CN116300608A - 一种基于大数据的智慧农业远程监控系统 - Google Patents

一种基于大数据的智慧农业远程监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于大数据的智慧农业远程监控系统,包括远程监控单元、信息处理单元、信息存储单元、作物分类建档单元、农作物评估单元、信息显示单元和警报单元,所述远程监控单元用于通过多个监控摄像头对区域内的农业环境图像进行全面监控采集。本发明,通过设置的远程监控单元、信息处理单元、信息储存单元、作物分类建档单元、警报单元、信息显示单元配合使用,利用物联网大数据对农业生产中的各种数据进行采集处理,针对农户在农业生产的各个环节中遇到的各种问题提供相应的识别、预警、教学指导和解决方案,且可对农作物收成和市场需求量估算提供有效帮助,这样构成一个完整的智慧农业系统。

Description

一种基于大数据的智慧农业远程监控系统
技术领域
本发明涉及智慧农业技术领域,尤其涉及一种基于大数据的智慧农业远程监控系统。
背景技术
智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去,运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制,使传统农业更具有"智慧"。除了精准感知、控制与决策管理外,从广泛意义上讲,智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容,智慧农业是物联网技术在现代农业领域的应用,主要有监控功能系统、监测功能系统、实时图像与视频监控功能,例如在现有的中国专利号201910902340.6中提出了一种基于大数据的智能化、自动化农业数据采集系统,它具有根据对环境中的不同数据进行采集,计算出不同环境数据对农作物生长周期的影响,使得可以准确的推算出当前环境因素下农作物的的生长周期,不需要农民前往田间去观察农作物的成熟情况,可以通过收割时间点的天气变化选择最佳合适的收割时间,可以有效地避免人为判断上的失误对农作物产量的影响的优点,但是智慧农业系统不应只用于农作物的收割环节,还应用于帮助农户监控作物生长过程、识别解决病虫害、评估农作物收成及不同农产品的市场需求,这样才能构成一个完整的智慧农业系统,为了解决上述问题,我们提出一种基于大数据的智慧农业远程监控系统。
为了解决上述问题,本发明提出一种基于大数据的智慧农业远程监控系统。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种基于大数据的智慧农业远程监控系统,以解决现有技术中的技术问题。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种基于大数据的智慧农业远程监控系统,包括远程监控单元、信息处理单元、信息存储单元、作物分类建档单元、农作物评估单元、信息显示单元和警报单元,所述远程监控单元用于通过多个监控摄像头对区域内的农业环境图像进行全面监控采集,所述信息处理单元用于对远程监控单元所采集的信息进行数据化处理,进而对农作物的生长状态进行评估和预测,所述信息存储单元用于对远程监控单元收集的数据和信息处理单元处理的数据进行保存,且通过大数据对往年的农作物的生长数据进行提取和对比,所述作物分类建档单元用于为每一份农作物分类建立丰富的档案,所述农作物评估单元用于根据外界环境和农作物本身的影响对农作物的生长和销售阶段生成合适的风险评估报告,所述信息显示单元用于对农业生产中的生产要素中的各种信息进行综合显示以供农户和农业部门制定相应的措施,所述警报单元用于提醒工作人员和农户提示各种病虫灾害风险和成熟度。
优选地,所述远程监控单元包括农作物分布模块、农机作业模块、病虫害识别模块、温湿度收集模块、天气信息收集模块、实时监测模块和监控模块,所述农作物分布模块用于通过监控模块中的监控设备对该地区各种农作物的分布进行有效识别,并在模型库中建立本地区的农作物分布模型,所述农机作业模块用于对该地区中的农机进行流程化统一管理,并对地区范围内的农机的运行情况进行有效控制,所述病虫害识别模块用于通过实时监测模块中的摄像头拍摄该地区的各种农作物根茎叶的状态并通过查找数据库识别病虫害的种类,所述病虫害识别模块还包括农药喷洒单元,所述农药喷洒单元用于识别的病虫害种类和分布范围,从而在数据库中寻找该病虫害合适的农药,通过控制农机模块中的喷药农机进行农药喷洒,所述喷药农机可以为多个农药喷洒无人机或农药喷洒车,所述温湿度收集模块用于收集该地区各个时间段的温度和湿度,所述天气信息收集模块包括降水量信息单元、光照信息单元和风速收集单元,所述降水量信息单元用于收集该地区每天的降水量,所述光照信息单元用于收集该地区每天的光照时间和光照强度信息,所述风速收集单元用于收集该地区各个时间段的风速,并对大风天气进行识别,所述实时监测模块用于通过设置在田间的摄像设备拍摄对该地区的农作物生长进行实时监测,所述监控模块用于工作人员利用物联网和大数据互通对该地区的农作物具体生长情况通过显示屏进行远程监控。
优选地,所述信息处理单元包括总控制模块、计时模块、数据提取模块、数据分析模块、数据对比模块和图形处理模块,所述计时模块用于对农作物的生长时间进行计时并通过显示屏显示农作物生长的各个时间节点,所述图形处理模块用于对远程监控单元收集的图像进行清晰化和数据化处理为信息处理单元作出的判断提供准确的依据,所述数据提取模块用于根据使用者的需要对农业系统中的各种数据进行提取,所述数据分析模块用于对使用者提取的数据进行分析处理并给出建议,所述总控制模块用于控制整个系统的正常运转,所述数据对比模块用于对获得的各种数据与已有的数据库进行有效的对比,对一些和已有数据差别较大的数据进行快速判断和确认。
优选地,所述信息存储单元包括存储数据库和信息提取模块,所述存储数据库用于储存该地区的有关农业方面的各种数据,所述信息提取模块用于使用者根据需要对存储数据库中的各种数据信息进行调取查阅,所述存储数据库包括往年信息单元、本年农作物信息单元、农作物数据库、农机使用数据库、病虫害处理数据库和农药使用据库,所述往年信息单元用于储存往年该地区的农业生产的各种信息,为本来的农业生产情况预测提供参考,所述本年农作物信息单元用于储存本年的农业生产的各种数据,所述农作物数据库用于储存各种农作物的特点和生长特性,所述农机使用数据库用于储存各种农业机械的用途和使用方法,所述病虫害处理数据库用于储存各种农作物的病虫害的特征和解决方法,所述农药数据库用于储存各种农药的优缺点、药效和使用方法,这样可快速帮助农户对农作物存在的问题进行处理。
优选地,所述作物分类建档单元用于利用一物一码技术将种植的农作物产品数据提取,将独立的农作物数据生成全面防伪的农作物数据二维码,使用者扫描所述农作物溯源数据二维码可快速得到该农作物播种、生长、成熟收获环节中的各种图片和视频,进而查看农作物种植过程的信息。
优选地,所述农作物评估单元用于通过农作物生长情况、农作物收成情况和市场往年需求情况生成属于该农作物的风险评估报告,所述农作物评估单元通过市场大数据系统获得本产品的市场需求情况,所述农作物评估单元通过远程监控单元获得本通过农作物生长情况和成熟情况,以便于农民们及时准备农作物收割准备。
优选地,所述信息显示单元包括农户显示模块和农业部门显示模块,所述农户显示模块用于向农户报告个人农田的农作物生长情况和农作物的风险评估报告,所述农业部门显示模块用于向农业部门报告本地区本年各种农作物的农作物整体收成情况,以便于农业部门制定相关的农业政策。
优选地,所述警报单元包括旱情警报模块、洪涝警报模块、成熟警报模块和病虫警报模块,所述旱情警报模块用于通过远程监控单元的天气信息收集模块收集的天气信息数据发布干旱预警等级警报,所述洪涝警报模块用于通过远程监控单元的天气信息收集模块收集的天气信息数据发布洪涝预警等级警报,所述成熟警报模块用于通过远程监控单元收集的天气信息进行加权平均并与农作物的特性相结合得出最佳的成熟期并发出成熟度警报,所述病虫警报模块用于通过远程监控单元的病虫害识别模块收集的病虫害数据发出病虫害等级警报,以便于人们及时作出反应。
本发明提供了一种基于大数据的智慧农业远程监控系统,具备以下有益效果:
通过设置的远程监控单元、信息处理单元、信息储存单元、作物分类建档单元、警报单元、信息显示单元配合使用,利用物联网大数据对农业生产中的各种数据进行采集处理,针对农户在农业生产的各个环节中遇到的各种问题提供相应的识别、预警、教学指导和解决方案,且可对农作物收成和市场需求量估算提供有效帮助,这样构成一个完整的智慧农业系统,可以有效地提高农作物的产量,实现对农作物生长的智能化、自动化监控,可以极大地减轻农民的负担,真正的实现农业生产的大数据化。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于大数据的智慧农业远程监控系统的组成结构图;
图2为本发明提出的一种基于大数据的智慧农业远程监控系统中远程监控单元组成图;
图3为本发明提出的一种基于大数据的智慧农业远程监控系统中信息处理单元组成图;
图4为本发明提出的一种基于大数据的智慧农业远程监控系统中信息存储单元的组成图;
图5为本发明提出的一种基于大数据的智慧农业远程监控系统中信息显示单元的组成图;
图6为本发明提出的一种基于大数据的智慧农业远程监控系统中警报单元的组成图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参考图1-6,本发明提供一种技术方案:一种基于大数据的智慧农业远程监控系统,包括远程监控单元、信息处理单元、信息存储单元、作物分类建档单元、农作物评估单元、信息显示单元和警报单元,所述远程监控单元用于通过多个监控摄像头对区域内的农业环境图像进行全面监控采集,所述信息处理单元用于对远程监控单元所采集的信息进行数据化处理,进而对农作物的生长状态进行评估和预测,所述信息存储单元用于对远程监控单元收集的数据和信息处理单元处理的数据进行保存,且通过大数据对往年的农作物的生长数据进行提取和对比,所述作物分类建档单元用于为每一份农作物分类建立丰富的档案,所述农作物评估单元用于根据外界环境和农作物本身的影响对农作物的生长和销售阶段生成合适的风险评估报告,所述信息显示单元用于对农业生产中的生产要素中的各种信息进行综合显示以供农户和农业部门制定相应的措施,所述警报单元用于提醒工作人员和农户提示各种病虫灾害风险和成熟度,便于人们及时作出应对。
作为本发明的优选技术方案,所述远程监控单元包括农作物分布模块、农机作业模块、病虫害识别模块、温湿度收集模块、天气信息收集模块、实时监测模块和监控模块,所述农作物分布模块用于通过监控模块中的监控设备对该地区各种农作物的分布进行有效识别,并在模型库中建立本地区的农作物分布模型,所述农机作业模块用于对该地区中的农机进行流程化统一管理,并对地区范围内的农机的运行情况进行有效控制,所述病虫害识别模块用于通过实时监测模块中的摄像头拍摄该地区的各种农作物根茎叶的状态并通过查找数据库识别病虫害的种类,所述病虫害识别模块还包括农药喷洒单元,所述农药喷洒单元用于识别的病虫害种类和分布范围,从而在数据库中寻找该病虫害合适的农药,通过控制农机模块中的喷药农机进行农药喷洒,所述喷药农机可以为多个农药喷洒无人机或农药喷洒车,所述温湿度收集模块用于收集该地区各个时间段的温度和湿度,所述天气信息收集模块包括降水量信息单元、光照信息单元和风速收集单元,所述降水量信息单元用于收集该地区每天的降水量,所述光照信息单元用于收集该地区每天的光照时间和光照强度信息,所述风速收集单元用于收集该地区各个时间段的风速,并对大风天气进行识别,所述实时监测模块用于通过设置在田间的摄像设备拍摄对该地区的农作物生长进行实时监测,所述监控模块用于工作人员利用物联网和大数据互通对该地区的农作物具体生长情况通过显示屏进行远程监控,便于人们实时了解农作物的生长情况。
作为本发明的优选技术方案,所述信息处理单元包括总控制模块、计时模块、数据提取模块、数据分析模块、数据对比模块和图形处理模块,所述计时模块用于对农作物的生长时间进行计时并通过显示屏显示农作物生长的各个时间节点,所述图形处理模块用于对远程监控单元收集的图像进行清晰化和数据化处理为信息处理单元作出的判断提供准确的依据,所述数据提取模块用于根据使用者的需要对农业系统中的各种数据进行提取,所述数据分析模块用于对使用者提取的数据进行分析处理并给出建议,所述总控制模块用于控制整个系统的正常运转,所述数据对比模块用于对获得的各种数据与已有的数据库进行有效的对比,对一些和已有数据差别较大的数据进行快速判断和确认,便于人们得知本年农作物生长的优缺点,和需要改进的地方。
作为本发明的优选技术方案,所述信息存储单元包括存储数据库和信息提取模块,所述存储数据库用于储存该地区的有关农业方面的各种数据,所述信息提取模块用于使用者根据需要对存储数据库中的各种数据信息进行调取查阅,所述存储数据库包括往年信息单元、本年农作物信息单元、农作物数据库、农机使用数据库、病虫害处理数据库和农药使用据库,所述往年信息单元用于储存往年该地区的农业生产的各种信息,为本来的农业生产情况预测提供参考,所述本年农作物信息单元用于储存本年的农业生产的各种数据,所述农作物数据库用于储存各种农作物的特点和生长特性,所述农机使用数据库用于储存各种农业机械的用途和使用方法,所述病虫害处理数据库用于储存各种农作物的病虫害的特征和解决方法,所述农药数据库用于储存各种农药的优缺点、药效和使用方法,这样可快速帮助农户对农作物存在的问题进行处理。
作为本发明的优选技术方案,所述作物分类建档单元用于利用一物一码技术将种植的农作物产品数据提取,将独立的农作物数据生成全面防伪的农作物数据二维码,使用者扫描所述农作物溯源数据二维码可快速得到该农作物播种、生长、成熟收获环节中的各种图片和视频,进而查看农作物种植过程的信息,便于人们了解农作物的生长过程。
作为本发明的优选技术方案,所述农作物评估单元用于通过农作物生长情况、农作物收成情况和市场往年需求情况生成属于该农作物的风险评估报告,所述农作物评估单元通过市场大数据系统获得本产品的市场需求情况,所述农作物评估单元通过远程监控单元获得本通过农作物生长情况和成熟情况,以便于农民们及时准备农作物收割准备。
作为本发明的优选技术方案,所述信息显示单元包括农户显示模块和农业部门显示模块,所述农户显示模块用于向农户报告个人农田的农作物生长情况和农作物的风险评估报告,所述农业部门显示模块用于向农业部门报告本地区本年各种农作物的农作物整体收成情况,以便于农业部门制定相关的农业政策。
作为本发明的优选技术方案,所述警报单元包括旱情警报模块、洪涝警报模块、成熟警报模块和病虫警报模块,所述旱情警报模块用于通过远程监控单元的天气信息收集模块收集的天气信息数据发布干旱预警等级警报,所述洪涝警报模块用于通过远程监控单元的天气信息收集模块收集的天气信息数据发布洪涝预警等级警报,所述成熟警报模块用于通过远程监控单元收集的天气信息进行加权平均并与农作物的特性相结合得出最佳的成熟期并发出成熟度警报,所述病虫警报模块用于通过远程监控单元的病虫害识别模块收集的病虫害数据发出病虫害等级警报,以便于人们针对警报及时作出反应。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种基于大数据的智慧农业远程监控系统,包括远程监控单元、信息处理单元、信息存储单元、作物分类建档单元、农作物评估单元、信息显示单元和警报单元,其特征在于,所述远程监控单元用于通过多个监控摄像头对区域内的农业环境图像进行全面监控采集,所述信息处理单元用于对远程监控单元所采集的信息进行数据化处理,进而对农作物的生长状态进行评估和预测,所述信息存储单元用于对远程监控单元收集的数据和信息处理单元处理的数据进行保存,且通过大数据对往年的农作物的生长数据进行提取和对比,所述作物分类建档单元用于为每一份农作物分类建立丰富的档案,所述农作物评估单元用于根据外界环境和农作物本身的影响对农作物的生长和销售阶段生成合适的风险评估报告,所述信息显示单元用于对农业生产中的生产要素中的各种信息进行综合显示以供农户和农业部门制定相应的措施,所述警报单元用于提醒工作人员和农户提示各种病虫灾害风险和成熟度。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智慧农业远程监控系统,其特征在于,所述远程监控单元包括农作物分布模块、农机作业模块、病虫害识别模块、温湿度收集模块、天气信息收集模块、实时监测模块和监控模块,所述农作物分布模块用于通过监控模块中的监控设备对该地区各种农作物的分布进行有效识别,并在模型库中建立本地区的农作物分布模型,所述农机作业模块用于对该地区中的农机进行流程化统一管理,并对地区范围内的农机的运行情况进行有效控制,所述病虫害识别模块用于通过实时监测模块中的摄像头拍摄该地区的各种农作物根茎叶的状态并通过查找数据库识别病虫害的种类,所述病虫害识别模块还包括农药喷洒单元,所述农药喷洒单元用于识别的病虫害种类和分布范围,从而在数据库中寻找该病虫害合适的农药,通过控制农机模块中的喷药农机进行农药喷洒,所述喷药农机可以为多个农药喷洒无人机或农药喷洒车,所述温湿度收集模块用于收集该地区各个时间段的温度和湿度,所述天气信息收集模块包括降水量信息单元、光照信息单元和风速收集单元,所述降水量信息单元用于收集该地区每天的降水量,所述光照信息单元用于收集该地区每天的光照时间和光照强度信息,所述风速收集单元用于收集该地区各个时间段的风速,并对大风天气进行识别,所述实时监测模块用于通过设置在田间的摄像设备拍摄对该地区的农作物生长进行实时监测,所述监控模块用于工作人员利用物联网和大数据互通对该地区的农作物具体生长情况通过显示屏进行远程监控。
3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智慧农业远程监控系统,其特征在于,所述信息处理单元包括总控制模块、计时模块、数据提取模块、数据分析模块、数据对比模块和图形处理模块,所述计时模块用于对农作物的生长时间进行计时并通过显示屏显示农作物生长的各个时间节点,所述图形处理模块用于对远程监控单元收集的图像进行清晰化和数据化处理为信息处理单元作出的判断提供准确的依据,所述数据提取模块用于根据使用者的需要对农业系统中的各种数据进行提取,所述数据分析模块用于对使用者提取的数据进行分析处理并给出建议,所述总控制模块用于控制整个系统的正常运转,所述数据对比模块用于对获得的各种数据与已有的数据库进行有效的对比,对一些和已有数据差别较大的数据进行快速判断和确认。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智慧农业远程监控系统,其特征在于,所述信息存储单元包括存储数据库和信息提取模块,所述存储数据库用于储存该地区的有关农业方面的各种数据,所述信息提取模块用于使用者根据需要对存储数据库中的各种数据信息进行调取查阅,所述存储数据库包括往年信息单元、本年农作物信息单元、农作物数据库、农机使用数据库、病虫害处理数据库和农药使用据库,所述往年信息单元用于储存往年该地区的农业生产的各种信息,为本来的农业生产情况预测提供参考,所述本年农作物信息单元用于储存本年的农业生产的各种数据,所述农作物数据库用于储存各种农作物的特点和生长特性,所述农机使用数据库用于储存各种农业机械的用途和使用方法,所述病虫害处理数据库用于储存各种农作物的病虫害的特征和解决方法,所述农药数据库用于储存各种农药的优缺点、药效和使用方法。
5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的智慧农业远程监控系统,其特征在于,所述作物分类建档单元用于利用一物一码技术将种植的农作物产品数据提取,将独立的农作物数据生成全面防伪的农作物数据二维码,使用者扫描所述农作物溯源数据二维码可快速得到该农作物播种、生长、成熟收获环节中的各种图片和视频。
6.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智慧农业远程监控系统,其特征在于,所述农作物评估单元用于通过农作物生长情况、农作物收成情况和市场往年需求情况生成属于该农作物的风险评估报告,所述农作物评估单元通过市场大数据系统获得本产品的市场需求情况,所述农作物评估单元通过远程监控单元获得本通过农作物生长情况和成熟情况。
7.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智慧农业远程监控系统,其特征在于,所述信息显示单元包括农户显示模块和农业部门显示模块,所述农户显示模块用于向农户报告个人农田的农作物生长情况和农作物的风险评估报告,所述农业部门显示模块用于向农业部门报告本地区本年各种农作物的农作物整体收成情况。
8.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智慧农业远程监控系统,其特征在于,所述警报单元包括旱情警报模块、洪涝警报模块、成熟警报模块和病虫警报模块,所述旱情警报模块用于通过远程监控单元的天气信息收集模块收集的天气信息数据发布干旱预警等级警报,所述洪涝警报模块用于通过远程监控单元的天气信息收集模块收集的天气信息数据发布洪涝预警等级警报,所述成熟警报模块用于通过远程监控单元收集的天气信息进行加权平均并与农作物的特性相结合得出最佳的成熟期并发出成熟度警报,所述病虫警报模块用于通过远程监控单元的病虫害识别模块收集的病虫害数据发出病虫害等级警报。
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