CN111077810A - 一种美丽乡村智慧服务系统及信息终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及云服务技术领域，且公开了一种美丽乡村智慧服务系统，包括与外接220V交流电源电连接的分压器，所述分压器与信号调理单元电连接，且信号调理单元分别与数据采集单元和隔离变压器电连接，所述数据采集单元也分别与光收发器和数据处理模块电连接，且光收发器和数据处理模块均与单片机电连接。兼具气象要素探测、预警信息播报、预报服务等功能于一体，同时针对性的设计了配套的云服务系统，软件与硬件一体化设计，广泛对接站点观测数据、信息终端探测数据、数值预报格点数据、公共气象服务产品和用户等数据，利用大数据分析模型构建的面向政府(G端)、专业用户(B端)和社会公众(C端)提供针对性、个性化服务。

Description

一种美丽乡村智慧服务系统及信息终端

技术领域

本发明涉及云服务技术领域，具体为一种美丽乡村智慧服务系统及信息终端。

背景技术

目前传统的气象服务大多集中在智慧防灾减灾、为农服务和交通服务等领域，专门应用于美丽乡村振兴战略领域的相对空白，以云服务模式构建美丽乡村云数据中心，并利用大数据分析模型构建的面向政府(G端)、专业用户(B端)和社会公众(C端)的云服务系统更加寥寥无几。

随着国家对气象探测以及突发事件预警信息发布的重视与指导，气象信息服务站、旅游气象触摸式交换设备、气象信息预警与发布系统、大喇叭发布终端、大喇叭广播设备、应急大喇叭预警终端和智慧气象站的研究不断加强，目前已经出现了很多功能相对完善的气象探测和预警等终端设备，并且大量投入到相关区域进行布设，由于相关探测气象站和预警大喇叭设备的设计相对独立，很多情况需要重复部署实施，需要耗费大量的人力、物力资源。经过研究分析，我公司发现现有的探测气象站与预警大喇叭设备在通讯、配电、太阳能等领域具有很多相同之处，为此我公司设计了集成探测、预警与预报三种功能于一体的乡村智慧服务系统及信息终端，部署之后能够同时兼具气象要素探测、突发事件预警以及预报服务的功能。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种美丽乡村智慧服务系统及信息终端，具备能够同时兼具气象要素探测、突发事件预警以及预报服务的功能，解决了由于相关探测气象站和预警大喇叭设备的设计相对独立，很多情况需要重复部署实施，需要耗费大量的人力、物力资源的问题。

(二)技术方案

为实现上述具备能够同时兼具气象要素探测、突发事件预警以及预报服务的功能，本发明提供如下技术方案：一种美丽乡村智慧服务系统，包括与外接220V交流电源电连接的分压器，所述分压器与信号调理单元电连接，且信号调理单元分别与数据采集单元和隔离变压器电连接，所述数据采集单元也分别与光收发器和数据处理模块电连接，且光收发器和数据处理模块均与单片机电连接。

所述隔离变压器分别与光收发器和电压对比单元电连接，所述电压对比单元和单片机电连接。

所述单片机通过物联无线网关分别与预警发布系统、云服务平台和云服务管理系统信号连接，且云服务平台与云数据中心电连接，预警发布系统与远程接收端信号连接。

优选的，所述数据采集单元包含风速传感器、雨量传感器、PM2.5传感器及温湿度传感器。

优选的，所述远程接收端为具有信号收发功能的电子产品，包含手机、平板、PC及小喇叭和显示屏。

一种美丽乡村智慧服务系统，还包括展示层、功能层、数据层和基础设施层；

所述展示层包含对象和访问方式，在对象中包含公众C端用户、行业B 端用户和政府G端用户，在访问方式中包含PC端和手机客户端；

所述功能层包含云数据中心、智慧大喇叭系统、智慧气象云服务系统和信息发布接口系统；

所述数据层包含信息资源库、数据仓库、共享交换库、数据管理库、业务生产库、公众服务库和外部系统及信息；

所述基础设施层包含网络资源池、服务器环境、网络环境、服务终端、气象高清影视系统和气象站。

优选的，所述云数据中心包含云数据管理、数据采集监控和大数据分析模型；

所述智慧大喇叭系统包含基础规格器材、观测指标、传播指标和各项基本功能；

所述智慧气象云服务系统包含面向公众的C端云服务、面向行业的B端云服务和面向政府的G端云服务；

所述信息发布接口系统包含系统鉴权接口、数据采集接口、信息发布接口和数据统计接口。

优选的，所述面向公众的C端云服务包含二维码扫描、个性定制、实施观测、智能预报和智慧服务；

所述面向行业的B端云服务包含为农业气象、乡村旅游、生态宜居、防灾减灾、预报订正及科普宣传服务的数据；

所述面向政府的G端云服务包含决策辅助及监控预警服务。

根据上述一种美丽乡村智慧服务系统，本发明另提出一种美丽乡村智慧服务信息终端，包括底座，所述底座的顶端固定安装有支架，在支架的顶端固定安装有大喇叭，且在大喇叭一侧的支架上分别设置有监测仪和摄像头，在大喇叭另一侧的支架上通过固定安装的副支架固定安装有太阳能板，并且所述支架上还固定安装有用于安置控制器材及蓄电池的机柜。

优选的，所述监测仪包含风速传感器、雨量传感器、PM2.5传感器及温湿度传感器。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种美丽乡村智慧服务系统及信息终端，具备以下有益效果：

1、该美丽乡村智慧服务系统及信息终端，兼具气象要素探测、预警信息播报、预报服务等功能于一体，同时针对性的设计了配套的云服务系统，软件与硬件一体化设计，广泛对接站点观测数据、信息终端探测数据、数值预报格点数据、公共气象服务产品和用户等数据，利用大数据分析模型构建的面向政府(G端)、专业用户(B端)和社会公众(C端)提供针对性、个性化服务。

2、该美丽乡村智慧服务系统及信息终端，利用信号调理单元及光收发器与电压对比单元的配合，可以在系统运行时实时的对所有的监测元件进行监控，避免在出现损坏现象时无法及时的发现并处理，进一步保证整个系统的正常运行。

附图说明

图1为本发明一种美丽乡村智慧服务系统示意图；

图2为本发明一种美丽乡村智慧服务系统总体架构示意图；

图3为本发明一种美丽乡村智慧服务系统总体功能结构示意图；

图4为本发明一种美丽乡村智慧服务系统总体流程结构示意图；

图5为本发明一种美丽乡村智慧服务系统总体网络结构示意图；

图6为本发明一种美丽乡村智慧服务信息终端示意图。

图中：1底座、2支架、3大喇叭、4监测仪、5摄像头、6副支架、7太阳能板、8机柜。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例和附图，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。

如图示1-5，一种美丽乡村智慧服务系统，包括与外接220V交流电源电连接的分压器，分压器与信号调理单元电连接，且信号调理单元分别与数据采集单元和隔离变压器电连接，数据采集单元也分别与光收发器和数据处理模块电连接，且光收发器和数据处理模块均与单片机电连接，该系统可外接太阳能电板，以作为室外独立监控系统的备用电源；

隔离变压器分别与光收发器和电压对比单元电连接，电压对比单元和单片机电连接，利用信号调理单元及光收发器与电压对比单元的配合，可以在系统运行时实时的对所有的监测元件进行监控，避免在出现损坏现象时无法及时的发现并处理，进一步保证整个系统的正常运行；

单片机通过物联无线网关分别与预警发布系统、云服务平台和云服务管理系统信号连接，且云服务平台与云数据中心电连接，预警发布系统与远程接收端信号连接。

本发明中，数据采集单元包含风速传感器、雨量传感器、PM2.5传感器及温湿度传感器。

本发明中，远程接收端为具有信号收发功能的电子产品，包含手机、平板、PC及小喇叭和显示屏。

本发明中，还包括展示层、功能层、数据层和基础设施层；

展示层包含对象和访问方式，在对象中包含公众C端用户、行业B端用户和政府G端用户，在访问方式中包含PC端和手机客户端；

功能层包含云数据中心、智慧大喇叭系统、智慧气象云服务系统和信息发布接口系统；

数据层包含信息资源库、数据仓库、共享交换库、数据管理库、业务生产库、公众服务库和外部系统及信息；

基础设施层包含网络资源池、服务器环境、网络环境、服务终端、气象高清影视系统和气象站。

本发明中，云数据中心包含云数据管理、数据采集监控和大数据分析模型；

智慧大喇叭系统包含基础规格器材、观测指标、传播指标和各项基本功能；

智慧气象云服务系统包含面向公众的C端云服务、面向行业的B端云服务和面向政府的G端云服务；

信息发布接口系统包含系统鉴权接口、数据采集接口、信息发布接口和数据统计接口。

本发明中，面向公众的C端云服务包含二维码扫描、个性定制、实施观测、智能预报和智慧服务；

面向行业的B端云服务包含为农业气象、乡村旅游、生态宜居、防灾减灾、预报订正及科普宣传服务的数据；

面向政府的G端云服务包含决策辅助及监控预警服务。

本发明系统具体构造内容如下：

云数据中心的建设

1、云数据管理

(1)全省站点观测数据库

数据中心构建了共享观测数据库，主要存储国家气象局已经开放共享的地面、高空、卫星探测、天气雷达探测等类型资料，重点存储：地面资料、高空资料、海洋资料、辐射资料、农气资料、雷达资料、卫星资源、服务产品、气象灾害、专题服务等等数据。

(2)服务终端观测数据库

基于项目实施部署的智慧服务系统以及其他相关地面观测基础设施，进一步加密地面观测网络，构建地面观测数据库，广泛存储相关观测设备探测到的气温、雨量、温度、气压、风速、风向等气象要素信息；同时，能够广泛存储PM10、PM2.5、负氧离子以及实景观测等信息。

(3)数值预报格点数据库

中心构建了数值预报格点数据库，用于存储GRAPES全球模式集合预报格点、NOAA预报、EC细网格数值预报、智能网格预报等数据。

(4)公共气象服务产品库

中心构建了公共气象服务产品库，用于存储智慧气象云服务系统中B端制作发布的公共气象服务产品，支持按照行业等进行分类存储，支持存储机构化以及非结构化的服务产品，能够采用关系型与非关系型相结合的方式存储管理公共气象服务产品，为智慧气象云服务系统C端用户提供定制化服务。

(5)公共气象服务用户库

为了实现系统的智慧理念，中心构建了公共气象服务用户库，基于大数据和深度学习、个性定制等技术手段自动归集、存储智慧气象云服务系统所有的C端以及B端用户的操作信息，通过用户行为进行分析与解读，自动记录用户行为画像，结合相关用户的个性化需求建立用户与云服务以及云服务产品之间的连接网络。

2、数据采集

(1)云数据管理已经构建了多个高弹性的数据资源信息仓库，为数据的存储奠定了良好的基础，数据采集功能则和云数据管理紧密衔接，从数据对接、采集的角度出发，满足数据获取的需求。

(2)数据状态监控

整个云平台是以数据为驱动的，数据的时效、全面、质量等因素都将直接影响到服务产品的质量和平台的生命力，因此系统构建了强大的数据状态监控机制，能够无间断地对数据采集状态进行监控，当数据源、数据采集、数据处理、数据传输、数据存储等环节当中的任意环节发生故障时系统自动进行报警，第一时间通知相关管理人员，通报故障类型、故障编码、故障时间、故障分析以及建议的解决方案等信息，帮助相关数据管理人员快速排查故障，解决问题，快速恢复数据，为平台的安全、稳定、健壮运行保驾护航。大数据分析模型。

(1)用户分析模型

系统面向智慧气象云服务系统的C端以及B端用户，广泛利用看板、概略、整体、事件分析、获取分析、行为路径、漏斗分析、留存分析、粘性分析、页面分析、用户列表、用户洞察、日出图、用户分群、智能触达等大数据分析模型开展用户分析，帮助平台深入、细致的了解用户情况。

(2)服务产品分析模型

系统能够利用大数据分析技术对服务产品进行分析，能够通过Kano(客户满意度)模型、AHP(层次分析)模型、思想象限定位模型、创新产品需求模型等方式进行挖掘分析，以用户为中心，提升服务产品的精细化、个性化水平。系统能够结合大数据模型分析的结果为相关服务产品制作用户提供创新型需求，辅助行业B端用户进行服务产品制作。

(3)数据分析模型

系统针对数据的采集、处理、传输、存储、利用等数据流动环节建立了数据分析模型，能够对数据的利用情况进行评估，针对使用率高的数据优先分配相关资源，保障重要数据的运算效率，并结合用户以及服务产品的分析结果自动调节数据采集的时间频率以及数据采集范围。

面向公众的C端云服务

(1)二维码扫描

为每个安装的美丽乡村智慧气象服务终端结合其安装点位置定制一个独有的二维码，用户通过微信和手机端其他二维码扫描工具，能够扫描识别该位置点的气象观测、预报和服务应用。

(2)个性定制

用户在第一次使用云服务功能时，系统能够基于用户的性别、年龄、星座等等属性为用户推荐多个标签，由用户根据自身的喜好和特点选择设置一些标签并支持自定义标签。系统会将该信息自动归集到公共气象服务用户库中，并基于该信息建立用户的初步画像，后期将结合用户的系统使用情况、服务产品使用情况等进一步的优化、完善个性定制。

(3)实时观测

系统能够面向广大C端公众用户，对复杂、专业的地面观测、高空观测等信息进行加工处理，抽取出直观、概况、简要的主体信息进行可视化展示，展示的字体、字号以及样式也能够根据不同用户的喜好和倾向进行调整。系统还面向广大C端用户提供了实景观测查阅功能，方便用户足不出户就能了解外面的实际天气情况。

(4)智能预报

系统提供了智能预报服务，内部有机整合站点预报、智能网格、数值预报等预报产品，系统能够结合用户的所在位置以及使用偏好，动态选择相应的预报方式，为用户提供优质的预报服务。用户能够通过扫描智慧大喇叭系统附带的二维码就能获悉该位置的气象预报信息，能够通过语音交互快速获取预报信息。系统还支持全文框交互模式，用户在一个文本框中键入地址、地名、建筑物等关键词，系统自动结合地理位置检索最近的预报信息，展示给公众用户。

(5)智慧服务

系统实现了智慧服务功能，能够基于个性定制为自动为用户推送一些气象服务，进一步挖掘用户需求，提高用户的粘性；系统采用深度学习技术，不断优化和完善为用户推送算法，进一步提高服务产品质量，满足用户的个性化需求。

面向行业的B端云服务

(1)为农气象服务

农业气象服务主要针对农业服务对象提供农作物全生育期的农业气象预报、情报、灾害监测预警等服务。收集辖区内各类设施农作物的从播种期到收获期的气象指标和农事指标，结合业务中间库产品，手工或自动生成设施农业气象预报，如设施葡萄休眠期、萌芽期、发芽抽枝期、扦穗绑梢期、抽枝长叶开花期、坐果期、果穗生长期、整穗、蔬果期的预报以及农事指标等。

以气象数据为载体，深度融合农业信息数据，建立智慧农业气象专项服务，以联合服务、联合管理新机制为主导思想，为“三农”提供权威性、综合性、专业化、规范化信息平台服务。从根源上解决气象为农服务科技含量不高、接地气不够等瓶颈问题。

通过大数据分类式管理技术结合气象智能网格精细化预报，为每位用户提供田间专业化服务，自动获得为农服务对象所处地域的气象、农业服务信息，还可获得所处田块的当季施肥方案、种植补贴款项信息，实现专项农业天气预报、病虫情报、天气雷达、农业气象服务等用户咨询内容的自动应答。

系统综合实现了农业气象智能监测，农业气象综合预报，特色农技业产品专项服务，经济作物专项服务，设施农业专项服务。

(2)乡村旅游服务

大力发展乡村旅游是贯彻落实乡村振兴战略和建设美丽的有力推手，气象条件是影响旅游安全和旅游质量的重要因素，因气象灾害导致的旅游者伤亡、旅游设施损毁事故时有发生，不利的天气条件也往往会对旅游者交通出行、景区观赏等产生不良影响，越来越多的旅游者根据天气来安排自己的出游计划，气象信息已成为旅游者出游所必需的公共服务信息，成为旅游经营者和各级旅游部门防范气象灾害的重要依据。

(3)生态宜居服务

以打造美丽乡村生态宜居环境为支撑点，提供相关生活气象指数预报、大气污染预报、负氧离子监测服务和紫外线等级预报。

(4)防灾减灾服务

系统能够无缝对接突发事件预警信息发布系统，及时接入突发应急事件，满足共享信息查询服务、风险落区研判和风险分析的需求。

(5)预报订正服务

系统能够利用实地观测网络对预报的准确性进行探测，当检测到预报数据与实地检测数据出现偏差的情况，自动将监测数据推送给B端气象部门用户，方便其快速开展预报订正研判工作。

(6)科普宣传服务

系统实现了科普服务功能，能够集成“三农”服务政策、维稳政策法规、气象知识、名人观点、防灾减灾、先进科技、科普动态等等科普服务，系统支持结构化以及非结构化的科普资料挂接功能，能够全文模糊检索，支持语音交互等功能。

面向政府的G端云服务

(1)决策辅助服务

系统能够无缝对接突发事件预警信息发布系统，及时接入突发应急事件，满足共享信息查询服务、风险落区研判和风险分析的需求。

(2)监控预警服务

系统能够结合云数据中心当中的观测数据设定相关预警阈值，当观测数据触发预警阈值上限或者下限时自动进行预警，提供G端用户重点监控相关区域以及相关风险类型，结合辅助决策开展风险落区研判和风险分析等服务。信息发布接口系统

系统利用云平台的优势，搭建了多个跨平台云服务数据接口，以 WebService、API等数据格式对外提供服务，满足系统鉴权、数据采集、信息发布、数据统计等需求。

(1)系统鉴权接口

系统开放了跨平台系统鉴权接口，能够对接入系统的组织身份模型、系统角色、系统安全等进行验证，并结合其对应的接口权限对系统数据访问、数据采集、信息发布、数据统计等接口使用权限进行鉴权，保障接口的有序、高效调用。

(2)数据采集接口

系统开放了跨平台数据采集接口，一方面满足了云平台对内采集相关观测、数值预报、服务产品等数据的需求，通过对接相关业务系统快速获取相关数据，完成系统的数据采集工作；另一方面，满足了云平台对外提供数据的需求，针对有数据调用需求的相关服务用户，系统开放了数据采集接口，方便服务用户利用自身的系统对接到云平台，快速获取云平台对外开放的相关数据资源，满足服务用户对数据资源二次加工的服务需求。

(3)信息发布接口

系统开放了信息发布接口，以智慧大喇叭系统以及相应的突发事件预警信息发布系统为信息发布对象，快速将预报信息、观测信息、服务产品信息、科普信息进行发布。

(4)数据统计接口

系统开放了数据统计接口，能够对平台的相关数理统计结果进行打包，以统计服务方式通过跨平台接口传送给所需系统，直接传递统计结果，进一步提高数据的传输效率并减轻了对方系统的计算压力。

如图示6，根据上述一种美丽乡村智慧服务系统，现提出一种美丽乡村智慧服务信息终端，包括底座1，底座1的顶端固定安装有支架2，在支架2的顶端固定安装有大喇叭3，且在大喇叭3一侧的支架2上分别设置有监测仪4 和摄像头5，在大喇叭3另一侧的支架2上通过固定安装的副支架6固定安装有太阳能板7，并且支架2上还固定安装有用于安置控制器材及蓄电池的机柜 8。

本发明中，监测仪4包含风速传感器、雨量传感器、PM2.5传感器及温湿度传感器。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种美丽乡村智慧服务系统，包括与外接220V交流电源电连接的分压器，其特征在于，所述分压器与信号调理单元电连接，且信号调理单元分别与数据采集单元和隔离变压器电连接，所述数据采集单元也分别与光收发器和数据处理模块电连接，且光收发器和数据处理模块均与单片机电连接；

所述隔离变压器分别与光收发器和电压对比单元电连接，所述电压对比单元和单片机电连接；

所述单片机通过物联无线网关分别与预警发布系统、云服务平台和云服务管理系统信号连接，且云服务平台与云数据中心电连接，预警发布系统与远程接收端信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种美丽乡村智慧服务系统，其特征在于，所述数据采集单元包含风速传感器、雨量传感器、PM2.5传感器及温湿度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种美丽乡村智慧服务系统，其特征在于，所述远程接收端为具有信号收发功能的电子产品，包含手机、平板、PC及小喇叭和显示屏。

4.根据权利要求1所述的一种美丽乡村智慧服务系统，其特征在于，还包括展示层、功能层、数据层和基础设施层；

所述展示层包含对象和访问方式，在对象中包含公众C端用户、行业B端用户和政府G端用户，在访问方式中包含PC端和手机客户端；

所述功能层包含云数据中心、智慧大喇叭系统、智慧气象云服务系统和信息发布接口系统；

所述数据层包含信息资源库、数据仓库、共享交换库、数据管理库、业务生产库、公众服务库和外部系统及信息；

所述基础设施层包含网络资源池、服务器环境、网络环境、服务终端、气象高清影视系统和气象站。

5.根据权利要求4所述的一种美丽乡村智慧服务系统，其特征在于，所述云数据中心包含云数据管理、数据采集监控和大数据分析模型；

所述智慧大喇叭系统包含基础规格器材、观测指标、传播指标和各项基本功能；

所述智慧气象云服务系统包含面向公众的C端云服务、面向行业的B端云服务和面向政府的G端云服务；

所述信息发布接口系统包含系统鉴权接口、数据采集接口、信息发布接口和数据统计接口。

6.根据权利要求5所述的一种美丽乡村智慧服务系统，其特征在于，所述面向公众的C端云服务包含二维码扫描、个性定制、实施观测、智能预报和智慧服务；

所述面向行业的B端云服务包含为农业气象、乡村旅游、生态宜居、防灾减灾、预报订正及科普宣传服务的数据；

所述面向政府的G端云服务包含决策辅助及监控预警服务。

7.根据权利要求1所述的一种美丽乡村智慧服务系统，现提出一种美丽乡村智慧服务信息终端，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的顶端固定安装有支架(2)，在支架(2)的顶端固定安装有大喇叭(3)，且在大喇叭(3)一侧的支架(2)上分别设置有监测仪(4)和摄像头(5)，在大喇叭(3)另一侧的支架(2)上通过固定安装的副支架(6)固定安装有太阳能板(7)，并且所述支架(2)上还固定安装有用于安置控制器材及蓄电池的机柜(8)。

8.根据权利要求7所述的一种美丽乡村智慧服务信息终端，其特征在于，所述监测仪(4)包含风速传感器、雨量传感器、PM2.5传感器及温湿度传感器。

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