CN110174860A - 一种基于物联网的果园环境信息监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于物联网的果园环境信息监测系统及方法，上位机管理子系统、视频管理子系统分别与信息采集系统通信连接；信息采集系统包括控制处理模块、信息感知模块和视频监控模块，其中，信息感知模块包括多个传感器，根据传感器的类型分别设置在果园中果树的树冠层顶部、果树中部结果层和果树根系处，视频监控模块包括多个视频监控终端，分别设置在果树的树冠层顶部和果树中部结果层。通过信息采集系统中的传感器和视频监控终端对果树的生长环境信息和果树长势信息进行采集，用户可通过上位机管理子系统和视频管理子系统对果树的生长环境信息和果树长势信息进行智能监测，对果园果树的生长环境信息进行针对性、目标性、精确性的进行监测。

Description

一种基于物联网的果园环境信息监测系统及方法

技术领域

本申请涉及果园环境信息监测技术领域，具体涉及一种基于物联网的果园环境信息监测系统及方法。

背景技术

随着大数据时代信息技术的迅速发展，利用计算机技术、物联网技术、通讯和网络技术等信息技术实现同基础农业学科的结合，是现代农业发展的趋势。我国是一个农业大国，而果园果树产业技术的不断变革、果园经营模式的规模化转变，传统果园的管理技术不能全面适应现代需求。对果园果树生长环境信息的智能监测是实现果园智能化管理、科学化决策、优化园区资源分配的关键技术之一。

目前，我国果园环境信息智能监测技术还比较落后，一方面，目前果园环境监测系统大多利用有线数据传输方式，存在布线复杂、传输数据量低等问题；另一方面，目前果园环境监测系统大多都是对果园果树生长环境进行大致、简单的信息采集，没有对果园果树的生长环境信息进行针对性、目标性、精确性的进行监测。

发明内容

本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种基于物联网的果园环境信息监测系统，所述系统包括：上位机管理子系统、视频管理子系统和信息采集系统，所述上位机管理子系统、视频管理子系统分别与所述信息采集系统通信连接；所述信息采集系统包括控制处理模块、信息感知模块和视频监控模块，其中，所述信息感知模块包括多个传感器，多个所述传感器根据传感器的类型分别设置在果园中果树的树冠层顶部、果树中部结果层和果树根系处，所述视频监控模块包括多个视频监控终端，所述视频监控终端分别设置在果树的树冠层顶部和果树中部结果层

采用上述实现方式，通过信息采集系统中的传感器和视频监控终端对果树的生长环境信息和果树长势信息进行采集，采集的信息发送给上位机管理子系统和视频管理子系统，用户可通过上位机管理子系统和视频管理子系统对果树的生长环境信息和果树长势信息进行智能监测，实现了对果园的智能化、信息化管理，对果园果树的生长环境信息进行针对性、目标性、精确性的进行监测。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述传感器包括第一空气温湿度传感器、第二空气温湿度传感器、风速传感器、风向传感器、光照强度传感器、第一土壤类传感器和第二土壤类传感器，在邻近所述果树的树冠层顶部设置第一固定支架，在所述第一固定支架上设置所述第一空气温湿度传感器、风速传感器、风向传感器和光照强度传感器，分别用于获取果树树冠层区域的空气温湿度、风速、风向和光照强度；在所述果树中部结果层设置第二固定支架，在所述第二固定支架上设置第二空气温湿度传感器，用于获取果树中部结果层的空气温湿度；在所述果树根系的生长区域分别确定第一传感器布设点和第二传感器布设点，所述第一传感器布设点和所述第二传感器布设点的布设深度不同，在所述第一传感器布设点设置所述第一土壤类传感器，在第二传感器布设点设置所述第二土壤类传感器，所述第一土壤类传感器和所述第二土壤类传感器用于获取果树根系不同生长区域的土壤的温度、湿度和电导率。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述视频监控模块包括第一视频监控终端和第二视频监控终端，所述第一视频监控终端设置在所述第一固定支架上，用于获取果树的树冠层顶部的成长视频信息；所述第二视频监控终端设置在所述第二固定支架上，用于获取所述中部结果层果树成长视频信息，包括：果树开花信息、结果信息、果树病虫信息和果实病虫信息。

结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述信息感知模块还包括采集卡和集线器，所述采集卡分别与所述风速传感器、风向传感器和光照强度传感器通信连接，所述集线器分别与所述第一土壤类传感器和所述第二土壤类传感器通信连接。

结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述控制处理模块包括：微处理器和第一信号转换模块，所述微处理器分别与所述第一空气温湿度传感器、第二空气温湿度传感器和所述第一信号转换模块通信连接，所述第一信号转换模块还与所述采集卡和集线器通信连接。

结合第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述控制处理模块还包括第二信号转换模块，所述第二信号转换模块分别与所述微处理器和一无线路由数据视频传输模块通信连接。

结合第一方面第五种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述第一视频监控终端和第二视频监控终端分别与所述无线路由数据视频传输模块通信连接。

结合第一方面第六种可能的实现方式，在第一方面第七种可能的实现方式中，所述信息采集系统还包括一电源模块，所述电源模块分别与所述无线路由数据视频传输模块、微处理器、第一信号转换模块、第二信号转换模块、采集卡、集线器、第一视频监控终端和第二视频监控终端电连接，所述电源模块用于提供工作电源。

结合第一方面第七种可能的实现方式，在第一方面第八种可能的实现方式中，所述控制处理模块还包括第一固态继电器控制电路和第二固态继电器控制电路，所述微处理器分别与所述第一固态继电器控制电路和所述第二固态继电器控制电路通信连接，用于控制固态继电器控制电路的工作；所述电源模块还分别与所述第一固态继电器控制电路和所述第二固态继电器控制电路电连接，所述第一固态继电器控制电路还分别与所述采集卡和所述集线器电连接，所述电源模块通过所述第一固态继电器控制电路为所述采集卡和所述集线器供电；所述第二固态继电器控制电路还分别与第一视频监控终端和所述第二视频监控终端电连接，所述电源模块通过所述第二固态继电器控制电路为所述第一视频监控终端和所述第二视频监控终端供电。

第二方面，本申请实施例提供了一种基于物联网的果园环境信息监测方法，通过第一方面或第一方面任一实现方式的的系统，所述方法包括：上位机管理子系统向信息采集系统发送采集指令；所述信息采集系统接收到所述上位机管理子系统发送的采集指令后，内部的控制处理模块控制信息感知模块中多个传感器分别采集果树树冠层、中部结果层和根系处的信息，控制视频监控模块中的视频监控终端获取果树树冠层和中部结果层的视频信息；采集完毕后，所述信息采集系统分别将传感器获取的信息发送给上位机管理子系统，将视频信息发送给视频管理子系统。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种基于物联网的果园环境信息监测系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种基于物联网的果园环境信息监测系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种现场布设结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种基于物联网的果园环境信息监测方法的流程示意图；

图1-4中，符号表示为：

1-避雷针，2-第一固定架，3-风向传感器，4-光照强度传感器，5-风速传感器，6-第一视频监控终端，7-第一空气温湿度传感器，8-第二固定架，9-第二空气温湿度传感器，10-第二视频监控终端，11-数据传输天线，12-终端控制箱，13-第一土壤类传感器，14-第二土壤类传感器。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本方案进行阐述。

图1为本申请实施例提供的一种基于物联网的果园环境信息监测系统的结构示意图，参见图1，监测系统包括：上位机管理子系统、视频管理子系统和信息采集系统，所述上位机管理子系统、视频管理子系统分别与所述信息采集系统通信连接。

其中，所述信息采集系统包括控制处理模块、信息感知模块和视频监控模块，其中，所述信息感知模块包括多个传感器，多个所述传感器根据传感器的类型分别设置在果园中果树的树冠层顶部、果树中部结果层和果树根系处，所述视频监控模块包括多个视频监控终端，所述视频监控终端分别设置在果树的树冠层顶部和果树中部结果层。

一个示意性实施例，参见图2，所述所述传感器包括第一空气温湿度传感器、第二空气温湿度传感器、风速传感器、风向传感器、光照强度传感器、第一土壤类传感器和第二土壤类传感器，在邻近所述果树的树冠层顶部设置第一固定支架，在所述第一固定支架上设置所述第一空气温湿度传感器、风速传感器、风向传感器和光照强度传感器，分别用于获取果树树冠层区域的空气温湿度、风速、风向和光照强度。

在所述果树中部结果层设置第二固定支架，在所述第二固定支架上设置第二空气温湿度传感器，用于获取果树中部结果层的空气温湿度。

在所述果树根系的生长区域分别确定第一传感器布设点和第二传感器布设点，所述第一传感器布设点和所述第二传感器布设点的布设深度不同，在所述第一传感器布设点设置所述第一土壤类传感器，在第二传感器布设点设置所述第二土壤类传感器，所述第一土壤类传感器和所述第二土壤类传感器用于获取果树根系不同生长区域的土壤的温度、湿度和电导率。

所述视频监控模块包括第一视频监控终端和第二视频监控终端，所述第一视频监控终端设置在所述第一固定支架上，用于获取果树的树冠层顶部的成长视频信息；所述第二视频监控终端设置在所述第二固定支架上，用于获取所述中部结果层果树成长视频信息，包括：果树开花信息、结果信息、果树病虫信息和果实病虫信息。

进一步地，所述信息感知模块还包括采集卡和集线器，所述采集卡分别与所述风速传感器、风向传感器和光照强度传感器通信连接，所述集线器分别与所述第一土壤类传感器和所述第二土壤类传感器通信连接。

所述控制处理模块包括：微处理器和第一信号转换模块，所述微处理器分别与所述第一空气温湿度传感器、第二空气温湿度传感器和所述第一信号转换模块通信连接，所述第一信号转换模块还与所述采集卡和集线器通信连接。所述采集卡和集线器采集到的信号为模拟信号，需要经第一信号转换模块转换为数字信号传输给微处理器。所述第一空气温湿度传感器和所述第二空气温湿度传感器生成的为数字信号，因此直接传输给微处理器。

所述控制处理模块还包括第二信号转换模块，所述第二信号转换模块分别与所述微处理器和一无线路由数据视频传输模块通信连接。第二信号转换模块用于将数字信号转换为模拟信号传输给无线路由数据视频传输模块。

所述第一视频监控终端和第二视频监控终端分别与所述无线路由数据视频传输模块通信连接，所述第一视频监控终端和所述第二视频监控终端直接将获取的视频信息传输给无线路由数据视频传输模块。

进一步地，所述信息采集系统还包括一电源模块，所述电源模块分别与所述无线路由数据视频传输模块、微处理器、第一信号转换模块、第二信号转换模块、采集卡、集线器、第一视频监控终端和第二视频监控终端电连接，所述电源模块用于提供工作电源。

所述控制处理模块还包括第一固态继电器控制电路和第二固态继电器控制电路，所述微处理器分别与所述第一固态继电器控制电路和所述第二固态继电器控制电路通信连接，用于控制固态继电器控制电路的工作；

所述电源模块还分别与所述第一固态继电器控制电路和所述第二固态继电器控制电路电连接，所述第一固态继电器控制电路还分别与所述采集卡和所述集线器电连接，所述电源模块通过所述第一固态继电器控制电路为所述采集卡和所述集线器供电。所述第二固态继电器控制电路还分别与第一视频监控终端和所述第二视频监控终端电连接，所述电源模块通过所述第二固态继电器控制电路为所述第一视频监控终端和所述第二视频监控终端供电。

第一固态继电器控制电路和第二固态继电器控制电路将电源模块输出的电压转换为采集卡、集线器、第一视频监控终端和第二视频监控终端对应的工作电压。

本申请实施例提供的基于物联网的果园环境信息监测系统的具体工作流程如下：

首先，为了实现延长果园野外信息采集系统的功能，整个系统采用间断性供电的方式，当系统不工作时，系统进入低功耗模式，此模式下，系统的功耗降到最低。

等待系统内部时钟模块达到计时或者接收到上位机发送来的采集指令时，系统处于唤醒状态，系统开始工作，此时系统的功耗增大。系统进入内部工作模式准备向各类传感器循环发送采集指令。

进入空气温湿度信息的采集模块，空气温湿度传感器采用的是数字型传感器，类I²C总线数字输出信号，在接收到单片机发送来的采集命令时，传感器根据其内部协议判断采集指令是否匹配，匹配通过后将采集到的温湿度信息通过I²C总线传回单片机的对应地址缓存区。

进入风向信息的采集模块，风向传感器采用的是电流型传感器，电流输出为4-20mA，由于需要采集多个环境参数的信息，风向传感器接到8研华采集卡的通道0，在接收到单片机发送来的采集命令时，风向传感器根据其内部协议判断采集指令是否匹配，匹配通过后将采集到的风向信息通过485总线传回单片机的对应地址缓存区。

进入风速信息的采集模块，风速传感器采用的是电流型传感器，电流输出为4-20mA，由于需要采集多个环境参数的信息，风速传感器接到8路研华采集卡的通道1，在接收到单片机发送来的采集命令时，传感器根据其内部协议判断采集指令是否匹配，匹配通过后将采集到的风速信息通过485总线传回单片机的对应地址缓存区。

进入光照强度信息的采集模块，光照强度传感器采用的是电流型传感器，电流输出为4-20mA，由于需要采集多个环境参数的信息，风向传感器接到8路研华采集卡的通道2，在接收到单片机发送来的采集命令时，传感器根据其内部协议判断采集指令是否匹配，匹配通过后将采集到的光照强度信息通过485总线传回单片机的对应地址缓存区。

进入土壤类信息的采集模块，第一土壤类传感器和第二土壤类传感器采用的是5TE土壤水分、温度、电导率一体式传感器，由于传感器的输出信号为SDI-12总线，需要使用TRS-1203接口转换器将SDI-12转换为RS485信号；而且需要采集土壤20cm和40cm两层不同土壤的信息，需要将传感器在通信协议中配置为不同的地址来区分隔层的传感器采集到的信息。由于土壤5TE一体式传感器采集到的是温度、湿度及电导率三个参数，在接收到单片机发送来的采集命令时，传感器根据其内部协议判断采集指令是否匹配，匹配通过后将采集到的信息通过485总线传回单片机的对应地址缓存区。

作为改进，无线数据传输模块采用的是无线数据视频传输终端(VTU)，可以灵活地选择4G、WiFi等信号进行信息传输，此终端设备也可传输视频高数据量的信息，相较于之前的GPRS DTU模块，此设备信号更稳定且传输速率高。可以将下位机信息采集系统采集到数据信息实时的传输到上位机系统，实现了数据的准确、实时、高数据量的传输；

在上位机管理子系统软件设计时，将信息采集系统终端进行设备ID的标识，能够实时判断果园站点设备的是否在线信息，若设备显示在线，进行信息采集系统终端的采集上传计时，等到采集频率间隔时间到达时向信息采集系统发送相应的采集指令。若设备不在线，需要向用户通过短信的方式发送预警指令进行设备诊断维护。

当信息采集系统终端达到采集上传时间时，上位机管理子系统检测对应果园园区的站点ID是否接收到信息采集系统传来的数据信息，若接收到上传来的信息，进行下一步的数据分析判断。若没有接收到信息采集系统上传来的数据信息，上位机管理子系统需要重新向信息采集系统发送信息采集指令进行数据重采，以保证果园园区站点数据的完整性。

当上位机管理子系统检测到信息采集系统上传来的数据时，上位机管理子系统需要分析各类参数信息内容，判断其格式、阈值是否合法，若各类信息均合法，则进行下一步。否则，上位机管理子系统需要重新向信息采集系统发送信息采集指令进行数据重采，以保证果园园区站点数据的准确性；

当上位机管理子系统检测，没有接收到信息采集系统上传来的数据信息或者下位机上传的数据格式、阈值等出现错误时，上位机管理子系统需要通过无线数据视频传输终端向信息采集系统重新发送信息采集指令，若采集频率的一半时间内仍出现上述情况，上位机管理子系统循环向信息采集系统发送信息采集指令，直到上位机管理子系统能够接收到准确的环境参数信息；

在服务器部署数据库，建立MySQL数据库，并在数据库下建立果园园区相对应的连接名和表名，当上位机管理子系统检测各类数据格式、阈值等准确后，连接相应数据库，将各类数据信息存储到数据库对应表下的对应的字段的表格中。

参见图3，为申请实施例提供的一种现场布设结构示意图，如图3所示，信息采集架以及各类传感器、摄像头的安装实例图：

避雷针1、风向传感器3、光照强度传感器4、风速传感器5和第一视频监控终端6设置在靠近果树的树冠层顶部的第一固定架2上。

避雷针1的设计遵守必要的避雷流程和有关建设标准，可以有效起到保护果树及其附近人员的作用。风向传感器3、光照强度传感器4和风速传感器5采用四孔式安装，固定牢固。在综合考虑果园整体风力、光照等信息获取的前提下设计传感器安装布局。为保障光照强度和风速等信息不受果树生长的影响，选取距树冠0.5米至1.0米处安装光照传感器4和风速传感器5，所以此处将安装支架的高度设定为距地面4米；

第一视频监控终端6，此处采用的视频采集控制器可根据苹果树生长状态调整监控角度，从而满足用户的实际使用需求。第一空气温湿度一体传感器7置于百叶箱内，防止雨水淋湿，有效的起到保护传感器的作用。

第二空气温湿度传感器9和第二视频监控终端10设置在第二固定架10上，第二固定支架10设置在果树中部结果层的位置、

第二空气温湿度传感器9置于百叶箱内，防止雨水淋湿。由于果树整体呈纺锤形，在中层空气环境信息获取和果树局部生长图像获取的需求前提下，选取果树树冠中部结果枝附近安装第二视频监控终端10。

在靠近果树底部主干位置设置数据传输天线11和终端控制箱12。数据传输天线11用于无线数据视频传输终端将信息采集系统采集的数据、图像、视频等信息传输到上位机管理子系统与视频管理子系统。终端控制箱12，整个系统的核心控制终端设备以及无线数据视频传输终端都置于控制箱中，控制箱是机械结构的金属箱体，具有防水、防风、防盗的功能。

第一土壤类传感器13和第二土壤类传感器14集成了土壤温度传感器、土壤湿度传感器和土壤电导率传感器，其中第二土壤类传感器14为设置在土壤深层的传感器。

结合根系分布特点，根系主要分布在土壤30厘米至60厘米处，选取上层根系稀疏区域与深层根系茂盛区域的土壤信息为监测点，在此，结合果树根系的生长区域，最终选取20cm和40cm作为第一土壤类传感器布设点和第二土壤类传感器布设点。

由上述实施例可知，本实施例提供了一种基于物联网的果园环境信息监测系统，所述系统包括：上位机管理子系统、视频管理子系统和信息采集系统，所述上位机管理子系统、视频管理子系统分别与所述信息采集系统通信连接；所述信息采集系统包括控制处理模块、信息感知模块和视频监控模块，其中，所述信息感知模块包括多个传感器，多个所述传感器根据传感器的类型分别设置在果园中果树的树冠层顶部、果树中部结果层和果树根系处，所述视频监控模块包括多个视频监控终端，所述视频监控终端分别设置在果树的树冠层顶部和果树中部结果层。通过信息采集系统中的传感器和视频监控终端对果树的生长环境信息和果树长势信息进行采集，采集的信息发送给上位机管理子系统和视频管理子系统，用户可通过上位机管理子系统和视频管理子系统对果树的生长环境信息和果树长势信息进行智能监测，实现了对果园的智能化、信息化管理，对果园果树的生长环境信息进行针对性、目标性、精确性的进行监测。

与上述实施例提供的一种基于物联网的果园环境信息监测系统相对应，本申请还提供了一种基于物联网的果园环境信息监测方法实施例。参见图4，所述方法包括：

S101，上位机管理子系统向信息采集系统发送采集指令。

S102，所述信息采集系统接收到所述上位机管理子系统发送的采集指令后，内部的控制处理模块控制信息感知模块中多个传感器分别采集果树树冠层、中部结果层和根系处的信息，控制视频监控模块中的视频监控终端获取果树树冠层和中部结果层的视频信息。

本实施例中，传感器包括：第一空气温湿度传感器、第二空气温湿度传感器、风速传感器、风向传感器、光照强度传感器、第一土壤类传感器和第二土壤类传感器。视频监控终端包括：第一视频监控终端和第二视频监控终端。

S103，采集完毕后，所述信息采集系统分别将传感器获取的信息发送给上位机管理子系统，将视频信息发送给视频管理子系统。

本申请实施例还提供了视频监控终端的具体配置流程，具体步骤如下：

S2001，登录服务器的视频管理子系统申请一个无线路由数据视频传输终端(VTU)的设备ID号，将设备ID号自定义设置为nanxiaowm001，并且添加视频管理子系统端的一个视频通道，设为通道1。

S2002，登录VTU设备的配置网址，进行VTU设备网络连接方式的配置。可以根据果园内的具体情况选择Wifi、4G等网络连接方式，并且可以进行自由灵活的切换网络连接状态。

S2003，若S2002中选择的网络连接方式是WiFi连接方式，选择果园园区内的WiFi网络进行连接。判断是否连接上网络，连接成功则执行S2005；若连接失败，可能出现输入密码错误，则返回执行S2002。

S2004，若S2002中选择的网络连接方式是4G连接方式，将4G运营商物联网卡插入无线视频传输模块的卡槽中进行网络连接。判断是否连接上网络，连接成功则执行S2005；若连接失败，则返回执行S2002。

S2005，VTU配置网址下配置上传至对应服务器端的地址、端口号以及波特率等基本参数信息，使得采集到的温室数据、图像、视频等信息能够上传到服务器端相应的上位机管理子系统和视频管理子系统。

S2006，在VTU配置网址下进行VTU设备ID的配置，VTU设备要进行数据、图像、视频等信息的传输，必须使VTU设备处于在线状态。在VTU配置网址相应的配置界面下，将步骤一中视频管理子系统中申请的设备ID号naxiaowm001配置在VTU传输终端设备上，等待VTU传输终端设备上线信息。

S2007，若VTU传输终端设备上线成功，则执行S2008；否则返回执行S2006。

S2008：登录所使用品牌摄像头的官网地址，配置摄像头的IP地址、用户名及密码等信息，保存调试完成，并将摄像头设备添加到相对应的云平台中，以便于开发移动终端对视频监控终端进行远程查看与控制操作。

S2009，在VTU配置网址相应的配置界面下，添加步骤,8配置好的摄像头的IP、用户名以及密码等信息，等待摄像头上线。

S2010，若摄像头上线成功，能够采集到视频信息，则执行S2010；否则返回执行S2008；

S2011，当视频终端设备调试配置完成后，将整套设备通过控制模块的继电器控制电路进行视频终端设备的定时上电、掉电控制，实现用户运程对视频监控终端进行远程查看与控制操作。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本申请未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本申请的技术方案并非是对本申请的限制，如来替代，本申请仅结合并参照优选的实施方式进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本申请的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本申请的宗旨，也应属于本申请的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的果园环境信息监测系统，其特征在于，所述系统包括：上位机管理子系统、视频管理子系统和信息采集系统，所述上位机管理子系统、视频管理子系统分别与所述信息采集系统通信连接；

所述信息采集系统包括控制处理模块、信息感知模块和视频监控模块，其中，所述信息感知模块包括多个传感器，多个所述传感器根据传感器的类型分别设置在果园中果树的树冠层顶部、果树中部结果层和果树根系处，所述视频监控模块包括多个视频监控终端，所述视频监控终端分别设置在果树的树冠层顶部和果树中部结果层。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的果园环境信息监测系统，其特征在于，所述传感器包括第一空气温湿度传感器、第二空气温湿度传感器、风速传感器、风向传感器、光照强度传感器、第一土壤类传感器和第二土壤类传感器，在邻近所述果树的树冠层顶部设置第一固定支架，在所述第一固定支架上设置所述第一空气温湿度传感器、风速传感器、风向传感器和光照强度传感器，分别用于获取果树树冠层区域的空气温湿度、风速、风向和光照强度；

在所述果树中部结果层设置第二固定支架，在所述第二固定支架上设置第二空气温湿度传感器，用于获取果树中部结果层的空气温湿度；

在所述果树根系的生长区域分别确定第一传感器布设点和第二传感器布设点，所述第一传感器布设点和所述第二传感器布设点的布设深度不同，在所述第一传感器布设点设置所述第一土壤类传感器，在第二传感器布设点设置所述第二土壤类传感器，所述第一土壤类传感器和所述第二土壤类传感器用于获取果树根系不同生长区域的土壤的温度、湿度和电导率。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的果园环境信息监测系统，其特征在于，所述视频监控模块包括第一视频监控终端和第二视频监控终端，所述第一视频监控终端设置在所述第一固定支架上，用于获取果树的树冠层顶部的成长视频信息；所述第二视频监控终端设置在所述第二固定支架上，用于获取所述中部结果层果树成长视频信息，包括：果树开花信息、结果信息、果树病虫信息和果实病虫信息。

4.根据权利要求3所述的基于物联网的果园环境信息监测系统，其特征在于，所述信息感知模块还包括采集卡和集线器，所述采集卡分别与所述风速传感器、风向传感器和光照强度传感器通信连接，所述集线器分别与所述第一土壤类传感器和所述第二土壤类传感器通信连接。

5.根据权利要求4所述的基于物联网的果园环境信息监测系统，其特征在于，所述控制处理模块包括：微处理器和第一信号转换模块，所述微处理器分别与所述第一空气温湿度传感器、第二空气温湿度传感器和所述第一信号转换模块通信连接，所述第一信号转换模块还与所述采集卡和集线器通信连接。

6.根据权利要求5所述的基于物联网的果园环境信息监测系统，其特征在于，所述控制处理模块还包括第二信号转换模块，所述第二信号转换模块分别与所述微处理器和一无线路由数据视频传输模块通信连接。

7.根据权利要求6所述的基于物联网的果园环境信息监测系统，其特征在于，所述第一视频监控终端和第二视频监控终端分别与所述无线路由数据视频传输模块通信连接。

8.根据权利要求7所述的基于物联网的果园环境信息监测系统，其特征在于，所述信息采集系统还包括一电源模块，所述电源模块分别与所述无线路由数据视频传输模块、微处理器、第一信号转换模块、第二信号转换模块、采集卡、集线器、第一视频监控终端和第二视频监控终端电连接，所述电源模块用于提供工作电源。

9.根据权利要求8所述的基于物联网的果园环境信息监测系统，其特征在于，所述控制处理模块还包括第一固态继电器控制电路和第二固态继电器控制电路，所述微处理器分别与所述第一固态继电器控制电路和所述第二固态继电器控制电路通信连接，用于控制固态继电器控制电路的工作；

所述电源模块还分别与所述第一固态继电器控制电路和所述第二固态继电器控制电路电连接，所述第一固态继电器控制电路还分别与所述采集卡和所述集线器电连接，所述电源模块通过所述第一固态继电器控制电路为所述采集卡和所述集线器供电；所述第二固态继电器控制电路还分别与第一视频监控终端和所述第二视频监控终端电连接，所述电源模块通过所述第二固态继电器控制电路为所述第一视频监控终端和所述第二视频监控终端供电。

10.一种基于物联网的果园环境信息监测方法，其特征在于，通过权利要求1-9任一项所述的系统，所述方法包括：

上位机管理子系统向信息采集系统发送采集指令；

所述信息采集系统接收到所述上位机管理子系统发送的采集指令后，内部的控制处理模块控制信息感知模块中多个传感器分别采集果树树冠层、中部结果层和根系处的信息，控制视频监控模块中的视频监控终端获取果树树冠层和中部结果层的视频信息；

采集完毕后，所述信息采集系统分别将传感器获取的信息发送给上位机管理子系统，将视频信息发送给视频管理子系统。