CN109613878A - 一种基于物联网的麦田智能预警监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，包括综合环境数据采集模块、分析预警模块、物联网服务器、无线网络传输模块、视频监控模块和数据图像软件平台模块；所述综合环境数据采集模块用于对麦田的环境数据进行监测，所述视频监控模块用于对麦田的视频和图像进行监控，所述无线网络传输模块连接于所述物联网服务器，接收来自综合环境数据采集模块和视频监控模块的信息并处理，然后将处理后的信息实时发送至所述数据图像软件平台模块，所述分析预警模块，用来存储、对比、分析麦田的综合环境数据和麦田视频图像。本发明的监控系统能对影响麦苗生长的关键参数进行监控并发出智能预警。

Description

一种基于物联网的麦田智能预警监控系统

技术领域

本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的麦田智能预警监控系统。

背景技术

小麦是我国三大粮食作物之一，我国也是世界最早种植小麦的国家之一。据2017年12月份《国家统计局关于2017年粮食产量的公告》数据，2017年我国小麦播种面积为23987.5千公顷，小麦总产量12977.4万吨，小麦产量约占我国口粮总产量比例的21%。因此，小麦在我国的农业生产及粮食安全保障体系中占有十分重要的地位。小麦在田间的生长要经过播种期、出苗期、分蘖期、越冬期、返青期、起身期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、灌浆期和成熟期，不同生长期、不同麦种对养分的需求、光照以及病虫害的防治不尽相同。因此，及时准确获取影响小麦生长的关键参数从而进行科学调控，是小麦高产稳产的重要保障。

对麦田的传统监控方法是通过人工观察，记录观察结果后再与历史同期数据进行对比，发现异常后再提出预警采取措施，这种方法周期长且效率低，不适合大规模种植时采用。公开号为CN108600980A的中国发明公开了一种基于ZigBee和LoRa的麦田监控系统，主要采用星型轮询组网结构，组网简单，传输速率高，接入时间短，但是其只能起到监控的作用，无法对监控到的信息进行分析给出预警。公告号为CN205247165U的中国实用新型专利公开了一种寒地稻田水足迹与水质远程监控系统，公告号为CN206312000U的中国实用新型专利公开了一种旱作水稻田间土壤湿度及施肥量监控系统，上述两个系统对水稻田的监控系统同样可以用作监控麦田，但是上述两个监控系统的监控对象较为单一，只能对水质或土壤湿度及施肥量进行监控，无法实现对稻田空气湿温度、土壤湿温度、风向和降雨量等数据的完整监控。

农业物联网是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用，是用各类感知设备采集农业生产过程、农产品物流以及动植物本体的相关信息，通过无线传感器网络、移动通信无线网和互联网传输，将获取的海量农业信息进行融合、处理，最后通过智能化操作终端，实现农业产前、产中、产后的过程监控、科学决策和实时服务，目前鲜有文献记载基于物联网的麦田预警监控的系统。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，能对影响麦苗生长的关键参数进行监控并发出智能预警。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，包括综合环境数据采集模块、分析预警模块、物联网服务器、无线网络传输模块、视频监控模块和数据图像软件平台模块；所述综合环境数据采集模块用于对麦田的环境数据进行监测，所述视频监控模块用于对麦田的视频和图像进行监控，所述无线网络传输模块连接于所述物联网服务器，接收来自综合环境数据采集模块和视频监控模块的信息并处理，然后将处理后的信息实时发送至所述数据图像软件平台模块，所述分析预警模块，用来存储、对比、分析麦田的综合环境数据和麦田视频图像。

优选地，所述综合环境数据采集模块包括空气温湿度采集单元、土壤温湿度采集单元、风速风向采集单元、太阳辐射采集单元和降雨量采集单元。

优选地，所述综合环境数据采集模块和所述视频监控模块，实时通过所述无线网络传输模块，进行数据和视频图像的同步传送。

优选地，所述无线网络传输模块采用的无线传输方式为ZigBee技术、RF无线射频技术、全球移动通讯系统和通用无线分组服务中的一种。

优选地，所述物联网服务器，接收来自综合环境数据采集模块和视频监控模块的数据信息和视频图像信息并处理，然后将处理后的信息下发，包括物联网服务器接收来自综合环境数据采集模块的麦田空气温湿度数据、麦田土壤温湿度数据、风速风向数据、太阳辐射数据和降雨量数据，并通过历史指标的对比和预先设置的专家系统判断麦田空气温度湿度、麦田土壤温度湿度、太阳辐射、风速风向和降雨量是否正常或在正常数值范围内，当判断结果为是时，将上述信息下发到数据图像软件平台模块；当判断数据超出或低于正常数值范围时，将上述信息下发到分析预警模块。

优选地，所述数据图像软件平台模块配套开发手机客户端APP，并且能够在同一软件界面上，实时分区域显示麦田环境数据信息和麦田视频图像信息。

优选地，所述数据图像软件平台模块采用4层架构设计，由数据汇聚平台与数据中心、应用支撑平台、应用业务平台、应用交互层组成。

优选地，所述数据汇聚平台由数据汇集和数据上报两大模块组成，数据汇集模块提供数据的接收、解析、入库、转发等功能；数据上报模块为管理用户提供信息提取、数据压缩打包、数据检查、数据上报、数据传输、数据接收、数据解压、数据完整性检查、数据处理入库以及数据报送管理等功能。

优选地，所述应用业务平台由在GIS地图上标注的综合环境数据采集站位置及相关信息的日常巡检系统、智能报表、故障预警与预测等组成。

优选地，应用交互层由对内业务管理系统和对外信息发布系统等组成。

本发明具有如下有益效果：本发明基于物联网的麦田智能预警监控系统，采用“麦田-无线传输-分析预警”的方案设计，确保系统硬件具有优良的可扩展性和可维护性。本发明的数据图像软件平台模块采用4层架构的软件框架，开发了手机APP的智能预警监控软件平台，使用户具有就地、互联网、移动3种直观的监控方法，真正实现随时随地监控。本发明基于物联网的麦田智能预警监控系统在基于物联网硬件监测系统的基础上，通过获取的直观、实时影响小麦生长的关键参数，并融合专家知识、灾害指标等进行智能预警，进一步提高了麦田环境和气象灾害快速诊断决策的精准性和实时性。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

本实施例提供了一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，包括综合环境数据采集模块、分析预警模块、物联网服务器、无线网络传输模块、视频监控模块和数据图像软件平台模块；所述综合环境数据采集模块用于对麦田的环境数据进行监测，所述视频监控模块用于对麦田的视频和图像进行监控，所述无线网络传输模块连接于所述物联网服务器，接收来自综合环境数据采集模块和视频监控模块的信息并处理，然后将处理后的信息实时发送至所述数据图像软件平台模块，所述分析预警模块，用来存储、对比、分析麦田的综合环境数据和麦田视频图像。

本实施例所述综合环境数据采集模块包括空气温湿度采集单元、土壤温湿度采集单元、风速风向采集单元、太阳辐射采集单元和降雨量采集单元。

本实施例所述综合环境数据采集模块和所述视频监控模块，实时通过所述无线网络传输模块，进行数据和视频图像的同步传送。

本实施例所述无线网络传输模块采用的无线传输方式为ZigBee技术。

本实施例所述物联网服务器，接收来自综合环境数据采集模块和视频监控模块的数据信息和视频图像信息并处理，然后将处理后的信息下发，包括物联网服务器接收来自综合环境数据采集模块的麦田空气温湿度数据、麦田土壤温湿度数据、风速风向数据、太阳辐射数据和降雨量数据，并通过历史指标的对比和预先设置的专家系统判断麦田空气温度湿度、麦田土壤温度湿度、太阳辐射、风速风向和降雨量是否正常或在正常数值范围内，当判断结果为是时，将上述信息下发到数据图像软件平台模块；当判断数据超出或低于正常数值范围时，将上述信息下发到分析预警模块。

本实施例所述数据图像软件平台模块配套开发手机客户端APP，并且能够在同一软件界面上，实时分区域显示麦田环境数据信息和麦田视频图像信息。

本实施例所述数据图像软件平台模块采用4层架构设计，由数据汇聚平台与数据中心、应用支撑平台、应用业务平台、应用交互层组成。上述数据汇聚平台由数据汇集和数据上报两大模块组成，数据汇集模块提供数据的接收、解析、入库、转发等功能；数据上报模块为管理用户提供信息提取、数据压缩打包、数据检查、数据上报、数据传输、数据接收、数据解压、数据完整性检查、数据处理入库以及数据报送管理等功能。上述应用业务平台由在GIS地图上标注的综合环境数据采集站位置及相关信息的日常巡检系统、智能报表、故障预警与预测等组成。上述应用交互层由对内业务管理系统和对外信息发布系统等组成。

实施例2

本实施例提供了一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，包括综合环境数据采集模块、分析预警模块、物联网服务器、无线网络传输模块、视频监控模块和数据图像软件平台模块；所述综合环境数据采集模块用于对麦田的环境数据进行监测，所述视频监控模块用于对麦田的视频和图像进行监控，所述无线网络传输模块连接于所述物联网服务器，接收来自综合环境数据采集模块和视频监控模块的信息并处理，然后将处理后的信息实时发送至所述数据图像软件平台模块，所述分析预警模块，用来存储、对比、分析麦田的综合环境数据和麦田视频图像。

本实施例所述综合环境数据采集模块包括空气温湿度采集单元、土壤温湿度采集单元、风速风向采集单元、太阳辐射采集单元和降雨量采集单元。

本实施例所述综合环境数据采集模块和所述视频监控模块，实时通过所述无线网络传输模块，进行数据和视频图像的同步传送。

本实施例所述无线网络传输模块采用的无线传输方式为RF无线射频技术。

本实施例所述物联网服务器，接收来自综合环境数据采集模块和视频监控模块的数据信息和视频图像信息并处理，然后将处理后的信息下发，包括物联网服务器接收来自综合环境数据采集模块的麦田空气温湿度数据、麦田土壤温湿度数据、风速风向数据、太阳辐射数据和降雨量数据，并通过历史指标的对比和预先设置的专家系统判断麦田空气温度湿度、麦田土壤温度湿度、太阳辐射、风速风向和降雨量是否正常或在正常数值范围内，当判断结果为是时，将上述信息下发到数据图像软件平台模块；当判断数据超出或低于正常数值范围时，将上述信息下发到分析预警模块。

本实施例所述数据图像软件平台模块配套开发手机客户端APP，并且能够在同一软件界面上，实时分区域显示麦田环境数据信息和麦田视频图像信息。

本实施例所述数据图像软件平台模块采用4层架构设计，由数据汇聚平台与数据中心、应用支撑平台、应用业务平台、应用交互层组成。上述数据汇聚平台由数据汇集和数据上报两大模块组成，数据汇集模块提供数据的接收、解析、入库、转发等功能；数据上报模块为管理用户提供信息提取、数据压缩打包、数据检查、数据上报、数据传输、数据接收、数据解压、数据完整性检查、数据处理入库以及数据报送管理等功能。上述应用业务平台由在GIS地图上标注的综合环境数据采集站位置及相关信息的日常巡检系统、智能报表、故障预警与预测等组成。上述应用交互层由对内业务管理系统和对外信息发布系统等组成。

实施例3

本实施例提供了一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，包括综合环境数据采集模块、分析预警模块、物联网服务器、无线网络传输模块、视频监控模块和数据图像软件平台模块；所述综合环境数据采集模块用于对麦田的环境数据进行监测，所述视频监控模块用于对麦田的视频和图像进行监控，所述无线网络传输模块连接于所述物联网服务器，接收来自综合环境数据采集模块和视频监控模块的信息并处理，然后将处理后的信息实时发送至所述数据图像软件平台模块，所述分析预警模块，用来存储、对比、分析麦田的综合环境数据和麦田视频图像。

本实施例所述综合环境数据采集模块包括空气温湿度采集单元、土壤温湿度采集单元、风速风向采集单元、太阳辐射采集单元和降雨量采集单元。

本实施例所述综合环境数据采集模块和所述视频监控模块，实时通过所述无线网络传输模块，进行数据和视频图像的同步传送。

本实施例所述无线网络传输模块采用的无线传输方式为通用无线分组服务。

本实施例所述物联网服务器，接收来自综合环境数据采集模块和视频监控模块的数据信息和视频图像信息并处理，然后将处理后的信息下发，包括物联网服务器接收来自综合环境数据采集模块的麦田空气温湿度数据、麦田土壤温湿度数据、风速风向数据、太阳辐射数据和降雨量数据，并通过历史指标的对比和预先设置的专家系统判断麦田空气温度湿度、麦田土壤温度湿度、太阳辐射、风速风向和降雨量是否正常或在正常数值范围内，当判断结果为是时，将上述信息下发到数据图像软件平台模块；当判断数据超出或低于正常数值范围时，将上述信息下发到分析预警模块。

本实施例所述数据图像软件平台模块配套开发手机客户端APP，并且能够在同一软件界面上，实时分区域显示麦田环境数据信息和麦田视频图像信息。

本实施例所述数据图像软件平台模块采用4层架构设计，由数据汇聚平台与数据中心、应用支撑平台、应用业务平台、应用交互层组成。上述数据汇聚平台由数据汇集和数据上报两大模块组成，数据汇集模块提供数据的接收、解析、入库、转发等功能；数据上报模块为管理用户提供信息提取、数据压缩打包、数据检查、数据上报、数据传输、数据接收、数据解压、数据完整性检查、数据处理入库以及数据报送管理等功能。上述应用业务平台由在GIS地图上标注的综合环境数据采集站位置及相关信息的日常巡检系统、智能报表、故障预警与预测等组成。上述应用交互层由对内业务管理系统和对外信息发布系统等组成。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，其特征在于：包括综合环境数据采集模块、分析预警模块、物联网服务器、无线网络传输模块、视频监控模块和数据图像软件平台模块；所述综合环境数据采集模块用于对麦田的环境数据进行监测，所述视频监控模块用于对麦田的视频和图像进行监控，所述无线网络传输模块连接于所述物联网服务器，接收来自综合环境数据采集模块和视频监控模块的信息并处理，然后将处理后的信息实时发送至所述数据图像软件平台模块，所述分析预警模块，用来存储、对比、分析麦田的综合环境数据和麦田视频图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，其特征在于：所述综合环境数据采集模块包括空气温湿度采集单元、土壤温湿度采集单元、风速风向采集单元、太阳辐射采集单元和降雨量采集单元。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，其特征在于：所述综合环境数据采集模块和所述视频监控模块，实时通过所述无线网络传输模块，进行数据和视频图像的同步传送。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，其特征在于：所述无线网络传输模块采用的无线传输方式为ZigBee技术、RF无线射频技术、全球移动通讯系统和通用无线分组服务中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，其特征在于：所述物联网服务器，接收来自综合环境数据采集模块和视频监控模块的数据信息和视频图像信息并处理，然后将处理后的信息下发，包括物联网服务器接收来自综合环境数据采集模块的麦田空气温湿度数据、麦田土壤温湿度数据、风速风向数据、太阳辐射数据和降雨量数据，并通过历史指标的对比和预先设置的专家系统判断麦田空气温度湿度、麦田土壤温度湿度、太阳辐射、风速风向和降雨量是否正常或在正常数值范围内，当判断结果为是时，将上述信息下发到数据图像软件平台模块；当判断数据超出或低于正常数值范围时，将上述信息下发到分析预警模块。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，其特征在于：所述数据图像软件平台模块配套开发手机客户端APP，并且能够在同一软件界面上，实时分区域显示麦田环境数据信息和麦田视频图像信息。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，其特征在于：所述数据图像软件平台模块采用4层架构设计，由数据汇聚平台与数据中心、应用支撑平台、应用业务平台、应用交互层组成。

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，其特征在于：所述数据汇聚平台由数据汇集和数据上报两大模块组成，数据汇集模块提供数据的接收、解析、入库、转发等功能；数据上报模块为管理用户提供信息提取、数据压缩打包、数据检查、数据上报、数据传输、数据接收、数据解压、数据完整性检查、数据处理入库以及数据报送管理等功能。

9.根据权利要求7所述的一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，其特征在于：所述应用业务平台由在GIS地图上标注的综合环境数据采集站位置及相关信息的日常巡检系统、智能报表、故障预警与预测等组成。

10.根据权利要求7所述的一种基于物联网的麦田智能预警监控系统，其特征在于：应用交互层由对内业务管理系统和对外信息发布系统等组成。