CN110763824A - 一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统 - Google Patents

一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统,包括土壤采集模块、土壤监测模块、无线传输模块、控制处理模块和报警模块;所述土壤采集模块包括多个土壤质量采集单元,每个土壤质量采集单元上设有多个传感器;所述土壤监测模块,包括监测点分布单元和监测点监测单元,所述监测点监测单元,用于对土壤采集模块传送的待检测土壤进行分析检测,并将检测的信息通过无线传输模块发送至控制处理模块;所述控制处理模块包括预处理单元、检测对比单元和处理单元;所述报警模块,在土壤环境监测数据大于设定的安全阈值时发出红色报警,本发明实现了对土壤环境的实时、有效的监测。

Description

一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统
技术领域
本发明主要涉及土壤环境监测技术领域,具体涉及一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统。
背景技术
土壤是现有陆生植物生长生存的关键条件,土壤的湿度和温度也是其重要的组成部分,一方面影响着土壤的物理特性,在土壤养分的溶解和转移以及大部分微生物的活动方式上起着制约的作用。
土壤环境监测与人类农业生产活动息息相关,对土壤环境的监测能够帮助我们实时了解土壤的环境变化,以便我们及时针对具体问题及时进行处理,土壤环境监测指标的测量在时间上要求同步、持续,空间上要求范围光、测量多,还要维持较低的人力和设备成本,现有土壤环境监测系统无法满足上述条件,因此,本发明提出了一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统,实现了对土壤环境的实时、有效的监测。
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明主要提供了一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统,用以解决上述背景技术中提出的现有的土壤环境监测系统无法实现对土壤环境实时、有效的监测的技术问题。
技术方案
为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统,包括土壤采集模块、土壤监测模块、无线传输模块、控制处理模块和报警模块;
所述土壤采集模块,对农产品生长的土壤环境进行采集,并通过无线传输模块将采集得到的土壤环境监测数据发送至土壤监测模块,土壤采集模块包括多个土壤质量采集单元,每个土壤质量采集单元用于采集一个土壤环境监测区域内的多个设定监测节点的土壤质量,土壤质量采集单元包括多个用于对土壤质量进行监测的传感器;
所述土壤监测模块,包括监测点分布单元和监测点监测单元,所述监测点分布单元,用于分布在待监测区域中的多个分站,所述监测点监测单元,用于对土壤采集模块传送的待检测土壤进行分析检测,并将检测的信息通过无线传输模块发送至控制处理模块;
所述无线传输模块将土壤采集模块采集的待检测土壤发送至土壤监测模块,土壤监测模块通过无线传送模块将监测的数据发送至控制处理模块,控制处理模块通过无线传输模块将对比后的报警信息发送至报警模块;
所述控制处理模块包括预处理单元、检测对比单元和处理单元;
所述预处理单元,对接收的土壤环境监测数据进行预处理,并发送至数据管理处进行存储,所述数据管理处,对发送的数据进行存储管理;
所述检测对比单元,将土壤环境监测数据与设定的安全阈值进行比较并输出比较结果;
所述处理单元,根据检测对比单元给出的结果,作出相应的处理;
所述报警模块,当接收比较结果,并在土壤环境监测数据大于设定的安全阈值时发出红色报警。
进一步的,所述传感器包括土壤重金属传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、土壤温湿度传感器、土壤PH传感器。
进一步的,所述传感器还包括土壤盐分传感器、土壤酸碱度监测传感器、土壤温湿度监测传感器、风速风向仪、翻斗雨量计、二氧化碳浓度和PM2.5传感器中的一种或多种。
进一步的,所述系统还包括监测中心,所述监测中心,用于将所有监测节点的数据进行汇总,并根据不同区域监测的土壤数据信息分配不同的监测节点方式。
进一步的,所述土壤采集模块包括土壤数据采集单元,所述土壤数据采集单元包括汇聚节点和多个采集土壤环境监测数据的节点,汇聚节点与监测点检测单元通信,监测节点采集的土壤环境监测数据通过一跳或者多跳的方式发送至汇聚节点,汇聚节点负责收集所接收到的土壤环境监测数据,并将收集的土壤环境监测数据传送至预处理模块,预处理模块还包括填补单元,填补单元为对土壤环境监测数据进行缺失检测,并对检测出的缺失序列进行数据填补。
进一步的,所述系统还包括无人机监测模块,所述无人机监测模块,采用三波段智能热点告警摄像机采集视频和进行视频编码,并将编码后的视频通过所述无线传输模块发送到所述监控中心,所述无人机监测模块包括摄像单元与图像处理单元。
进一步的,所述监测点监测单元包括污染分析数据子单元和污染分布分析图表构建子单元;
所述污染分析数据子单元用于对接收的土壤质量数据进行解压,并根据预设的土壤质量分析模型对土壤质量数据进行分析处理;
所述污染分布分析图表构建子单元用于根据污染分析数据单元的分析处理结果生成土壤污染区域分布图。
有益效果
采用本发明提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下有益效果:
本发明通过土壤质量采集单元包括多个用于对土壤质量进行监测的传感器,多个传感器的使用提高了整个监测系统数据采集的覆盖面积,通过无线传输模块可将采集的土壤环境监测数据,实时记录和分析土壤的情况,在土壤环境监测数据不满足条件时及时报警,自动化程度高以及提高了数据采集精度,并通过无线传送模块发送至监控中心,经过分析处理,便于了解不同地区的污染情况,根据不同地区的污染情况,投放不同比例的监控节点,从而有助于政府解决各地的土壤污染问题。
附图说明
图1为本发明的系统框架图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述,附图中给出了本发明的若干实施例,但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例,相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
参照图1,一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统,包括土壤采集模块、土壤监测模块、无线传输模块、控制处理模块和报警模块;
所述土壤采集模块,对农产品生长的土壤环境进行采集,并通过无线传输模块将采集得到的土壤环境监测数据发送至土壤监测模块,土壤采集模块包括多个土壤质量采集单元,每个土壤质量采集单元用于采集一个土壤环境监测区域内的多个设定监测节点的土壤质量,土壤质量采集单元包括多个用于对土壤质量进行监测的传感器;
所述土壤监测模块,包括监测点分布单元和监测点监测单元,所述监测点分布单元,用于分布在待监测区域中的多个分站,所述监测点监测单元,用于对土壤采集模块传送的待检测土壤进行分析检测,并将检测的信息通过无线传输模块发送至控制处理模块;
其中,所述监测点监测单元包括污染分析数据子单元和污染分布分析图表构建子单元;
所述污染分析数据子单元用于对接收的土壤质量数据进行解压,并根据预设的土壤质量分析模型对土壤质量数据进行分析处理;
所述污染分布分析图表构建子单元用于根据污染分析数据单元的分析处理结果生成土壤污染区域分布图。
所述无线传输模块将土壤采集模块采集的待检测土壤发送至土壤监测模块,土壤监测模块通过无线传送模块将监测的数据发送至控制处理模块,控制处理模块通过无线传输模块将对比后的报警信息发送至报警模块;
所述控制处理模块包括预处理单元、检测对比单元和处理单元;
所述预处理单元,对接收的土壤环境监测数据进行预处理,并发送至数据管理处进行存储,所述数据管理处,对发送的数据进行存储管理;
所述检测对比单元,将土壤环境监测数据与设定的安全阈值进行比较并输出比较结果;
所述处理单元,根据检测对比单元给出的结果,作出相应的处理;
所述报警模块,当接收比较结果,并在土壤环境监测数据大于设定的安全阈值时发出红色报警。
具体的,所述系统还包括监测中心,所述监测中心,用于将所有监测节点的数据进行汇总,并根据不同区域监测的土壤数据信息分配不同的监测节点方式。
具体的,所述系统还包括无人机监测模块,所述无人机监测模块,采用三波段智能热点告警摄像机采集视频和进行视频编码,并将编码后的视频通过所述无线传输模块发送到所述监控中心,所述无人机监测模块包括摄像单元与图像处理单元。
具体的,所述传感器包括土壤重金属传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、土壤温湿度传感器、土壤PH传感器。
具体的,所述传感器还包括土壤盐分传感器、土壤酸碱度监测传感器、土壤温湿度监测传感器、风速风向仪、翻斗雨量计、二氧化碳浓度和PM2.5传感器中的一种或多种。
具体的,所述土壤采集模块包括土壤数据采集单元,所述土壤数据采集单元包括汇聚节点和多个采集土壤环境监测数据的节点,汇聚节点与监测点检测单元通信,监测节点采集的土壤环境监测数据通过一跳或者多跳的方式发送至汇聚节点,汇聚节点负责收集所接收到的土壤环境监测数据,并将收集的土壤环境监测数据传送至预处理模块,预处理模块还包括填补单元,填补单元为对土壤环境监测数据进行缺失检测,并对检测出的缺失序列进行数据填补。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统,其特征在于:包括土壤采集模块、土壤监测模块、无线传输模块、控制处理模块和报警模块;
所述土壤采集模块,对农产品生长的土壤环境进行采集,并通过无线传输模块将采集得到的土壤环境监测数据发送至土壤监测模块,土壤采集模块包括多个土壤质量采集单元,每个土壤质量采集单元用于采集一个土壤环境监测区域内的多个设定监测节点的土壤质量,土壤质量采集单元包括多个用于对土壤质量进行监测的传感器;
所述土壤监测模块,包括监测点分布单元和监测点监测单元,所述监测点分布单元,用于分布在待监测区域中的多个分站,所述监测点监测单元,用于对土壤采集模块传送的待检测土壤进行分析检测,并将检测的信息通过无线传输模块发送至控制处理模块;
所述无线传输模块将土壤采集模块采集的待检测土壤发送至土壤监测模块,土壤监测模块通过无线传送模块将监测的数据发送至控制处理模块,控制处理模块通过无线传输模块将对比后的报警信息发送至报警模块;
所述控制处理模块包括预处理单元、检测对比单元和处理单元;
所述预处理单元,对接收的土壤环境监测数据进行预处理,并发送至数据管理处进行存储,所述数据管理处,对发送的数据进行存储管理;
所述检测对比单元,将土壤环境监测数据与设定的安全阈值进行比较并输出比较结果;
所述处理单元,根据检测对比单元给出的结果,作出相应的处理;
所述报警模块,当接收比较结果,并在土壤环境监测数据大于设定的安全阈值时发出红色报警。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统,其特征在于:所述传感器包括土壤重金属传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、土壤温湿度传感器、土壤PH传感器。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统,其特征在于:所述传感器还包括土壤盐分传感器、土壤酸碱度监测传感器、土壤温湿度监测传感器、风速风向仪、翻斗雨量计、二氧化碳浓度和PM2.5传感器中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统,其特征在于:所述系统还包括监测中心,所述监测中心,用于将所有监测节点的数据进行汇总,并根据不同区域监测的土壤数据信息分配不同的监测节点方式。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统,其特征在于:所述土壤采集模块包括土壤数据采集单元,所述土壤数据采集单元包括汇聚节点和多个采集土壤环境监测数据的节点,汇聚节点与监测点检测单元通信,监测节点采集的土壤环境监测数据通过一跳或者多跳的方式发送至汇聚节点,汇聚节点负责收集所接收到的土壤环境监测数据,并将收集的土壤环境监测数据传送至预处理模块,预处理模块还包括填补单元,填补单元为对土壤环境监测数据进行缺失检测,并对检测出的缺失序列进行数据填补。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统,所述系统还包括无人机监测模块,所述无人机监测模块,采用三波段智能热点告警摄像机采集视频和进行视频编码,并将编码后的视频通过所述无线传输模块发送到所述监控中心,所述无人机监测模块包括摄像单元与图像处理单元。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农产品土壤环境监测系统,其特征在于:所述监测点监测单元包括污染分析数据子单元和污染分布分析图表构建子单元;
所述污染分析数据子单元用于对接收的土壤质量数据进行解压,并根据预设的土壤质量分析模型对土壤质量数据进行分析处理;
所述污染分布分析图表构建子单元用于根据污染分析数据单元的分析处理结果生成土壤污染区域分布图。
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