评定，得到各监控策略指标的评价；
S316根据评价形成针对所述监控策略指标的监控模板。
优选地，将每个所述监控策略指标对应的监控时间、监控频率、监控设备数量以及被监督园区分别设定为分类指标(x1，x2，x3，x4)，给出各个分类指标的实际值，根据所述实际值计算权函数，
其中，所述权重满足：
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种基于物联网的农业嘉年华控制系统及方法，其可以通过本系统用户可以远程查看农业嘉年华园区的环境参数数据、曲线走向图及视频监控，实现对农业嘉年华的控制。
本发明可以根据需要设定多个监控模型，多个监控模型中各个监控参数的比重不同，根据需要调用不同的监控模型，实现定制化监控措施。
附图说明
图1为本发明的结构示意框图；
图2为本发明的监控端的结构示意图；
图3为本发明的服务器端的结构示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
本发明提供一种基于物联网的农业嘉年华环境控制系统，如图1至图3所示，其包括用户端1、监控端2、服务器端3以及云服务器4，用户端1、监控端2、服务器端3以及云服务器4之间相互通讯连接。监控端主要实现园区各场馆的监控视频的实时查看，实时环境数据的显示，主要包括空气温度、空气湿度、光照强度、二氧化碳浓度、土壤温度湿度等几大环境。亦可以走势图的形式查看各环境参数的日走势。
用户端1设置有操作界面11及显示界面12，监控端2包括设置在多个园区的摄像头21、温度传感器22、湿度传感器23、二氧化碳含量监测传感器24、土壤温度湿度监测传感器25以及光照传感器26。
操作界面11是一个浏览器/服务器(B/S)体系结构的数据库应用程序，用户可直接通过WEB方式登录本系统进行设置，根据相应的权限去处理相关问题，用户登录必须是本系统数据库中已经设置好的登录名，否则登录时会提示出错。
用户端1采用MySQL作为数据库，整个结构下，用户界面完全通过浏览器实现，小部分逻辑在前端实现，主要事务逻辑在服务器端实现，安全性较高、速度快、便于维护。
视频监控部分主要是对园区各场馆摄像头做集中查看及进一步的操作，每页按显示四组图像设计，根据场馆编号有序排列，当选中某一图像，双击操作后，会出现单一摄像头显示页面，在单摄像头视频监控显示页面，支持云台功能操作、变焦操作、自动抓拍、历史回放等功能。其中自动抓拍功能模块，可根据抓拍周期等属性配置，自动抓拍照片并存储，便于用户后期查阅。支持选择存储照片大小，有原图、中图、小图三种规格选择。
服务器端3包括控制模块31、通讯模块32、数据处理模块33、数据分析模块34以及策略生成模块35，通讯模块32与所述摄像头、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳含量监测传感器、土壤温湿度监测传感器以及光照传感器通讯连接并将接收到的实时监测数据发送至数据处理模块，数据处理模块对实时监测数据进行处理后将实时监测数据发送至数据分析模块，数据分析模块对接收到的实时监测数据进行分析，并将分析结果传送回用户端，所述策略生成模块用于根据分析结果生成包含多个监控策略指标的监控策略，所述监控策略指标包括监控时间段、监控频率、多个园区的监控重视度以及每个园区的监控端的数量。
通过数据分析板块，用户可以查看各个场馆，在某一时间段的历史数据走势，支持空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤温度、光照强度、二氧化碳浓度的单一数据走势，亦可同时查看六大环境参数的同时走势，各参数走势曲线以不同颜色显示出来。历史曲线显示参数为某段时间内某类传感器节点信息平均值，时间段可以细致到时、日、周。当鼠标放于曲线图中的某一点时，可同时显示出该点的：平均值、最高值、最低值。
云服务器4用于存储监控历史数据并根据监控历史数据绘制历史监控曲线，并将历史监控曲线发回至策略生成模块。
优选地，策略生成模块包括历史监控曲线分析单元、策略库模型生成单元以及监控策略生成单元，所述历史监控曲线分析单元用于根据监控历史数据生成各项监控数据的权重，所述策略库模型生成单元用于根据多个监控数据生成多个监控模型，所述监控策略生成单元用于在多个监控模型中调取某个监控模型生成监控策略进行监控。
优选地，所述策略库模型生成单元还包括监控策略分级单元，所述监控策略分级单元用于多多个监控策略进行分级。
优选地，还包括环境调控单元，所述环境调控单元用于根据实时监测数据对园区内的环境进行实时调控。
优选地，本发明还提供一种基于物联网的农业嘉年华环境控制方法，其包括以下步骤：
S1、摄像头、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳含量监测传感器、土壤温湿度监测传感器以及光照传感器对多个园区的环境进行实时监控，并借助于通讯模块将实时监测数据发送至数据处理模块；
S2、数据处理模块对实时监测数据进行处理后将实时监测数据发送至数据分析模块，数据分析模块对接收到的实时监测数据进行分析，并将分析结果传送回用户端以及策略生成模块；
S3、所述策略生成模块用于根据分析结果生成包含多个监控策略指标的监控策略，所述监控策略指标包括监控时间段、监控频率、多个园区的监控重视度以及每个园区的监控端的数量；
S4、所述云服务器用于存储监控历史数据并根据监控历史数据绘制历史监控曲线，并将历史监控曲线发回至策略生成模块。
优选地，步骤S3具体包括以下步骤：
S31、建立策略库生成模型，将各项监控数据逐级分解到被监督对象上，并进行评价，根据评价形成针对所述监控策略指标的监控模板；
S32、自动生成监督项目，在多个监控模型中调取某个监控模型生成监控策略进行监控。
优选地，步骤S31具体包括以下步骤：
S311设定监控策略指标(xn)及监控策略指标的权重(ηn)；
S312定义评价分级(s)：对所述监控策略指标的评价得分进行分级；
S313计算权函数：
其中：(k＝1,…，s)，λ为分级边界值；
S314计算各个分类指标的聚类系数:
S315根据对监控策略指标所属的分类进行评定，得到各监控策略指标的评价；
S316根据评价形成针对所述监控策略指标的监控模板。
优选地，将每个所述监控策略指标对应的监控时间、监控频率、监控设备数量以及被监督园区分别设定为分类指标(x1，x2，x3，x4)，给出各个分类指标的实际值，根据所述实际值计算权函数，
其中，所述权重满足：
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种基于物联网的农业嘉年华控制系统及方法，其可以通过本系统用户可以远程查看农业嘉年华园区的环境参数数据、曲线走向图及视频监控，实现对农业嘉年华的控制。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于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：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，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范围。
Claims (8)
1.一种基于物联网的农业嘉年华环境控制系统，其特征在于：其包括用户端、监控端、服务器端以及云服务器，所述用户端、监控端、服务器端以及云服务器之间相互通讯连接，
所述用户端设置有操作界面及显示界面，所述监控端包括设置在多个园区的摄像头、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳含量监测传感器、土壤温湿度监测传感器以及光照传感器；所述服务器端包括控制模块、通讯模块、数据处理模块、数据分析模块以及策略生成模块，所述通讯模块与所述摄像头、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳含量监测传感器、土壤温湿度监测传感器以及光照传感器通讯连接并将接收到的实时监测数据发送至数据处理模块，数据处理模块对实时监测数据进行处理后将实时监测数据发送至数据分析模块，数据分析模块对接收到的实时监测数据进行分析，并将分析结果传送回用户端，所述策略生成模块用于根据分析结果生成包含多个监控策略指标的监控策略，所述监控策略指标包括监控时间段、监控频率、多个园区的监控重视度以及每个园区的监控端的数量；
所述云服务器用于存储监控历史数据并根据监控历史数据绘制历史监控曲线，并将历史监控曲线发回至策略生成模块；以及
所述策略生成模块包括历史监控曲线分析单元、策略库模型生成单元以及监控策略生成单元，所述历史监控曲线分析单元用于根据监控历史数据生成各项监控数据的权重，所述策略库模型生成单元用于根据多个监控数据生成多个监控模型，所述监控策略生成单元用于在多个监控模型中调取某个监控模型生成监控策略进行监控。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的嘉年华环境控制系统，其特征在于：所述策略库模型生成单元还包括监控策略分级单元，所述监控策略分级单元用于多多个监控策略进行分级。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的农业嘉年华环境控制系统，其特征在于：还包括环境调控单元，所述环境调控单元用于根据实时监测数据对园区内的环境进行实时调控。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的嘉年华环境控制系统，其特征在于：所述环境调控单元包括温度条件装置、湿度调节装置以及空气净化装置。
5.一种基于权利要求1所述的物联网的嘉年华环境控制系统进行的环境控制方法，其特征在于：其包括以下步骤：
S1、摄像头、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳含量监测传感器、土壤温湿度监测传感器以及光照传感器对多个园区的环境进行实时监控，并借助于通讯模块将实时监测数据发送至数据处理模块；
S2、数据处理模块对实时监测数据进行处理后将实时监测数据发送至数据分析模块，数据分析模块对接收到的实时监测数据进行分析，并将分析结果传送回用户端以及策略生成模块；
S3、所述策略生成模块用于根据分析结果生成包含多个监控策略指标的监控策略，所述监控策略指标包括监控时间段、监控频率、多个园区的监控重视度以及每个园区的监控端的数量；
S4、所述云服务器用于存储监控历史数据并根据监控历史数据绘制历史监控曲线，并将历史监控曲线发回至策略生成模块。
6.根据权利要求5所述的环境控制方法，其特征在于：步骤S3具体包括以下步骤：
S31、建立策略库生成模型，将各项监控数据逐级分解到被监督对象上，并进行评价，根据评价形成针对所述监控策略指标的监控模板；
S32、自动生成监督项目，在多个监控模型中调取某个监控模型生成监控策略进行监控。
7.根据权利要求6所述的环境控制方法，其特征在于：步骤S3具体包括以下步骤：
步骤S31具体包括以下步骤：
S311设定监控策略指标(xn)及监控策略指标的权重(ηn)；
S312定义评价分级(s)：对所述监控策略指标的评价得分进行分级；
S313计算权函数：
其中：(k＝1,…，s)，λ为分级边界值；
S314计算各个分类指标的聚类系数:
S315根据对监控策略指标所属的分类进行评定，得到各监控策略指标的评价；
S316根据评价形成针对所述监控策略指标的监控模板。
8.根据权利要求7所述的环境控制的方法，其特征在于：将每个所述监控策略指标对应的监控时间、监控频率、监控设备数量以及被监督园区分别设定为分类指标(x1，x2，x3，x4)，给出各个分类指标的实际值，根据所述实际值计算权函数，
其中，所述权重满足：
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