CN113884132A - 一种基于人工智能语音控制的农业大田控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人工智能语音控制的农业大田控制系统，涉及智能控制系统领域，包括：太阳能环境监测模块，用于对田间农作物生长环境信息(空气温湿度、土壤温湿度、光照、风力、风向二氧化碳、雨量信息进行实时监测；苗情预警监测模块：其用于将大田作物目前长势及所处生长环境与其相适应的环境对比，对不适宜的环境信息进行预警；苗情预警监测模块包括安装立杆，所述安装立杆上设置有4G摄像球机、太阳能供电系统；远程数据服务器，用于接收太阳能环境监测模块、农情信息检测仪、虫害检测仪的相关数据并进行处理传输至显示模块上，显示模块；具备智能化监测的优点。

Description

一种基于人工智能语音控制的农业大田控制系统

技术领域

本发明涉及智能控制领域，具体涉及一种基于人工智能语音控制的农业大田控制系统。

背景技术

随着物联网在我国农业上的应用越来越广泛，农田“四情”的应用也越来越受到关注。“四情”是指利用物联网技术，动态检测田间作物的土壤墒情、苗情、病虫情及灾情的检测、监测预警系统。但是目前大田种植过程中缺少对“四情”的实时监控。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种基于人工智能语音控制的农业大田控制系统，用户可以通过电脑和手机随时随地登陆自己专属的网络客户端，可以访问田间的实时数据并进行系统管理，对每个检测点的环境、气象、病虫状况、作物生长情况等进行实时检测及监测。

为了实现以上目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于人工智能语音控制的农业大田控制系统，包括：

太阳能环境监测模块，用于对田间农作物生长环境信息(空气温湿度、土壤温湿度、光照、风力、风向二氧化碳、雨量信息进行实时监测，收集土壤墒情、灾情相关信息数据；

苗情预警监测模块：其用于将大田作物目前长势及所处生长环境与其相适应的环境对比，对不适宜的环境信息进行预警；所述苗情预警监测模块包括安装立杆，所述安装立杆上设置有4G摄像球机、太阳能供电系统；

虫情预警监测模块，包括虫害检测仪，用于实时收集田间虫情数据并传递至远程服务器；

远程数据服务器，用于接收太阳能环境监测模块、农情信息检测仪、虫害检测仪的相关数据并进行处理传输至显示模块上；远程数据服务器内还包括有人工智能模块，所述人工智能模块包括数据库、知识库和智能决策单元；其中：所述数据库，包括智能控制算法库和农机管控数据库，所述智能控制算法库用于存储智能控制算法；所述农机管控数据库用于存储智能终端信息和农田环境信息；所述知识库，包括功能软件生成库和远程运维模型库，所述功能软件生成库用于存储开发工具；所述远程运维模型库用于存储针对不同农业环境的远程运维模型；所述智能云端模块接收所述智能服务模块的作业任务，在参考所述知识库的远程运维模型库和所述数据库的智能控制算法库和农机管控数据库的情况下，使用所述智能控制算法库中的不同控制算法对作业任务进行模拟计算，得到这项作业任务使用不同控制算法下的工作时间和工作质量，并将工作时间和工作质量作为计算结果输出至智能决策单元；所述智能决策单元，用于比对不同控制算法的模拟计算结果，也就是工作时间和工作质量，并从中选择一个最优的调度信息进行使用；

语音控制模块，用于向远程数据服务器传递语音信号，并根据需求反馈对应的农业大田信息；

显示模块，用于将远程数据服务器接收的数据进行终端显示；

太阳能环境监测模块、苗情预警监测模块和虫害检测仪将采集到的信息发送给数据处理模块，通过数据处理模块将采集到的信息编码为数据包后通过无线传输模块传输至网关，网关通过其上设有的GPRS无线通讯模块将数据传输至远程数据服务器，远程数据服务器通过网络将数据包传送至显示模块，显示模块通过对数据包进行解码，获得检测到的各项数据信号。

为了进一步优化本发明，可优先采用以下技术方案：

优选的，所述太阳能环境监测模块包括设置在大田内的固定架，所述固定架上设置有感知设备、太阳能电池板、处理器箱，所述感知设备包括光照传感器、风速测量仪、风向测量仪、CO2传感器、空气温湿度传感器、空气质量传感器、土壤温湿度传感器、降雨量传感器；所述处理器箱内设置有太阳能供电控制器、电池、无线采集器、4G模块、物联网卡，所述光照传感器用于检测太阳总辐射、日照时数、紫外辐射、光合有效辐射及光照强度，所述空气质量传感器用于检测PM10、PM2.5、负氧离子及噪声。

优选的，所述虫害检测仪包括诱虫灯、杀虫装置、接虫漏斗和安装在上方的遮雨帽、控制装置及虫体处理装置设在灯箱内部，接虫漏斗下方设有连接管与虫体处理仓相连，虫体处理仓外壁设有远红外加热设备，处理仓底部设有挡板，控制装置可控制挡板开合；处理仓下方接虫盘，接虫盘驱动轴设在中间，接虫盘驱动轴与外壁之间环形区域为样本采集区，采集区设虫体杂物排出口，接虫盘下方为固定设置的托盘，托盘设开口连接到排污管，接虫盘上方为影像采集装置，安装影像采集装置的支架上固定有样本清理毛刷。

优选的，所述固定架顶部还设置有引雷针。

优选的，所述固定架底部还设置有一层金属框架地笼，所述土壤温湿度传感器、降雨量传感器固定设置在金属框架地笼内。

优选的，所述土壤温湿度传感器包括探头管，探头管顶端连接有旋转把手，旋转把手中心设置有旋接套，旋接套中心孔开设有内螺纹，内螺纹与探头管顶端侧壁的外螺纹旋接固定，探头管底端设置有螺旋锥形钻头，所述探头管包括若干插装连接的复合式管体，所述复合式管体包括交叉相互交替首尾接的导热金属管和隔热PVC管，其中导热金属管和隔热PVC管各占1/4，所述导热金属管内设置有温度传感器，隔热PVC管内设置有检测电路，检测电路的上下方设置有湿度传感电极，所述导热金属管和隔热PVC管的侧壁上均开设有T型卡槽，所述导热金属管和隔热PVC管之间设置有十字连接件，所述十字连接件外侧端部设置有与T型卡槽配合的工字卡条。

优选的，所述复合式管体顶部及底部均交错开设插装凸起、插装槽。

本发明的有益效果是：用户可以通过电脑和手机随时随地登陆自己专属的网络客户端，可以访问田间的实时数据并进行系统管理，对每个检测点的环境、气象、病虫状况、作物生长情况等进行实时检测及监测。

附图说明

图1为本系统的模块流程图；

图2为太阳能环境监测模块结构示意图；

图3为土壤温湿度传感器主视图；

图4为土壤温湿度传感器俯视图；

图5为土壤温湿度传感器侧视图；

图6为虫害检测仪主视图；

图7为虫害检测仪立体图。

其中，101-固定架，102-风向测量仪，103-风速测量仪，104-空气温湿度传感器，105-CO2传感器，106-太阳能电池板；107-处理器箱，108-降雨量传感器，109-土壤温湿度传感器；

201-探头管，202-螺旋锥形钻头，203-旋转把手，204-复合式管体，205-T型卡槽，206-工字卡条，207-十字连接件，208-导热金属管，209-隔热PVC管，210-插装凸起、211-插装槽；

301-灯箱、302-接虫漏斗、303-连接管、304-接虫盘、305-托盘、306-影像采集装置、307-排污管、308-接虫盘驱动装置、309-虫体杂物排出口、310-毛刷、311-控制装置、312-托盘开口。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1-7所示，一种基于人工智能语音控制的农业大田控制系统，包括：太阳能环境监测模块，用于对田间农作物生长环境信息(空气温湿度、土壤温湿度、光照、风力、风向二氧化碳、雨量信息进行实时监测；太阳能环境监测模块包括安装在大田内的固定架101，进一步固定架底部通过多个深入地下的连接杆110进行支撑，固定架101上安装有感知设备、太阳能电池板106、处理器箱107，感知设备包括光照传感器、风速测量仪103、风向测量仪102、CO2传感器105、空气温湿度传感器104、空气质量传感器、土壤温湿度传感器109、降雨量传感器108；处理器箱内安装有太阳能供电控制器、电池、无线采集器、4G模块、物联网卡，其中固定架101顶部安装有十字杆，光照传感器、风速测量仪、风向测量仪、CO2传感器、空气温湿度传感器、空气质量传感器分别安装在十字杆上，固定架顶部还安装有引雷针，固定架底部还安装有一层金属框架地笼，土壤温湿度传感器、降雨量传感器固定安装在金属框架地笼内；光照传感器用于检测太阳总辐射、日照时数、紫外辐射、光合有效辐射及光照强度，空气质量传感器用于检测PM10、PM2.5、负氧离子及噪声，其中风速测量仪采用传统三风杯风速传感器结构，风杯选用碳纤维材料，强度高，启动好；杯体内置信号处理单元能根据用户需求输出相应风速信号。风向测量仪采用高精度磁敏感应芯片，并选用低惯性轻金属风向标响应风向，灵敏度高，精度高，动态特性好。

土壤温湿度传感器包括探头管201，探头管顶端连接有旋转把手203，旋转把手中心安装有旋接套，旋接套中心孔开设有内螺纹，内螺纹与探头管顶端侧壁的外螺纹旋接固定，探头管底端安装有螺旋锥形钻头202，探头管包括若干插装连接的复合式管体204，复合式管体包括交叉相互交替首尾接的导热金属管208和隔热PVC管209，其中导热金属管和隔热PVC管各占1/4，导热金属管内安装有温度传感器，隔热PVC管内安装有检测电路，检测电路的上下方安装有湿度传感电极，导热金属管和隔热PVC管的侧壁上均开设有T型卡槽205，导热金属管和隔热PVC管之间安装有十字连接件207，十字连接件外侧端部安装有与T型卡槽配合的工字卡条206，复合式管体顶部及底部均交错开设插装凸起210、插装槽211，通过插装的方式便于安装及收纳。

苗情预警监测模块：其用于将大田作物目前长势及所处生长环境与其相适应的环境对比，对不适宜的环境信息进行预警；苗情预警监测模块包括安装立杆，安装立杆上安装有4G摄像球机、太阳能供电系统；虫害检测仪，用于实时收集田间虫情数据并传递至远程服务器；虫害检测仪包括灯箱301，诱虫灯、杀虫装置、接虫漏斗和安装在上方的遮雨帽、控制装置及虫体处理装置设在灯箱301内部，接虫漏斗302下方设有连接管303与虫体处理仓相连，虫体处理仓外壁设有远红外加热设备，处理仓底部设有挡板，控制装置311可控制挡板开合；处理仓下方接虫盘，接虫盘304驱动轴设在中间，接虫盘连接有接虫盘驱动装置308，驱动轴与外壁之间环形区域为样本采集区，采集区设虫体杂物排出口309，接虫盘下方为固定安装的托盘305，托盘305设托盘开口312连接到排污管307，接虫盘上方为影像采集装置306，安装影像采集装置的支架上固定有样本清理毛刷310；工作时，从接虫漏斗上方高压电网掉落的昆虫，通过导向筒进入虫体处理仓内，与此同时处理仓外围的远红外线圈工作，对处理仓内昆虫进行烘干处理，经处理过的昆虫虫体，存于处理仓挡板上，在下方接虫盘转动时，挡板驱动装置驱动311连杆运动，向侧方抽拉挡板，通过处理仓下边缘设置的毛刷，将虫体均匀散落在接虫盘上，间距适中，便于安装在接虫盘上方的影像采集装置拍照或摄像，完成拍照后的虫体样本随接虫盘旋转至虫体杂物排出口处，通过毛刷将废弃样本扫至排污管中

远程数据服务器，用于接收太阳能环境监测模块、农情信息检测仪、虫害检测仪的相关数据并进行处理传输至显示模块上；显示模块，用于将远程数据服务器接收的数据进行终端显示；远程数据服务器内还包括有人工智能模块，所述人工智能模块包括数据库、知识库和智能决策单元；其中：所述数据库，包括智能控制算法库和农机管控数据库，所述智能控制算法库用于存储智能控制算法；所述农机管控数据库用于存储智能终端信息和农田环境信息；所述知识库，包括功能软件生成库和远程运维模型库，所述功能软件生成库用于存储开发工具；所述远程运维模型库用于存储针对不同农业环境的远程运维模型；所述智能云端模块接收所述智能服务模块的作业任务，在参考所述知识库的远程运维模型库和所述数据库的智能控制算法库和农机管控数据库的情况下，使用所述智能控制算法库中的不同控制算法对作业任务进行模拟计算，得到这项作业任务使用不同控制算法下的工作时间和工作质量，并将工作时间和工作质量作为计算结果输出至智能决策单元；所述智能决策单元，用于比对不同控制算法的模拟计算结果，也就是工作时间和工作质量，并从中选择一个最优的调度信息进行使用；语音控制模块，用于向远程数据服务器传递语音信号，并根据需求反馈对应的农业大田信息；通过语音交互系统，不识字的人都可以通过语音操作，实时查看农业大田的空气温湿度、土壤温湿度、光照、风力、风向二氧化碳、雨量信息。太阳能环境监测模块、苗情预警监测模块和虫害检测仪将采集到的信息发送给数据处理模块，通过数据处理模块将采集到的信息编码为数据包后通过无线传输模块传输至网关，网关通过其上设有的GPRS无线通讯模块将数据传输至远程数据服务器，远程数据服务器通过网络将数据包传送至显示模块，显示模块通过对数据包进行解码，获得检测到的各项数据信号。在移动端及固定点实现数字大田种植“能听、会说、懂你”式的智能人机交互，帮助用户使用语音查看大田“四情”监测、语音远程控制设备等，使数字大田种植更简单，应用更加便捷，不识字的农户也可以利数字化技术实现简便种植应用。用户可以通过电脑和手机随时随地登陆自己专属的网络客户端，可以访问田间的实时数据并进行系统管理，对每个检测点的环境、气象、病虫状况、作物生长情况等进行实时检测及监测。

以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。按以下附带的权利要求的范围，可以进行一些基本特征的应用。

Claims (7)

1.一种基于人工智能语音控制的农业大田控制系统，其特征在于，包括：

太阳能环境监测模块，用于对田间农作物生长环境信息(空气温湿度、土壤温湿度、光照、风力、风向二氧化碳、雨量信息进行实时监测，收集土壤墒情、灾情相关信息数据；

苗情预警监测模块：其用于将大田作物目前长势及所处生长环境与其相适应的环境对比，对不适宜的环境信息进行预警；所述苗情预警监测模块包括安装立杆，所述安装立杆上设置有4G摄像球机、太阳能供电系统；

虫情预警监测模块，包括虫害检测仪，用于实时收集田间虫情数据并传递至远程服务器；

远程数据服务器，用于接收太阳能环境监测模块、农情信息检测仪、虫害检测仪的相关数据并进行处理传输至显示模块上；远程数据服务器内还包括有人工智能模块，所述人工智能模块包括数据库、知识库和智能决策单元；其中：所述数据库，包括智能控制算法库和农机管控数据库，所述智能控制算法库用于存储智能控制算法；所述农机管控数据库用于存储智能终端信息和农田环境信息；所述知识库，包括功能软件生成库和远程运维模型库，所述功能软件生成库用于存储开发工具；所述远程运维模型库用于存储针对不同农业环境的远程运维模型；所述智能云端模块接收所述智能服务模块的作业任务，在参考所述知识库的远程运维模型库和所述数据库的智能控制算法库和农机管控数据库的情况下，使用所述智能控制算法库中的不同控制算法对作业任务进行模拟计算，得到这项作业任务使用不同控制算法下的工作时间和工作质量，并将工作时间和工作质量作为计算结果输出至智能决策单元；所述智能决策单元，用于比对不同控制算法的模拟计算结果，也就是工作时间和工作质量，并从中选择一个最优的调度信息进行使用；

语音控制模块，用于向远程数据服务器传递语音信号，并根据需求反馈对应的农业大田信息；

显示模块，用于将远程数据服务器接收的数据进行终端显示；

太阳能环境监测模块、苗情预警监测模块和虫害检测仪将采集到的信息发送给数据处理模块，通过数据处理模块将采集到的信息编码为数据包后通过无线传输模块传输至网关，网关通过其上设有的GPRS无线通讯模块将数据传输至远程数据服务器，远程数据服务器通过网络将数据包传送至显示模块，显示模块通过对数据包进行解码，获得检测到的各项数据信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能语音控制的农业大田控制系统，其特征在于：所述太阳能环境监测模块包括设置在大田内的固定架，所述固定架上设置有感知设备、太阳能电池板、处理器箱，所述感知设备包括光照传感器、风速测量仪、风向测量仪、CO2传感器、空气温湿度传感器、空气质量传感器、土壤温湿度传感器、降雨量传感器；所述处理器箱内设置有太阳能供电控制器、电池、无线采集器、4G模块、物联网卡，所述光照传感器用于检测太阳总辐射、日照时数、紫外辐射、光合有效辐射及光照强度，所述空气质量传感器用于检测PM10、PM2.5、负氧离子及噪声。

3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能语音控制的农业大田控制系统，其特征在于：所述虫害检测仪包括诱虫灯、杀虫装置、接虫漏斗和安装在上方的遮雨帽、控制装置及虫体处理装置设在灯箱内部，接虫漏斗下方设有连接管与虫体处理仓相连，虫体处理仓外壁设有远红外加热设备，处理仓底部设有挡板，控制装置可控制挡板开合；处理仓下方接虫盘，接虫盘驱动轴设在中间，接虫盘驱动轴与外壁之间环形区域为样本采集区，采集区设虫体杂物排出口，接虫盘下方为固定设置的托盘，托盘设开口连接到排污管，接虫盘上方为影像采集装置，安装影像采集装置的支架上固定有样本清理毛刷。

4.根据权利要求2所述的一种基于人工智能语音控制的农业大田控制系统，其特征在于：所述固定架顶部还设置有引雷针。

5.根据权利要求2所述的一种基于人工智能语音控制的农业大田控制系统，其特征在于：所述固定架底部还设置有一层金属框架地笼，所述土壤温湿度传感器、降雨量传感器固定设置在金属框架地笼内。

6.根据权利要求2所述的一种基于人工智能语音控制的农业大田控制系统，其特征在于：所述土壤温湿度传感器包括探头管，探头管顶端连接有旋转把手，旋转把手中心设置有旋接套，旋接套中心孔开设有内螺纹，内螺纹与探头管顶端侧壁的外螺纹旋接固定，探头管底端设置有螺旋锥形钻头，所述探头管包括若干插装连接的复合式管体，所述复合式管体包括交叉相互交替首尾接的导热金属管和隔热PVC管，其中导热金属管和隔热PVC管各占1/4，所述导热金属管内设置有温度传感器，隔热PVC管内设置有检测电路，检测电路的上下方设置有湿度传感电极，所述导热金属管和隔热PVC管的侧壁上均开设有T型卡槽，所述导热金属管和隔热PVC管之间设置有十字连接件，所述十字连接件外侧端部设置有与T型卡槽配合的工字卡条。

7.根据权利要求6所述的一种基于人工智能语音控制的农业大田控制系统，其特征在于：所述复合式管体顶部及底部均交错开设插装凸起、插装槽。

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