CN115792175A - 一种数据采集分析系统及分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据采集分析系统，包括数据采集模块；所述数据采集模块包括土壤湿度传感器两套、土壤温度传感器两套、土壤PH值传感器两套、雨量传感器两套、风速传感器两套、光照度传感器两套和空气湿度传感器两套，所述数据采集模块分别把数据传输至两个数据监测模块；所述数据监测模块包括两个子站分析模块，两个所述子站分析模块均包含有两个下子站分析模块。本发明能够通过解决方案提供模块对不同情况下的数据提供不同的技术方案，从而能够使本系统具有傻瓜式的辅助程序，从而避免了种植人员因无法分析专业数据而导致无法及时调整种植策略，进一步有利于种植人员根据不同的实际情况及时调整种植策略，从而能够使种植物正常生长。
Description
技术领域
本发明涉及田地土壤环境采集系统技术领域，更具体地说，本发明涉及一种数据采集分析系统及分析方法。
背景技术
土壤是指地球表面的一层疏松的物质，由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，能生长植物。土壤由岩石风化而成的矿物质、动植物、微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物以及水分、空气、氧化的腐殖质等组成，而田地中包含有许多的土壤，从而满足不同的种植物种植，但是在种植的过程中，土壤以及周围环境的相关因素是影响种植物生长的主要条件。
随着经济的不断发展，科学技术水平的不断提高，所以种植业逐渐的走向科学化、技术化，从而提高了种植物的生产量，所以种植人员会在种植田地的一侧设置监控站，从而监控种植田地土壤以及种植田地周围环境的各项数据，进一步的方便种植人员根据不同的数据改变种植策略，从而达到提高种植物的生产量，但是现有的监控站一般会对土壤的各项数据进行检测，然后把数据传输到云平台，从而满足种植人员了解相关的数据，但是由于各项数据比较专业，种植人员并不能对其进行分析和改进不同的策略，从而导致种植人员采用了错误的策略，进一步的影响了种植物的生长。
因此我们提出了一种数据采集分析系统及分析方法来解决上述问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种数据采集分析系统及分析方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数据采集分析系统，包括数据采集模块；
所述数据采集模块包括土壤湿度传感器两套、土壤温度传感器两套、土壤PH值传感器两套、雨量传感器两套、风速传感器两套、光照度传感器两套和空气湿度传感器两套，所述数据采集模块分别把数据传输至两个数据监测模块；
所述数据监测模块包括两个子站分析模块，两个所述子站分析模块均包含有两个下子站分析模块；
所述数据监测模块将分析之后的数据传输至两个主机内进行汇总和分析；
两个所述主机均包括有数据处理模块、数据存储模块、异常数据模块和数据对比模块，两个所述主机把数据传输至数据分析系统中；
所述数据分析系统中包括有主控制模块、解决方案提供模块和数据发送模块；
所述主控制模块通过解决方案提供模块对不同情况提供不同的解决方案，并通过数据发送模块发送至云平台。
本系统中，采用双监控的模式对土壤数据以及土壤周围环境数据进行监控，从而避免了一套监控设备在监测过程中出现损坏的情况，进一步的避免了种植人员因为数据出现问题而导致种植策略出现问题，一定程度上保证了种植物的正常生长。
同时本系统中，能够通过解决方案提供模块对不同情况下的数据提供不同的技术方案，从而能够使本系统具有傻瓜式的辅助程序，从而避免了种植人员因无法分析专业数据而导致无法及时调整种植策略，进一步有利于种植人员根据不同的实际情况及时调整种植策略，从而能够使种植物正常生长。
在一个优选地实施方式中，所述土壤湿度传感器用以检测土壤湿度数据，且两个土壤湿度传感器相距为0.5米-1米，所述土壤温度传感器用于检测土壤温度数据，且两个土壤温度传感器相聚为0.5米-1米，所述土壤PH值传感器用以检测土壤PH值，且两个土壤PH值传感器相距为1米-1.5米。
在一个优选地实施方式中，所述雨量传感器用以检测环境降雨量数据，所述风速传感器用以检测环境风速数据，所述光照度传感器用以检测环境阳光照射度数据，所述空气湿度传感器用以检测空气湿度数据，两个所述雨量传感器、两个所述风速传感器、两个所述光照度传感器和两个空气湿度传感器的距离相距为500米-600米。
在一个优选地实施方式中，数据发送模块用GPRS方式进行传输，达到异地监控大田的各项环境参数的目的，GPRS通讯方式是采集传感器数据后通过内置的SIM卡利用GPRS将采集到的数据上传云平台，之后用户可在任意一台可以上网的电脑登陆网页，云平台内数据可以下载、导入、导出、分析、打印。
在一个优选地实施方式中，一种数据采集分析方法
S1：所述数据采集模块中的土壤湿度传感器、土壤温度传感器、土壤PH值传感器、雨量传感器、风速传感器、光照度传感器和空气湿度传感器检测田地土壤以及土壤周围环境的相关数据；
S2：所述数据采集模块把数据传输至数据监测模块。
S3：数据监测模块把数据传输至两个主机中，且两个主机中的数据处理模块处理相关数据，同时数据存储模块能够存储数据，同时异常数据模块记录相关的异常数据，而数据对比模块能够对比数据数据采集模块中的数据；
S4：所述主机把处理好的数据传输至数据分析系统，并且主控制模块和解决方案提供模块的配合使用，之后解决方案能够通过数据发送模块发送到云平台。
在一个优选地实施方式中，所述土壤湿度传感器、土壤温度传感器、土壤PH值传感器把数据传输到其中一个下子站分析模块，所述雨量传感器、风速传感器、光照度传感器和空气湿度传感器把数据传输到另外一个下子站分析模块。
在一个优选地实施方式中，多个下子站分析模块分别把数据传输至两个子站分析模块，用以分析土壤以及土壤周围环境的数据。
在一个优选地实施方式中，当两个数据对比模块分析所得到的数据相差为0.1-0.5的时候，则最终结果以两个数据对比模块的平均值为最终数据；
当两个数据对比模块所得到的数据相差处于0.5-2的时候，则最终数据以两个数据对比模块所得到的最小数据值为最终数据。
在一个优选地实施方式中，当两个数据对比模块所得到的数据为重叠数值的时候，则使用数据存储模块保存其中一个数据对比模块所得到的数据，当两个数据对比模块所得到的数据相差为0.1-0.5的时候，则最终数据以两个数据对比模块的最高数据值为保存数据。
本发明的技术效果和优点：
本系统中，采用双监控的模式对土壤数据以及土壤周围环境数据进行监控，从而避免了一套监控设备在监测过程中出现损坏的情况，进一步的避免了种植人员因为数据出现问题而导致种植策略出现问题，一定程度上保证了种植物的正常生长。
同时本系统中，能够通过解决方案提供模块对不同情况下的数据提供不同的技术方案，从而能够使本系统具有傻瓜式的辅助程序，从而避免了种植人员因无法分析专业数据而导致无法及时调整种植策略，进一步有利于种植人员根据不同的实际情况及时调整种植策略，从而能够使种植物正常生长。
具体实施方式
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。
一种数据采集分析系统，包括数据采集模块，其中数据采集模块包括土壤湿度传感器两套，而两套土壤湿度传感器的相距距离为0.5米-1米，而土壤湿度传感器的型号为ZWSY-FD，同时土壤湿度传感器会通过RS485通讯协议把土壤湿度相关数据传输到数据监测模块中。
土壤温度传感器用于检测土壤温度数据，且两个土壤温度传感器相聚为0.5米-1米，而土壤温度传感器的型号为ST-1-18b20，同时土壤温度传感器通过RS485通讯协议把土壤温度相关数据传输到数据监测模块中。
土壤PH值传感器用以检测土壤PH值，且两个土壤PH值传感器相距为1米-1.5米，而土壤PH值传感器的型号为FT-PH485，同时土壤PH值传感器通过RS485通讯协议把土壤温度相关数据传输到数据监测模块中。
其中尤为注意的是，土壤湿度传感器、土壤温度传感器和土壤PH值传感器的双套设置，能够使系统所获得的数据更为精准，从而避免了系统数据异常而导致数据无法正常分析。
雨量传感器用以检测环境降雨量数据，而雨量传感器的型号为JD-Y1，而雨量传感器通过RS485通讯协议把土壤周围环境雨量相关数据传输到数据监测模块中。
风速传感器用以检测环境风速数据，而风速传感器的型号为WX-WQX2，而风速传感器通过RS485通讯协议把土壤周围环境风速相关数据传输到数据监测模块中。
光照度传感器用以检测环境阳光照射度数据，而光照度传感器的型号为RS-GZ-AL，而光照度传感器通过RS485通讯协议把土壤周围光照强度相关数据传输到数据监测模块中。
空气湿度传感器用以检测空气湿度数据，而空气湿度传感器的型号为FT-B4B，而空气湿度传感器通过RS485通讯协议把土壤周围空气湿度相关数据传输到数据监测模块中。
其中尤为注意的是，两个雨量传感器、两个风速传感器、两个光照度传感器和两个空气湿度传感器的距离相距为500米-600米，其中500米到600米的范围能够最大程度上检测土壤周围的环境情况，而距离比较远的时候，很容易导致环境不同而带来的数据不同，进一步的保证了系统所获得更为精准的数据。
其中尤为注意的是，当数据采集模块把数据采集到之后，数数据随之就会输送到数据监测模块，而数据监测模块中包含有两个子站分析模块，而两个子站分析模块分别对应两套相同的壤湿度传感器、土壤温度传感器、土壤PH值传感器、雨量传感器、风速传感器、光照度传感器和空气湿度传感器，从而确保系统能够对两套不同的数据进行分析和监控。
而其中两个子站分析模块中又包含有两个下子站分析模块，而两个下子站分析模块分别对应土壤相关数据和土壤周围环境相关数据，从而能够使数据监测模块所监测的数据更为精准和准确。
而数据监测模块把分析之后的数据分别传输至两个主机中的数据处理模块中进行汇总和分析，在此过程中，数据存储模块能够记录不同的数据，而异常数据模块能够监测数据异常的传感器，从而对使用人员进行提醒，以确保传感器的正常使用，同时数据对比模块能够对数据监测模块中的两组数据进行对比，从而在数据分析系统中的主控制模块的辅助下，进一步的能够剔除和忽略相差甚大的数据，而此时主控制模块和解决方案提供模块的辅助使用，能够使数据得到处理同时系统能够提供相对应的解决方案，而之后解决方案能够通过数据发送模块发送到云平台上，数据发送模块用GPRS方式进行传输，达到异地监控大田的各项环境参数的目的，GPRS通讯方式是采集传感器数据后通过内置的SIM卡利用GPRS将采集到的数据上传云平台，之后用户可在任意一台可以上网的电脑登陆网页，云平台内数据可以下载、导入、导出、分析、打印。
一种数据采集分析方法；S1：数据采集模块中的土壤湿度传感器、土壤温度传感器、土壤PH值传感器、雨量传感器、风速传感器、光照度传感器和空气湿度传感器检测田地土壤以及土壤周围环境的相关数据；
其中土壤湿度传感器、土壤温度传感器、土壤PH值传感器、雨量传感器、风速传感器、光照度传感器和空气湿度传感器的双套系统能够使土壤和土壤周围环境的数据监测的更为精准，同时也避免了其中一个传感器损坏或者是传感器数据异常而导致后台数据分析出现错误，并且采用RS485通讯协议传输相关数据，能够使数据传输更为稳定和安全，进一步的避免了数据的遗失。
S2：数据采集模块把数据传输至数据监测模块。
土壤湿度传感器、土壤温度传感器、土壤PH值传感器把数据传输到其中一个下子站分析模块，雨量传感器、风速传感器、光照度传感器和空气湿度传感器把数据传输到另外一个下子站分析模块，多个下子站分析模块分别把数据传输至两个子站分析模块，用以分析土壤以及土壤周围环境的数据，其中尤为注意的是，采用双通道的分析模式，避免了数据混在一起分析而导致数据错误或者是发生数据错乱的情况，进一步的能够使数据传输更为稳定，同时采用双通道的方式能够使数据传输和处理的更为高效快捷，并且在一定程度上保证了数据的稳定性，从而使整体系统的运行更为稳定。
S3：数据监测模块把数据传输至两个主机中，且两个主机中的数据处理模块处理相关数据，同时数据存储模块能够存储数据，同时异常数据模块记录相关的异常数据，而数据对比模块能够对比数据数据采集模块中的数据；
当两个数据对比模块分析所得到的数据相差为0.1-0.5的时候，则最终结果以两个数据对比模块的平均值为最终数据，当两个数据对比模块所得到的数据相差处于0.5-2的时候，则最终数据以两个数据对比模块所得到的最小数据值为最终数据，其中尤为注意的是，当两个数据对比模块所得到的数据不一致的时候，则按照上述的保存分析方法进行处理，同时当数据出现异常的时候，异常数据模块对其进行监控和保存进一步的提醒使用人员，从而避免传感器损坏而带来解决方案的错误，同时两个数据对比模块所得到的数据相差为0.1-0.5的时候，则为合理的误差范围，从而是本系统所允许的误差。
S4：主机把处理好的数据传输至数据分析系统，并且主控制模块和解决方案提供模块的配合使用，之后解决方案能够通过数据发送模块发送到云平台，当两个数据对比模块所得到的数据为重叠数值的时候，则使用数据存储模块保存其中一个数据对比模块所得到的数据，当两个数据对比模块所得到的数据相差为0.1-0.5的时候，则最终数据以两个数据对比模块的最高数据值为保存数据。
尤为注意的是，当主机把相关的数据传输到数据分析系统之后，主控制模块会启动解决方案提供模块对数据进行分析，同时提供相对应的解决方案，尤为注意的是，此解决方案针对与土壤数据和土壤环境周围数据，从而提醒种植人员给种植物进行浇水、养护和施肥等程序，从而满足种植人员对种植物的把控和种植，同时解决方案能够通过数据发送模块把数据发送到云平台中，而数据发送模块能够通过GPRS通讯方式进行数据传输，尤为注意的是，本系统外，除传感器外其他零部件均由太阳能电池供电，从而满足系统的正常运行，同时本系统还可接入市电，进一步的避免了系统因停电而无法使用的情况发生，同时当数据对比模块所得到的数据按照上述方式的合理数值进行保存，从而方便种植人员后期的监控和查阅。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种数据采集分析系统，其特征在于；包括数据采集模块；
所述数据采集模块包括土壤湿度传感器两套、土壤温度传感器两套、土壤PH值传感器两套、雨量传感器两套、风速传感器两套、光照度传感器两套和空气湿度传感器两套，所述数据采集模块分别把数据传输至两个数据监测模块；
所述数据监测模块包括两个子站分析模块，两个所述子站分析模块均包含有两个下子站分析模块；
所述数据监测模块将分析之后的数据传输至两个主机内进行汇总和分析；
两个所述主机均包括有数据处理模块、数据存储模块、异常数据模块和数据对比模块，两个所述主机把数据传输至数据分析系统中；
所述数据分析系统中包括有主控制模块、解决方案提供模块和数据发送模块；
所述主控制模块通过解决方案提供模块对不同情况提供不同的解决方案，并通过数据发送模块发送至云平台。
2.根据权利要求1所述的一种数据采集分析系统，其特征在于：所述土壤湿度传感器用以检测土壤湿度数据，且两个土壤湿度传感器相距为0.5米-1米，所述土壤温度传感器用于检测土壤温度数据，且两个土壤温度传感器相聚为0.5米-1米，所述土壤PH值传感器用以检测土壤PH值，且两个土壤PH值传感器相距为1米-1.5米。
3.根据权利要求1所述的一种数据采集分析系统，其特征在于：所述雨量传感器用以检测环境降雨量数据，所述风速传感器用以检测环境风速数据，所述光照度传感器用以检测环境阳光照射度数据，所述空气湿度传感器用以检测空气湿度数据，两个所述雨量传感器、两个所述风速传感器、两个所述光照度传感器和两个空气湿度传感器的距离相距为500米-600米。
4.根据权利要求1所述的一种数据采集分析系统，其特征在于：数据发送模块用GPRS方式进行传输，达到异地监控大田的各项环境参数的目的，GPRS通讯方式是采集传感器数据后通过内置的SIM卡利用GPRS将采集到的数据上传云平台，之后用户可在任意一台可以上网的电脑登陆网页，云平台内数据可以下载、导入、导出、分析、打印。
5.根据权利要求1-4所述的任意一项一种数据采集分析方法，其特征在于：
S1：所述数据采集模块中的土壤湿度传感器、土壤温度传感器、土壤PH值传感器、雨量传感器、风速传感器、光照度传感器和空气湿度传感器检测田地土壤以及土壤周围环境的相关数据；
S2：所述数据采集模块把数据传输至数据监测模块；
S3：数据监测模块把数据传输至两个主机中，且两个主机中的数据处理模块处理相关数据，同时数据存储模块能够存储数据，同时异常数据模块记录相关的异常数据，而数据对比模块能够对比数据数据采集模块中的数据；
S4：所述主机把处理好的数据传输至数据分析系统，并且主控制模块和解决方案提供模块的配合使用，之后解决方案能够通过数据发送模块发送到云平台。
6.根据权利要求5所述的一种数据采集分析方法，其特征在于：所述土壤湿度传感器、土壤温度传感器、土壤PH值传感器把数据传输到其中一个下子站分析模块，所述雨量传感器、风速传感器、光照度传感器和空气湿度传感器把数据传输到另外一个下子站分析模块。
7.根据权利要求5所述的一种数据采集分析方法，其特征在于：多个下子站分析模块分别把数据传输至两个子站分析模块，用以分析土壤以及土壤周围环境的数据。
8.根据权利要求5所述的一种数据采集分析方法，其特征在于：当两个数据对比模块分析所得到的数据相差为0.1-0.5的时候，则最终结果以两个数据对比模块的平均值为最终数据；
当两个数据对比模块所得到的数据相差处于0.5-2的时候，则最终数据以两个数据对比模块所得到的最小数据值为最终数据。
9.根据权利要求5所述的一种数据采集分析方法，其特征在于：当两个数据对比模块所得到的数据为重叠数值的时候，则使用数据存储模块保存其中一个数据对比模块所得到的数据，当两个数据对比模块所得到的数据相差为0.1-0.5的时候，则最终数据以两个数据对比模块的最高数据值为保存数据。
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Cited By (1)
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| CN117838139A (zh) * | 2024-01-19 | 2024-04-09 | 中国民用航空飞行学院 | 一种飞行员飞行中身体检测装置 |
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