CN109102422A - 一种大数据农业管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大数据农业管理系统。该系统包括物联网传感器平台、大数据分析平台、气象预警预报平台、病虫害防治与灾害预警平台、实时移动监测平台、农业管理和生产预测平台，本发明提供的大数据农业管理系统实现了对农业温室中各农业数据的采集，对人类营养状况数据、生物群体的基因组的分析，对农作物生长环境中各参数的关系的分析，对天气状况的预测，对农产品与食品的产地环境、产业链管理、产前产中产后、仓储加工、物流数据的监测，对农产品销售价格、销售量、销售需求、消费者购买行为数据的分析，对气象数据等信息的发布和管理，对病虫害的发展动态、影响范围的预测和对各设备的调控。
Description
技术领域
本发明涉及农业管理领域，特别是涉及一种大数据农业管理系统。
背景技术
随着我国农业领域各项事业的不断发展，农业大数据技术所涉及范围也越来越广，特别是目前农业活动的各个环节不断的增多，其产生的数据数量也越来越多，因此，关于农业数据分析的相关需求也越来越多。农业大数据技术是指在农业数据研究中结合了地域性、季节性、多样性、周期性、以及农作物本身特性的数据集合，其数据的来源广泛、类型多样、结构复杂、有潜在的价值，但也很难利用，目前我国的农业大数据技术还不是很成熟，制约着农业以及其他相关领域的经济发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种大数据农业管理系统，实现了对大数据的利用，并实现了采用大数据对农业的管理进行指导的功能。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种大数据农业管理系统，所述系统包括：
物联网传感器平台，包括物联网传感器和控制器，用于实时采集农业温室中的农业数据，所述农业数据包括种植环境数据、作物生长数据和温室运营管理数据，并将所述农业数据传输至云端；
大数据分析平台，用于对人类营养状况数据、生物群体的基因组进行分析；用于监测土壤肥力、管理农田边界图、定位防治病虫害、施肥和灌溉；用于对农作物生长环境进行监测，并对农作物生长环境中各参数的关系进行分析，确定不同生态环境对农作物生长的影响；用于通过分析历史天气的变化规律，建立天气识别模型，对天气状况进行预测分析；用于对农产品与食品的产地环境、产业链管理、产前产中产后、仓储加工、物流数据进行监测；用于监测农产品的收购、储存、加工、包装、运输、卸载搬运和配送；用于对农产品销售价格、销售量、销售需求和消费者购买行为进行分析，确定农产品的供需、价格变动以及消费者的购买习惯；
气象预警预报平台，用于对大数据分析平台预测的气象数据进行信息发布和信息管理；
病虫害防治与灾害预警平台，用于通过无线传感器网络收集病虫害防治数据，结合地理信息系统，预测病虫害的发展动态和影响范围；
实时移动监测平台，包括移动端APP，所述移动端APP通过移动网络或WiFi获取云端的所述农业数据；
农业管理和生产预测平台，对所述农业数据进行分析，通过所述物联网传感器平台的控制器对各农业设备进行调控。
可选的，所述物联网传感器平台包括空气监测模块和土壤墒情监测模块，所述空气监测模块用于实时采集空气温湿度、二氧化碳浓度和有害气体浓度，并根据所述有害气体浓度进行报警；所述土壤墒情监测模块用于实时采集土壤温度、水分含量、酸碱度、肥力和农药残留数据。
可选的，所述农业管理和生产预测平台包括：智能监测控制模块、安全智能监控防火防盗报警模块、智能光照模块、智能放风控制模块和智能灌溉控制模块，所述智能监测控制模块用于实时监测环境参数和控制设备；所述安全智能监控防火防盗报警模块用于结合视频监控、安全烟雾检测模块形成防火防盗报警模块；智能光照模块用于实时采集温室内光照强度，并与智能遮阳系统、智能卷帘系统联动，促进作物生长，防止晒伤发生；所述智能放风控制模块用于根据环境温度、湿度、风速和风向，对温室进行放风；所述智能灌溉控制模块用于根据土壤肥力指标、土壤温湿度和酸碱度，智能管控水阀。
可选的，大数据分析平台包括良种培育模块、数据种植模块、农业生态环境监测模块、天气预测模块、农产品与食品安全监测模块、农产品物流监测模块和农产品市场追踪模块，所述良种培育模块用于对人类营养状况数据、生物群体的基因组进行分析，通过对农作物的基因组进行测序，培育作物品种；数据种植模块用于基于大数据BI分析和现代化农事操作技术与管理系统，监测土壤肥力、管理农田边界图、定位防治病虫害、施肥和灌溉；农业生态环境监测模块用于对农作物生长环境进行监测，并对农作物生长环境中各参数的关系进行分析，确定不同生态环境对农作物生长的影响，所述农作物生长环境包括土壤、水质、气候、气象和灾害；天气预测模块用于通过分析历史天气变化规律，建立天气识别模型，对天气状况进行预测分析；农产品与食品安全监测模块用于对农产品与食品的产地环境、产业链管理、产前产中产后、仓储加工、物流数据进行监测；农产品物流监测模块用于监测农产品的收购、储存、加工、包装、运输、卸载搬运和配送；农产品市场追踪模块用于对农产品销售价格、销售量、销售需求和消费者购买行为进行分析，确定农产品的供需、价格变动以及消费者的购买习惯。
可选的，所述病虫害防治与灾害预警平台包括：数据采集模块、病虫害防治GIS展示模块、分析预测模块、防治方法管理模块和信息发布模块；所述数据采集模块包括集成GPS模块的移动终端，监测人员通过移动终端录入病虫害监测数据；所述病虫害防治GIS展示模块对采集数据、分析预测预报数据和病虫害防治专题图进行信息管理、查询、分析、统计及可视化展现；所述分析预测模块对各年度的资料信息以及不同地域的资料信息进行分析处理，确定数学模型，对病虫害的发生的趋势和危害进行预测；所述防治方法管理模块根据分析模型的预测结果，结合植保知识、科研成果、专家经验确定防治方法和策略；所述信息发布模块通过手机短信或LED信息显示屏幕的方式发布防治信息。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的大数据农业管理系统设置了物联网传感器平台、大数据分析平台、气象预警预报平台、病虫害防治与灾害预警平台、实时移动监测平台、农业管理和生产预测平台，实现了对农业温室中各农业数据的采集，对人类营养状况数据、生物群体的基因组的分析，对农作物生长环境中各参数的关系的分析，对天气状况的预测，对农产品与食品的产地环境、产业链管理、产前产中产后、仓储加工、物流数据的监测，对农产品销售价格、销售量、销售需求、消费者购买行为数据的分析，对气象数据等信息的发布和管理，对病虫害的发展动态、影响范围的预测和对各设备的调控。
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为本发明实施例大数据农业管理系统的结构示意图；
图2为本发明实施例大数据分析平台的数据图；
图3为本发明实施例气象预警预报平台的功能图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
本发明的目的是提供一种大数据农业管理系统，实现了对大数据的利用，并实现了采用大数据对农业的管理进行指导的功能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例大数据农业管理系统的结构示意图，如图1所示，本发明提供的大数据农业管理系统包括：物联网传感器平台，包括物联网传感器和控制器，用于实时采集农业温室大棚中的农业数据，所述农业数据包括种植环境数据、作物生长数据和温室运营管理数据，并将所述农业数据传输至云端；
大数据分析平台，用于用于对人类营养状况数据、生物群体的基因组进行分析；用于监测土壤肥力、管理农田边界图、定位防治病虫害、施肥和灌溉；用于对农作物生长环境进行监测，并对农作物生长环境中各参数的关系进行分析，确定不同生态环境对农作物生长的影响；用于通过分析历史天气的变化规律，建立天气识别模型，对天气状况进行预测分析；用于对农产品与食品的产地环境、产业链管理、产前产中产后、仓储加工、物流数据进行监测；用于监测农产品的收购、储存、加工、包装、运输、卸载搬运和配送；用于对农产品销售价格、销售量、销售需求和消费者购买行为进行分析，确定农产品的供需、价格变动以及消费者的购买习惯；
气象预警预报平台，用于对大数据分析平台预测的气象数据进行信息发布和信息管理；
病虫害防治与灾害预警平台，用于通过无线传感器网络收集病虫害防治数据，结合地理信息系统，预测病虫害的发展动态和影响范围；
实时移动监测平台，包括移动端APP，所述移动端APP通过移动网络或WiFi获取云端的所述农业数据；
农业管理和生产预测平台，对所述农业数据进行分析，通过所述物联网传感器平台的控制器对各农业设备进行调控。
其中，农业基础数据服务平台，以智能物联传感器和控制器为基础，实时、系统采集农业温室大棚中各类数据，包括：种植环境数据、作物生长数据和温室运营管理数据。整体数据具有完整性、体系性、综合性和真实性的特点。
农业基础服务平台可以为大棚种植者、农业公司管理者、政府和社会第三方监督者、农资和农机企业，农产品经销商、农产品电商，以及消费者提供准确、详实，具有高可用性和可信度的数据服务和溯源服务。
1)物联网传感器平台：包括空气监测模块和土壤墒情监测模块，所述空气监测模块用于实时采集空气温湿度、二氧化碳浓度并及时报警；所述物联网传感器平台还包括土壤墒情监测模块，所述土壤墒情监测模块用于实时采集土壤温度、水分含量、酸碱度、肥力和农药残留数据。
2)农业管理和生产预测平台包括：智能监测控制模块、安全智能监控防火防盗报警模块、智能光照模块、智能放风控制模块和智能灌溉控制模块。
所述智能监测控制模块用于实时监测环境参数、智能控制设备系统；所述安全智能监控防火防盗报警模块用于视频监控、安全烟雾检测系统融合形成防火防盗报警系统；智能光照模块用于实时采集温室内光照强度，与智能遮阳系统、智能卷帘系统联动，促进作物生长，防止晒伤发生；智能卷帘控制系统：手机智能操控，避免以外卷翻，杜绝意外事故发生；智能放风控制模块用于根据环境温度、湿度、风速、风向等数据，智能精准放风控制系统；所述智能灌溉控制模块用于根据土壤肥力指标、土壤温湿度、酸碱度等数据，智能管控水阀，高效节水节肥。
3)大数据分析平台包括良种培育模块、数据种植模块、农业生态环境监测模块、天气预测模块、农产品与食品安全监测模块、农产品物流监测模块和农产品市场追踪模块。
1.所述良种培育模块：对人类营养状况数据、生物群体的基因组等数据进行分析，如图2所示，通过对农作物的基因组进行测序，培育一些营养价值较高的作物品种，有助于提升人们的健康水平。
2.数据种植模块：精准种植是基于综合大数据BI分析和总结出的现代化农事操作技术与管理的系统，主要用于土壤肥力的精准化监测、农田边界图智能管理、病虫害精准定位和防治、精准施肥和灌溉等。
3.农业生态环境监测模块：生态环境监测主要是对农作物生长相关的土壤、水质、气候、气象和灾害等情况进行全面监测，并对它们之间复杂的关系进行分析，可以判断不同生态环境对农作物生长的影响。
4.天气预测模块：通过分析历史天气变化规律，建立天气识别模型，结合当前的气候特征和近期的天气情况，对某地未来一定时期的天气状况进行预测分析，对农业生产和日常生活具有重要的指导作用。
5.农产品与食品安全监测模块：通过对农产品与食品的产地环境、产业链管理、产前产中产后、仓储加工、物流等数据进行监测，并通过对影响农产品与食品安全的关键性指标设置警兆、分析数据、发布预警、寻找警源、消除警情等一系列操作，实现对农产品与食品的安全监控。
6.农产品物流监测模块：农产品物流涉及农产品的收购、储存、加工、包装、运输、卸载搬运、配送等环节，通过整合、分析各个环节的数据，不仅可以连接农业主体和消费需求主体，还能实现农产品保值增值，甚至可以为整个物流管理提供有力的决策支持，如物流中心选址、最优化配送路线、合理管理库存等。
7.农产品市场追踪模块：通过对农产品销售价格、销售量、销售需求、消费者购买行为数据进行分析，可以判断农产品的供需、价格变动以及消费者的购买习惯等。我国的农业大数据应用虽已取得阶段性成果，但在整个农业产业链推广过程中仍存在许多问题。而农业大数据作为农业信息化的发展趋势，是新一代信息技术的集中反映，是一个具有无穷潜力的新兴科技产业方向。
4)气象预警预报平台：综合采集气象环境数据与农业生产与管理数据，通过农业大数据系统，实现气象预警预报，并通过气象预警预报平台进行信息发布、信息管理、气象灾害预防与救援管理，如图3所示。通过综合的数据监控，政府和农业管理者，可进行高效、精准、有针对性的灾害救援工作，进而为农业生产安全提供保障。
5)病虫害防治与灾害预警平台：病虫害发生的预测预报可为病虫害及时防治提供指导,在病虫尚未造成危害时及时用药,减少农药施用量,对降低生产成本、保护环境都是非常有益的。
1.通过移动终端信息采集设备和物联网的无线传感器网络收集病虫害防治相关数据，建立病虫害防治数据库。
2.运用地理信息系统技术，实现病虫害的发展动态、影响范围、病虫害分布的季节性、气候性、地域性等分布特点的可视化，为病虫害的防治提供有价值的参考信息。
3.建立一套科学的预测模型，指导农民科学进行病虫害防治，并为政府对病虫害灾情掌握和针对性应急管理提供可靠依据。
病虫害防治与灾害预警平台由以下模块组成：
1.数据采集移动终端系统：系统集成GPS模块的移动终端作为采集工具，监测人员通过移动终端录入病虫害监测数据。包括信息采集作业日志(采集作业类型、作业时间、采集信息地点、作业人员、气象状况等)和病虫害信息数据(包括病虫害名称、作物类型、病虫害发生面积程度等)。
2.病虫害防治GIS展示系统：实现前端采集数据、分析预测预报数据、病虫害防治专题图等的信息管理、查询、分析、统计及可视化展现，为病虫害的预测、预警和防治提供技术支持。在GIS系统上可展示农作物病虫害发生动态、作物生长状况、采取的防治措施、进行化学防治所用的药剂等有关防治信息，以及各种作物播种面积、病虫害发生面积、灾情损失情况和各地各级农业行政和技术部门所采取的措施等。
3.分析预测系统：把各年度的资料信息、不同地域的资料信息，包括气象资料、农作物品种抗性、有害生物资料、生态变化等信息集合在一起进行分析处理，找出数学模型，对病虫害的发生的趋势和危害做出预测。
4.防治方法管理系统：专家根据分析模型的预测结果、结合植保知识、科研成果、专家经验等给出针对性的防治方法和策略。
5.信息发布系统：通过手机短信或LED信息显示屏幕的方式将防治信息发布到农户处，指导其防治病虫害工作。
6)实时移动监测控制平台：通过移动端APP软件可显示设置室内外温度、湿度、光照、二氧化碳、土壤水分、土壤温度、烟雾等参数，并可进行手动/自动控制和切换以及自动预警通知，通过联通3G或WiFi入网，将数据送到云端，手机端和监控中心数据直接从云端获得，稳定安全便捷，并且数据长久存储，为以后种植作物的溯源数据做好储备。
温室内传感器检测空气温度/湿度、土壤水分/温度、光照强度、二氧化碳浓度等参数，相关数据通过2.4G无线局域网实时上传给中控系统，中控系统通过收集到数据，结合大数据经验和智能算法，控制无线局域网内的包括卷帘机、放风机、内遮阳、外遮阳、风机、湿帘水泵、顶部通风、电磁阀等设备的开启/关闭，调节温室内参数，以便于给植物生长提供更适宜的环境。
本发明提供的大数据农业管理系统设置了物联网传感器平台、大数据分析平台、气象预警预报平台、病虫害防治与灾害预警平台、实时移动监测平台、农业管理和生产预测平台，实现了对农业温室中各农业数据的采集，对人类营养状况数据、生物群体的基因组的分析，对农作物生长环境中各参数的关系的分析，对天气状况的预测，对农产品与食品的产地环境、产业链管理、产前产中产后、仓储加工、物流数据的监测，对农产品销售价格、销售量、销售需求、消费者购买行为数据的分析，对气象数据等信息的发布和管理，对病虫害的发展动态、影响范围的预测和对各设备的调控。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种大数据农业管理系统，其特征在于，所述系统包括：
物联网传感器平台，包括物联网传感器和控制器，用于实时采集农业温室中的农业数据，所述农业数据包括种植环境数据、作物生长数据和温室运营管理数据，并将所述农业数据传输至云端；
大数据分析平台，用于对人类营养状况数据、生物群体的基因组进行分析；用于监测土壤肥力、管理农田边界图、定位防治病虫害、施肥和灌溉；用于对农作物生长环境进行监测，并对农作物生长环境中各参数的关系进行分析，确定不同生态环境对农作物生长的影响；用于通过分析历史天气的变化规律，建立天气识别模型，对天气状况进行预测分析；用于对农产品与食品的产地环境、产业链管理、产前产中产后、仓储加工、物流数据进行监测；用于监测农产品的收购、储存、加工、包装、运输、卸载搬运和配送；用于对农产品销售价格、销售量、销售需求和消费者购买行为进行分析，确定农产品的供需、价格变动以及消费者的购买习惯；
气象预警预报平台，用于对大数据分析平台预测的气象数据进行信息发布和信息管理；
病虫害防治与灾害预警平台，用于通过无线传感器网络收集病虫害防治数据，结合地理信息系统，预测病虫害的发展动态和影响范围；
实时移动监测平台，包括移动端APP，所述移动端APP通过移动网络或WiFi获取云端的所述农业数据；
农业管理和生产预测平台，对所述农业数据进行分析，通过所述物联网传感器平台的控制器对各农业设备进行调控。
2.根据权利要求1所述的大数据农业管理系统，其特征在于，所述物联网传感器平台包括空气监测模块和土壤墒情监测模块，所述空气监测模块用于实时采集空气温湿度、二氧化碳浓度和有害气体浓度，并根据所述有害气体浓度进行报警；所述土壤墒情监测模块用于实时采集土壤温度、水分含量、酸碱度、肥力和农药残留数据。
3.根据权利要求1所述的大数据农业管理系统，其特征在于，所述农业管理和生产预测平台包括：智能监测控制模块、安全智能监控防火防盗报警模块、智能光照模块、智能放风控制模块和智能灌溉控制模块，所述智能监测控制模块用于实时监测环境参数和控制设备；所述安全智能监控防火防盗报警模块用于结合视频监控、安全烟雾检测模块形成防火防盗报警模块；智能光照模块用于实时采集温室内光照强度，并与智能遮阳系统、智能卷帘系统联动，促进作物生长，防止晒伤发生；所述智能放风控制模块用于根据环境温度、湿度、风速和风向，对温室进行放风；所述智能灌溉控制模块用于根据土壤肥力指标、土壤温湿度和酸碱度，智能管控水阀。
4.根据权利要求1所述的大数据农业管理系统，其特征在于，大数据分析平台包括良种培育模块、数据种植模块、农业生态环境监测模块、天气预测模块、农产品与食品安全监测模块、农产品物流监测模块和农产品市场追踪模块，所述良种培育模块用于对人类营养状况数据、生物群体的基因组进行分析，通过对农作物的基因组进行测序，培育作物品种；数据种植模块用于基于大数据BI分析和现代化农事操作技术与管理系统，监测土壤肥力、管理农田边界图、定位防治病虫害、施肥和灌溉；农业生态环境监测模块用于对农作物生长环境进行监测，并对农作物生长环境中各参数的关系进行分析，确定不同生态环境对农作物生长的影响，所述农作物生长环境包括土壤、水质、气候、气象和灾害；天气预测模块用于通过分析历史天气变化规律，建立天气识别模型，对天气状况进行预测分析；农产品与食品安全监测模块用于对农产品与食品的产地环境、产业链管理、产前产中产后、仓储加工、物流数据进行监测；农产品物流监测模块用于监测农产品的收购、储存、加工、包装、运输、卸载搬运和配送；农产品市场追踪模块用于对农产品销售价格、销售量、销售需求和消费者购买行为进行分析，确定农产品的供需、价格变动以及消费者的购买习惯。
5.根据权利要求1所述的大数据农业管理系统，其特征在于，所述病虫害防治与灾害预警平台包括：数据采集模块、病虫害防治GIS展示模块、分析预测模块、防治方法管理模块和信息发布模块；所述数据采集模块包括集成GPS模块的移动终端，监测人员通过移动终端录入病虫害监测数据；所述病虫害防治GIS展示模块对采集数据、分析预测预报数据和病虫害防治专题图进行信息管理、查询、分析、统计及可视化展现；所述分析预测模块对各年度的资料信息以及不同地域的资料信息进行分析处理，确定数学模型，对病虫害的发生的趋势和危害进行预测；所述防治方法管理模块根据分析模型的预测结果，结合植保知识、科研成果、专家经验确定防治方法和策略；所述信息发布模块通过手机短信或LED信息显示屏幕的方式发布防治信息。
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