CN113031493A

CN113031493A - 一种基于5g通讯技术的智能农业监控管理系统

Info

Publication number: CN113031493A
Application number: CN202110459462.XA
Authority: CN
Inventors: 黄关青; 周飞
Original assignee: Hainan Qingfeng Biotechnology Co ltd
Current assignee: Hainan Qingfeng Biotechnology Co ltd
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2021-06-25
Also published as: WO2022227366A1

Abstract

一种基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统，包括监测终端、服务器、控制端、移动终端及农用设备终端。监测终端，设有多个，位于预先划分的多个农田区块中。服务器，用于存储及传输数据。控制端，用于自动生成并发送工作任务。移动终端，设有多个，配备给各作业人员。农用设备终端，设有多个。本发明可第一时间收集到相应的土壤数据，配合服务器中的各数据库及控制端任务分配模块，可第一时间生成并分配工作任务给相应的工作人员及农用设备终端，效率较高，还可实现根据土壤实际情况而精准、合理的分配工作任务。

Description

一种基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统

技术领域

本发明涉及农业管理技术领域，尤其涉及一种基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统。

背景技术

目前我国的农业发展趋势，正在由以家庭为主的、分散式的耕种方式逐渐向大面积的、集中式的耕种方式发展，集中式的耕种方式具有便于管理及可提高收成、工作效率的优点，但是目前的管理方式还局限于由管理人员人为的分配给作业人员工作任务的情况，管理人员需要事先收集大量的农田数据，并且需要掌握人员及农用设备的情况，以便于统筹分配工作，但前述数据的收集工作量非常大，而且这些数据收集起来具有一定的滞后性，并且人员或设备也具有变动性(例如，人员休假，设备损坏的情况)，因此工作任务的分配及调整均不及时，工作效率较低。

另外，近年来，第五代移动通信系统5G已经成为通信业和学术界探讨的热点，无论是5G通讯技术还是5G定位技术均至少具有以下优点：

1、数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络；

2、网络延迟较低，空中接口时延水平需要在1ms左右，可满足各种实时应用的场合。

基于5G技术的上述优点，发明人结合农业管理的实际需求及5G技术提出了本发明的智能农业监控管理系统。

发明内容

为解决上述现有技术中不足，本发明的主要目的在于提供一种基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统。

而其解决问题的技术方案是这样实现的：

一种基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统，包括监测终端、服务器、控制端、移动终端及农用设备终端。监测终端，设有多个，位于预先划分的多个农田区块中，用于监测并传输与各农田区块相应的土壤数据，监测终端包括：第一通讯模块，用于实现数据通讯；第一定位模块，用于获得当前监测终端的坐标位置。服务器，用于存储及传输数据，服务器包括：第二通讯模块，用于实现数据通讯；区块数据库，用于存储预先设定的各农田区块的坐标范围数据；田情数据库，用于存储相应农田区块所种植的农作物、农作物的生长数据、土壤数据及作业优先等级，作业优先等级根据土壤数据以预设规则而确定；人员数据库，用于存储与所有作业人员相应的人员数据，人员数据包括人员编号、可出勤时间段及可操作的农用设备终端类型；设备数据库，用于存储与农用设备终端相应的设备数据，设备数据包括设备编号及相应的可作业时间段。控制端，用于自动生成并发送工作任务，包括：第三通讯模块，用于实现数据通讯；任务分配模块，用于根据农作物的生长数据、土壤数据及相应的作业优先等级、作业人员的可出勤时间段及农用设备终端的可作业时间段而生成多个工作任务，并将工作任务发送给相应的作业人员及农用设备终端。移动终端，设有多个，配备给各作业人员，包括：第四通讯模块，用于实现数据通讯；第一任务接收模块，用于接收并显示移动终端发送的分配给当前作业人员的工作任务。农用设备终端，设有多个，包括：第五通讯模块，用于实现数据通讯；第二任务接收模块，用于接收并显示控制端发送的分配给当前农用设备终端的工作任务。

其中，控制端还包括第一修正模块，第一修正模块用于由管理人员修改自动生成的工作任务并重新发送修改后的工作任务。

其中，移动终端还包括第二定位模块，第二定位模块用于获得当前移动终端的坐标位置，判定并显示移动终端所位于的农田区块。

其中，移动终端还包括第二修正模块，第二修正模块用于由作业人员修改可出勤时间段、农用设备终端的可作业时间段、农作物的生长数据及土壤数据，以及在修改后触发控制端的任务分配模块重新发送工作任务。

其中，农用设备终端还包括第三定位模块，第三定位模块用于获得当前农用设备终端的坐标位置，判定并显示农用设备终端所位于的及所邻接的农田区块。

其中，农用设备终端还包括第三修正模块，第三修正模块用于由作业人员修正当前农用设备终端的可作业时间段及土壤数据。

其中，第一通讯模块、第二通讯模块、第三通讯模块、第四通讯模块及第五通讯模块为无线通讯模块，选自GPRS通讯模块、3G通讯模块、4G通讯模块、5G通讯模块或WiFi模块。

其中，第一定位模块、第二定位模块及第三定位模块为5G定位模块。

其中，监测终端包括温度传感器、湿度传感器、PH值传感器及土壤养分测定仪。

其中，农用设备终端包括灌溉设备、撒药设备、施肥设备及收割设备。

本发明的有益效果是：

(1)通过监测终端的设置，可第一时间收集到相应的土壤数据，配合服务器中的各数据库及控制端任务分配模块，可第一时间生成并分配工作任务给相应的工作人员及农用设备终端，科学且高效；

(2)通过作业优先等级的设置，可实现根据土壤实际情况而精准、合理的分配工作任务；

(3)通过第二定位模块及第三定位模块的设置，可使作业人员迅速获知当前位置并指引作业人员迅速到达目标位置，进一步提高工作效率；

(4)通过第一修正模块、第二修正模块及第三修正模块的设置，可实现根据实际情况及时调整工作任务。

附图说明

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：本发明各模块连接关系示意图；

图2：本发明监测终端、移动终端及农用设备终端布设示意图；

图3：图2中的作业人员所持的移动终端显示的当前位置示意图。

附图标记说明

10 监测终端

11 第一通讯模块

12 第一定位模块

10a 温度传感器

10b 湿度传感器

10c PH值传感器

10d 土壤养分测定仪

20 服务器

21 第二通讯模块

22 区块数据库

23 田情数据库

24 人员数据库

25 设备数据库

30 控制端

31 第三通讯模块

32 任务分配模块

33 第一修正模块

40 移动终端

41 第四通讯模块

42 第一任务接收模块

43 第二定位模块

44 第二修正模块

50 农用设备终端

51 第五通讯模块

52 第二任务接收模块

53 第三定位模块

54 第三修正模块

60 农田区块

70 作业人员。

具体实施方式

下面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。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

为了便于管理，可预先将整个农田按位置划分为多个农田区块60，农田区块60也可以编号以便于后期的识别与管理。

请参阅图1至图3所示，本发明的基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统，包括监测终端10、服务器20、控制端30、移动终端40及农用设备终端50。

其中，农用设备终端50包括灌溉设备、撒药设备、施肥设备及收割设备等，但不限于此。

监测终端10，设有多个，位于预先划分的多个农田区块60中，用于监测并传输与各农田区块60相应的土壤数据，监测终端10包括：

第一通讯模块11，用于实现数据通讯；

第一定位模块12，用于获得当前监测终端10的坐标位置；

其中，监测终端10可以是温度传感器10a、湿度传感器10b、PH值传感器10c及土壤养分测定仪10d等，但不限于此，根据实际情况可将上述监测终端10组合后布设于各农田区块60中，如图2所示。

服务器20，用于存储及传输数据，服务器20包括：

第二通讯模块21，用于实现数据通讯；

区块数据库22，由管理人员预先录入，用于存储预先设定的各农田区块60的坐标范围数据；

田情数据库23，用于存储相应农田区块60所种植的农作物、农作物的生长数据(例如成熟度、虫害情况等，因不方便由监测终端10进行检测，因此生长数据可由管理人员巡视后手动录入至田情数据库23中)、土壤数据及作业优先等级，作业优先等级根据土壤数据以预设规则而确定；土壤数据根据监测终端10的不同而不同，例如，当监测终端10为湿度传感器10b时，所获得的土壤数据为湿度值，本实施例总湿度值的作业优先等级根据湿度值以升序排序(见下表1)，即湿度值越小，作业优先级别越高，优先安排作业优先级别高的农田区块60进行灌溉。其他土壤数据，根据实际情况而决定作业优先等级的确定规则。

表1

序号	农田区块	湿度值(％)	(灌溉)作业优先等级
				001	0101	25	2级
002	0102	33	3级
				003	0103	12	1级
004	0201	56	4级

人员数据库24，由管理人员预先录入，用于存储所有作业人员70相应的人员数据，人员数据包括人员编号、可出勤时间段及可操作的农用设备终端50的类型以便于安排工作任务；

设备数据库25，由管理人员预先录入，用于存储与农用设备终端50相应的设备数据，设备数据包括设备编号及相应的可作业时间段以便于安排工作。

控制端30，用于自动生成并发送工作任务，包括：

第三通讯模块31，用于实现数据通讯；

任务分配模块32，用于根据农作物的生长数据、土壤数据及相应的作业优先等级、作业人员70的可出勤时间段及农用设备终端50的可作业时间段而生成多个工作任务，并将工作任务发送给相应的作业人员70及农用设备终端50；下表2为根据表1而生成的工作任务清单。

表2

第一修正模块33，用于由管理人员修改自动生成的工作任务并重新发送修改后的工作任务。例如，管理人员可根据气象数据(雨量、气温、风力情况等)并结合农田实际情况，修改自动生成的工作任务，以实现有计划的、精准的作业。比如，近期连续降雨且降雨量较大，可取消灌溉的工作任务。

其中，控制端30可为一台式电脑或笔记本电脑，内置专门的控制程序，以实现上述分配及修正的功能。

移动终端40，设有多个，配备给各作业人员70，其可选用智能手机或平板电脑等，其包括：

第四通讯模块41，用于实现数据通讯；

第一任务接收模块42，用于接收并显示移动终端40发送的分配给当前作业人员70的工作任务；

第二定位模块43，用于获得当前移动终端40的坐标位置，判定并显示移动终端40所位于的及所邻接的农田区块60以便于作业人员70迅速获知当前位置并指引作业人员70迅速到达目标位置(如图3所示)，尤其适用于作业人员70未使用农用设备终端50的情况，如徒步巡视的情况；

第二修正模块44，第二修正模块44用于由作业人员70修改可出勤时间段、农用设备终端50的可作业时间段、农作物的生长数据及土壤数据，以及在修改后触发控制端30的任务分配模块32重新发送工作任务。例如，在使用过程中某个农用设备终端50损坏或需要保养，作业人员70可及时通过移动终端40的第二修正模块44修改该农用设备终端50可作业时间段以便于控制端30及时调整工作任务，实现有计划的、精准的作业。再例如，监测终端10只是分布于农田区块60的局部，有时其监测数据并不能完全代表整个农田区块60的情况，也有误差的情况存在，在作业人员70巡视后觉得与实际不符时，可及时通过移动端的第二修正模块44修改监测数据或直接修改作业优先等级。

农用设备终端50，设有多个，包括：

第五通讯模块51，用于实现数据通讯；

第二任务接收模块52，用于接收并显示控制端30发送的分配给当前农用设备终端50的工作任务(可通过一显示器显示工作任务，显示器未绘制)；

第三定位模块53，用于获得当前农用设备终端50的坐标位置，判定并显示农用设备终端50所位于的及所邻接的农田区块60(可通过上述显示器显示)，以便于作业人员70迅速获知当前位置并指引作业人员70迅速到达目标位置，尤其适用于作业人员70操作农用设备终端50的情况，如操作撒药设备时可直接通过该撒药设备上的一显示屏获得当前位置；

第三修正模块54，用于由作业人员70修正当前农用设备终端50的可作业时间段、农作物的生长数据及土壤数据，以及在修改后触发控制端30的任务分配模块32重新发送工作任务，以实现有计划的、精准的作业。即作业人员70可根据情况可选择性地通过移动终端40的第二修正模块44或农用设备终端50的第三修正模块54修改农用设备终端50的可作业时间段、农作物的生长数据及土壤数据，两种修改方式提升了作业的便利性，因为工作人员在作业时不一定方便随身携带移动终端40。

其中，上述第一通讯模块11、第二通讯模块21、第三通讯模块31、第四通讯模块41及第五通讯模块51为无线通讯模块，选自GPRS通讯模块、3G通讯模块、4G通讯模块、5G通讯模块或WiFi模块，本实施例中选用5G通讯模块。

其中，第一定位模块12、第二定位模块43及第三定位模块53为5G定位模块。5G通讯技术及5G定位技术均具有速度快及网络延迟低的优点。

以上说明内容仅为本发明较佳实施例，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

Claims

1.一种基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统，其特征在于，包括监测终端(10)、服务器(20)、控制端(30)、移动终端(40)及农用设备终端(50)，其中：

监测终端(10)，设有多个，位于预先划分的多个农田区块(60)中，用于监测并传输与各农田区块(60)相应的土壤数据，监测终端(10)包括：

第一通讯模块(11)，用于实现数据通讯；

第一定位模块(12)，用于获得当前监测终端(10)的坐标位置；

服务器(20)，用于存储及传输数据，包括：

第二通讯模块(21)，用于实现数据通讯；

区块数据库(22)，用于存储预先设定的各农田区块(60)的坐标范围数据；

田情数据库(23)，用于存储相应农田区块(60)所种植的农作物、农作物的生长数据、土壤数据及作业优先等级，作业优先等级根据土壤数据以预设规则而确定；

人员数据库(24)，用于存储与所有作业人员(70)相应的人员数据，人员数据包括人员编号、可出勤时间段及可操作的农用设备终端(50)类型；

设备数据库(25)，用于存储与农用设备终端(50)相应的设备数据，设备数据包括设备编号及相应的可作业时间段；

控制端(30)，用于自动生成并发送工作任务，包括：

第三通讯模块(31)，用于实现数据通讯；

任务分配模块(32)，用于根据农作物的生长数据、土壤数据及相应的作业优先等级、作业人员(70)的可出勤时间段及农用设备终端(50)的可作业时间段而生成多个工作任务，并将工作任务发送给相应的作业人员(70)及农用设备终端(50)；

移动终端(40)，设有多个，配备给各作业人员(70)，包括：

第四通讯模块(41)，用于实现数据通讯；

第一任务接收模块(42)，用于接收并显示移动终端(40)发送的分配给当前作业人员(70)的工作任务；

农用设备终端(50)，设有多个，包括：

第五通讯模块(51)，用于实现数据通讯；

第二任务接收模块(52)，用于接收并显示控制端(30)发送的分配给当前农用设备终端(50)的工作任务。

2.根据权利要求1所述的基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统，其特征在于，控制端(30)还包括第一修正模块(33)，第一修正模块(33)用于由管理人员修改自动生成的工作任务并重新发送修改后的工作任务。

3.根据权利要求2所述的基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统，其特征在于，移动终端(40)还包括第二定位模块(43)，第二定位模块(43)用于获得当前移动终端(40)的坐标位置，判定并显示移动终端(40)所位于的及所邻接的农田区块(60)。

4.根据权利要求3所述的基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统，其特征在于，移动终端(40)还包括第二修正模块(44)，第二修正模块(44)用于由作业人员(70)修改可出勤时间段、农用设备终端(50)的可作业时间段、农作物的生长数据及土壤数据，以及在修改后触发控制端(30)的任务分配模块(32)重新发送工作任务。

5.根据权利要求4所述的基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统，其特征在于，农用设备终端(50)还包括第三定位模块(53)，第三定位模块(53)用于获得当前农用设备终端(50)的坐标位置，判定并显示农用设备终端(50)所位于的及所邻接的农田区块(60)。

6.根据权利要求5所述的基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统，其特征在于，农用设备终端(50)还包括第三修正模块(54)，第三修正模块(54)用于由作业人员(70)修正当前农用设备终端(50)的可作业时间段及土壤数据。

7.根据权利要求6所述的基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统，其特征在于，第一通讯模块(11)、第二通讯模块(21)、第三通讯模块(31)、第四通讯模块(41)及第五通讯模块(51)为无线通讯模块，无线通讯模块为5G通讯模块。

8.根据权利要求7所述的基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统，其特征在于，第一定位模块(12)、第二定位模块(43)及第三定位模块(53)为5G定位模块。

9.根据权利要求8所述的基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统，其特征在于，监测终端(10)包括温度传感器(10a)、湿度传感器(10b)、PH值传感器(10c)及土壤养分测定仪(10d)。

10.根据权利要求9所述的基于5G通讯技术的智能农业监控管理系统，其特征在于，农用设备终端(50)包括灌溉设备、撒药设备、施肥设备及收割设备。