CN118095538A - 一种基于物联网的农业种植智能管理平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的农业种植智能管理平台，涉及智能管理技术领域，该系统通过传感器和摄像头采集所需数据，作为第一数据组和第二数据组，将第一数据组和第二数据组结合计算获取：农业需求指数Nyxq、环境系数Hjxs和生长状态系数Szzt，通过农业需求指数Nyxq与预设阈值做对比，识别异常状态情况，获取等级策略方案，通过等级方案采用自动化控制系统控制灌溉系统、温室环境设备、肥料投放设备和病虫害处理设备，根据生成的策略方案，远程控制农业操作，并向相关人员发送实时通知以及执行结果，通过资源优化管理根据需要调整资源分配，收集和分析市场需求、价格趋势和供应链信息，帮助相关人员做出关于作物品种选择、种植时间和销售策略的决策。

Description

一种基于物联网的农业种植智能管理平台
技术领域
本发明涉及智能管理技术领域，具体为一种基于物联网的农业种植智能管理平台。
背景技术
在当今数字化时代，物联网技术已经成为众多行业的关键驱动力，为各种领域的创新带来了无限可能性，农业作为全球最重要的产业之一，也在积极探索如何将物联网技术融入其种植和管理流程中，农业不再仅仅依赖于传统的直观的观察和经验，而是开始依赖于高度智能化的解决方案，以提高生产效率、资源利用效率和农产品质量。
然而，尽管物联网技术在农业领域表现出极大的潜力，但传统农业管理方式仍然存在一些显著的不足之处，首先，许多农场和农民仍在依赖传统的观察和经验，缺乏科学数据的支持，这限制了他们在农业决策方面的准确性和可持续性，其次，一些地区的农业资源管理仍然不够高效，导致了水资源、肥料和能源的浪费，同时对环境造成不利影响，再者，市场信息的获取和分析仍然不够迅速和精确，农民难以及时调整销售策略和定价。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网的农业种植智能管理平台，解决了背景技术中提到的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于物联网的农业种植智能管理平台，包括数据采集模块、数据分析处理模块、异常监测模块、自动化控制模块、远程控制与通知模块、资源管理模块和市场信息模块；
所述数据采集模块用于通过传感器组采集各种环境数据，包括温度、湿度和光照数据，作为第一数据组，摄像头捕捉植物生长情况和任何会发生的害虫或病害，通过监测设备土壤湿度、土壤营养和病虫害监测数据，作为第二数据组；
所述数据分析处理模块用于采集到的数据通过物联网连接传输到云服务器接收并处理，将其存储在数据库中以备后续分析，采集到的数据进行实时清洗处理，提取关键信息特征，将第一数据组和第二数据组进行结合计算，获取：农业需求指数Nyxq；
所述农业需求指数Nyxq通过以下公式计算获取：
Nyxq＝[(Hjxs*a)*45％+(Szzt*b)*35％]*15％+C
式中，Hjxs表示环境系数，Szzt表示生长状态系数，a表示环境系数Hjxs的权重值，b表示生长系数Szxs的权重值；
其中，0.45≤a≤0.65，0.55≤b≤0.65，其中，a+b≤1.5，C表示修正常数；
所述异常监测模块用于检测所述数据分析处理模块计算得到的农业需求指数Nyxq与阈值的比较，以识别是否存在异常情况；
所述自动化控制模块用于控制灌溉系统、温室环境设备、肥料投放设备和病虫害处理设备的自动化操作，根据预设参数和实时数据执行相应的农业操作；
所述远程控制与通知模块用于根据生成的策略方案，远程启动灌溉系统、施肥设备或虫害处理装置，向相关人员发送实时通知，包括当前环境条件、所采取的策略以及执行结果；
所述资源管理模块用于管理和优化资源的使用，包括水资源、肥料和能源，保障资源的有效利用，减少浪费，并根据需要调整资源分配；
所述市场信息模块用于收集和分析市场需求、价格趋势和供应链信息，帮助相关人员作出关于作物品种选择、种植时间和销售策略的决策。
优选的，所述数据采集模块包括传感器接口单元、摄像头接口单元和信息采集单元；
所述传感器接口单元用于连接各种传感器，包括土壤湿度传感器、温度传感器、湿度传感器、光照传感器、风速传感器和降雨传感器，负责与传感器通信，收集环境数据；
所述摄像头接口单元用于连接摄像头或监控摄像头，以捕捉植物生长情况和检测农田内的情况，获取图像和视频数据；
所述信息采集单元用于读取传感器组和摄像头，采集环境和农作物生长相关信息，传感器组负责收集与环境相关的参数数据，包括温度值Wdz、湿度值Sdz、光照强度值Gzqd、雨水灌溉率Ggl和二氧化碳浓度值Ndz，作为第一数据组，摄像头负责获取施肥频率Sfpl、不同农作物生长条件差值Sztj和病虫害率Bchl，作为第二数据组。
优选的，所述数据分析处理模块包括数据接收与存储单元、实时数据处理单元和历史数据存储单元；
所述数据接收与存储单元用于接收来自所述数据采集模块的传感器数据、摄像头图像和其他相关信息，并将这些数据存储到数据库中；
所述实时数据处理单元用于根据所述第一数据组和第二数据组信息，进行分析处理和计算，以获取：环境系数Hjxs和生长状态系数Szzt；
所述历史数据存储单元用于长期保存历史数据，支持相关人员回顾和追溯。
优选的，所述环境系数Hjxs通过以下公式计算获取：
式中，Wdz表示温度值，Sdz表示湿度值，Gzqd表示光照强度值，Ggl表示雨水灌溉率，Ndz表示二氧化碳浓度值，d、e、f、g分别表示温度值Wdz、湿度值Sdz、光照强度值Gzqd、雨水灌溉率Ggl和二氧化碳浓度值Ndz的权重值；
其中，0.35≤d≤0.55，0.45≤e≤0.65，0.35≤f≤0.55，0.35≤g≤0.55，其中，d+e+f+g≤2.5，H表示修正常数。
优选的，所述生长状态系数Szzt通过以下公式计算获取：
Szzt＝[|(Sfpl*Bchl)*i-(Sztj*j)*65％|]+K
式中，Sfpl表示施肥频率，Bchl表示病虫害率，Sztj表示不同农作物生长条件差值，i表示施肥频率Sfpl和病虫害率Bchl乘积的权重值，j表示不同农作物生长条件差值Sztj的权重值；
其中，0.35≤i≤0.55，0.25≤j≤0.45，其中，i+j≤1，K表示修正常数。
优选的，所述异常监测模块包括异常监测评价单元；
所述包括异常监测评价单元用于通过农业需求指数Nyxq与预设阈值进行对比，获取等级预警策略方案：
Nyxq≤2，获取一级需求评价，等待处理，无需额外操作；
2.1≤Nyxq≤4，获取二级需求评价，执行低优先级处理，进行轻微的灌溉和施肥；
4.1≤Nyxq≤6，获取三级需求评价，执行中等优先级处理，根据需要进行灌溉和施肥；
6.1≤Nyxq≤8，获取四级需求评价，执行高优先级处理，使用定期灌溉和施肥；
8.1≤Nyxq≤10，获取五级需求评价，执行紧急处理，立即启动灌溉系统或喷洒农药。
优选的，所述自动化控制单元包括执行单元、策略调整单元和紧急停止单元；
所述执行单元用于负责执行根据数据分析处理模块生成的决策策略，具体功能包括自动控制灌溉系统、施肥设备和虫害处理装置设备的开启、关闭和调整；
所述策略调整单元用于根据传感器数据反馈和实际情况，负责动态调整执行单元的操作策略，当环境条件发生变化或策略不合适时，策略调整单元将重新生成策略并传递给执行单元；
所述紧急停止单元负责安全监测和紧急停止系统，发生紧急情况时，当设备故障或不正常操作，紧急停止单元将立即停止自动化操作，以防止潜在的危险。
优选的，所述远程控制与通知模块包括用户界面单元、远程控制单元和警报通知单元；
用户界面单元用于提供一个用户友好的界面，允许使用者手动干预和调整自动化控制，提供图形化界面，允许用户查看当前环境数据、决策策略、执行状态和历史数据，并查看实时数据和通知，使相关人员能够远程监控和控制农业操作，通过界面进行手动操作和调整策略；
所述远程控制单元接收用户界面单元的指令，将指令传递给执行单元，手动启动或停止灌溉系统、施肥设备和虫害处理装置，或者调整它们的操作参数；
所述警报通知单元用于监测系统状态、执行结果和环境中农业需求指数Nyxq存在潜在问题或突发事件时，通过多种通知方式传达信息，包括短信、电子邮件、手机应用程序通知和声音警报，向相关人员发送警报通知，确保信息及时传达给负责人员，以便他们采取适当的措施来应对问题。
优选的，所述资源管理模块包括资源分配与计划单元；
所述资源分配与计划单元负责综合考虑水资源、肥料和能源的使用情况，实时监测土壤湿度、控制肥料投放设备的操作根据土壤需要进行精确施肥，基于数据和需求制定资源分配节约策略，规划灌溉、施肥和能源使用的时间表，考虑资源的可用性和成本，以促进资源的经济和可持续利用。
优选的，所述市场信息模块包括市场需求分析单元、供应链管理单元和市场营销策略单元；
所述市场需求分析单元用于负责收集和分析市场需求数据，包括食品价格、需求趋势和消费者偏好，帮助相关人员了解当前市场的机会和挑战，选择适合市场的农作物品种和数量；
所述供应链管理单元用于监测和管理农作物的供应链，包括生产、采摘、包装、运输和销售，通过优化供应链，减少物流成本、降低产品损耗并提供更好的品质；
所述市场营销策略单元用于支持使用者制定市场营销策略，包括定价策略、广告和销售渠道选择，通过精确的市场定位和营销策略，提高产品的市场可见性和竞争力。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于物联网的农业种植智能管理平台，具备以下有益效果：
(1)系统运行时，通过传感器和摄像头采集所需数据，作为第一数据组和第二数据组，将第一数据组和第二数据组结合计算获取：农业需求指数Nyxq、环境系数Hjxs和生长状态系数Szzt，通过农业需求指数Nyxq与预设阈值做对比，识别异常状态情况，获取等级策略方案，通过等级方案采用自动化控制系统控制灌溉系统、温室环境设备、肥料投放设备和病虫害处理设备，根据生成的策略方案，远程控制农业操作，并向相关人员发送实时通知以及执行结果，通过资源优化管理根据需要调整资源分配，收集和分析市场需求、价格趋势和供应链信息，帮助相关人员做出关于作物品种选择、种植时间和销售策略的决策。
(2)通过实时监测农业需求指数Nyxq，并将其与预设阈值进行比较，农场能够根据当前的需求水平进行实时调整，而不是依赖于固定的时间表，有助于确保农业操作始终与当前环境和需求保持一致，提高了操作的针对性和实效性，系统能够为农民提供智能化的决策建议，有助于农民根据实际需求情况，采取适当的农业操作策略，包括灌溉、施肥和虫害处理，这种智能决策支持可以提高作物的生长和产量，同时减少不必要的资源浪费，根据需求评价来优化资源的使用，避免了资源的过度使用或浪费，有助于降低资源成本，减少浪费，特别是水资源、肥料和农药等资源的有效管理，有助于实现资源的可持续利用。
(3)本发明使农民能够更好地了解市场情况，根据市场需求和趋势调整他们的农业策略，有助于提高农作物的市场竞争力，增加销售收入，并更好地满足消费者的需求，有助于农业生产的规划和资源分配，以便更好地适应市场变化。
附图说明
图1为本发明一种基于物联网的农业种植智能管理平台框图流程示意图；
具体实施方式
下面将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、完整的描述，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。
实施例1
本发明提供一种基于物联网的农业种植智能管理平台，请参阅图1，包括数据采集模块、数据分析处理模块、异常监测模块、自动化控制模块、远程控制与通知模块、资源管理模块和市场信息模块；
所述数据采集模块用于通过传感器组采集各种环境数据，包括温度、湿度和光照数据，作为第一数据组，摄像头捕捉植物生长情况和任何会发生的害虫或病害，通过监测设备土壤湿度、土壤营养和病虫害监测数据，作为第二数据组；
所述数据分析处理模块用于采集到的数据通过物联网连接传输到云服务器接收并处理，将其存储在数据库中以备后续分析，采集到的数据进行实时清洗处理，提取关键信息特征，将第一数据组和第二数据组进行结合计算，获取：农业需求指数Nyxq；
所述农业需求指数Nyxq通过以下公式计算获取：
Nyxq＝[(Hjxs*a)*45％+(Szzt*b)*35％]*15％+C
式中，Hjxs表示环境系数，Szzt表示生长状态系数，a表示环境系数Hjxs的权重值，b表示生长系数Szxs的权重值；
其中，0.45≤a≤0.65，0.55≤b≤0.65，其中，a+b≤1.5，C表示修正常数；
所述异常监测模块用于检测所述数据分析处理模块计算得到的农业需求指数Nyxq与阈值的比较，以识别是否存在异常情况；
所述自动化控制模块用于控制灌溉系统、温室环境设备、肥料投放设备和病虫害处理设备的自动化操作，根据预设参数和实时数据执行相应的农业操作；
所述远程控制与通知模块用于根据生成的策略方案，远程启动灌溉系统、施肥设备或虫害处理装置，向相关人员发送实时通知，包括当前环境条件、所采取的策略以及执行结果；
所述资源管理模块用于管理和优化资源的使用，包括水资源、肥料和能源，保障资源的有效利用，减少浪费，并根据需要调整资源分配；
所述市场信息模块用于收集和分析市场需求、价格趋势和供应链信息，帮助相关人员作出关于作物品种选择、种植时间和销售策略的决策。
本实施例中，通过传感器和摄像头采集所需数据，作为第一数据组和第二数据组，将第一数据组和第二数据组结合计算获取：农业需求指数Nyxq、环境系数Hjxs和生长状态系数Szzt，通过农业需求指数Nyxq与预设阈值做对比，识别异常状态情况，获取等级策略方案，通过等级方案采用自动化控制系统控制灌溉系统、温室环境设备、肥料投放设备和病虫害处理设备，根据生成的策略方案，远程控制农业操作，并向相关人员发送实时通知，包括当前环境条件、所采取的策略以及执行结果，以帮助农民和管理人员了解农场状况和操作进展，通过资源优化管理根据需要调整资源分配，收集和分析市场需求、价格趋势和供应链信息，帮助相关人员做出关于作物品种选择、种植时间和销售策略的决策。
实施例2
本实施例是在实施例1中进行的解释说明，请参照图1，具体的：所述数据采集模块包括传感器接口单元、摄像头接口单元和信息采集单元；
所述传感器接口单元用于连接各种传感器，包括土壤湿度传感器、温度传感器、湿度传感器、光照传感器、风速传感器和降雨传感器，负责与传感器通信，收集环境数据；
所述摄像头接口单元用于连接摄像头或监控摄像头，以捕捉植物生长情况和检测农田内的情况，获取图像和视频数据；
所述信息采集单元用于读取传感器组和摄像头，采集环境和农作物生长相关信息，传感器组负责收集与环境相关的参数数据，包括温度值Wdz、湿度值Sdz、光照强度值Gzqd、雨水灌溉率Ggl和二氧化碳浓度值Ndz，作为第一数据组，摄像头负责获取施肥频率Sfpl、不同农作物生长条件差值Sztj和病虫害率Bchl，作为第二数据组。
所述数据分析处理模块包括数据接收与存储单元、实时数据处理单元和历史数据存储单元；
所述数据接收与存储单元用于接收来自所述数据采集模块的传感器数据、摄像头图像和其他相关信息，并将这些数据存储到数据库中；
所述实时数据处理单元用于根据所述第一数据组和第二数据组信息，进行分析处理和计算，以获取：环境系数Hjxs和生长状态系数Szzt；
所述历史数据存储单元用于长期保存历史数据，支持相关人员回顾和追溯。
本实施例中，传感器接口单元能够连接多种传感器，实时监测环境参数，这使农民能够准确了解农田内的环境条件，有助于更好地管理农作物，摄像头接口单元连接摄像头，可以提供视觉数据，用于捕捉植物生长情况和检测农田内的情况，有助于及时发现植物的健康问题、虫害或其他异常情况，通过计算环境系数Hjxs和生长状态系数Szzt，系统能够为农民提供准确的环境评估和作物生长状态信息，通过准确的数据采集和智能决策，农民可以更有效地利用水资源、肥料和能源，减少资源浪费，降低经济成本。
实施例3
本实施例是在实施例1中进行的解释说明，请参照图1，具体的：所述环境系数Hjxs通过以下公式计算获取：
式中，Wdz表示温度值，Sdz表示湿度值，Gzqd表示光照强度值，Ggl表示雨水灌溉率，Ndz表示二氧化碳浓度值，d、e、f、g分别表示温度值Wdz、湿度值Sdz、光照强度值Gzqd、雨水灌溉率Ggl和二氧化碳浓度值Ndz的权重值；
其中，0.35≤d≤0.55，0.45≤e≤0.65，0.35≤f≤0.55，0.35≤g≤0.55，其中，d+e+f+g≤2.5，H表示修正常数。
所述生长状态系数Szzt通过以下公式计算获取：
Szzt＝[|(Sfpl*Bchl)*i-(Sztj*j)*65％|]+K
式中，Sfpl表示施肥频率，Bchl表示病虫害率，Sztj表示不同农作物生长条件差值，i表示施肥频率Sfpl和病虫害率Bchl乘积的权重值，j表示不同农作物生长条件差值Sztj的权重值；
其中，0.35≤i≤0.55，0.25≤j≤0.45，其中，i+j≤1，K表示修正常数；
所述病虫害率Bchl根据在农田内安装摄像头，这些摄像头将定期捕捉农田的图像或视频数据，摄像头的位置覆盖到农田中的不同区域以获得全面的信息，经过图像处理后，提取相关的特征，包括颜色、形状、大小和纹理，以便分析病虫害的存在，通过分析农田内检测到的病虫害数量和分布，获取病虫害率Bchl，病虫害率Bchl可以表示为单位面积或单位植株上的病虫害数量；
所述异常监测模块包括异常监测评价单元；
所述包括异常监测评价单元用于通过农业需求指数Nyxq与预设阈值进行对比，获取等级预警策略方案：
Nyxq≤2，获取一级需求评价，等待处理，不进行额外的灌溉，仅依赖自然降雨，以减少水资源的浪费，暂停施肥，以减少养分过剩的风险，不进行虫害处理，因为害虫威胁较低；
2.1≤Nyxq≤4，获取二级需求评价，执行低优先级处理，降低灌溉频率，以节省水资源，但确保植物不会受到干旱影响，减少施肥量，以减少农药残留和环境污染的风险，定期检查虫害情况，仅在有害虫爆发时才采取控制措施；
4.1≤Nyxq≤6，获取三级需求评价，执行中等优先级处理，根据土壤湿度监测，灌溉频率会减少，以避免过度湿润，根据植物生长情况和养分分析，调整施肥频率和量，定期监测害虫情况，只在需要时喷洒农药，以减少化学物质的使用；
6.1≤Nyxq≤8，获取四级需求评价，执行高优先级处理，定期进行灌溉，以维持土壤湿度在适宜的水平，定期施肥，确保植物获得足够的养分，监测虫害情况，根据需要定期喷洒农药来防止虫害扩散；
8.1≤Nyxq≤10，获取五级需求评价，执行紧急处理，立即启动灌溉系统，以确保土壤湿度在可接受范围内，当土壤养分严重不足，立即喷洒适量的肥料，当有明显的虫害或病害威胁，立即喷洒农药来控制害虫。
本实施例中，能够实时监测农业需求指数Nyxq，将其与预设阈值进行比较，这意味着农场操作可以根据当前的需求水平进行实时调整，而不是依赖于固定的时间表，通过将农业需求指数Nyxq与预设阈值进行比较，系统能够为农民提供智能化的决策建议，有助于农民在不同的需求情况下，采取适当的灌溉、施肥和虫害处理策略，根据需求评价来优化资源的使用，避免了资源的过度使用或浪费，有助于降低资源成本，并减少对水、肥料和农药的不必要使用，系统的智能化监测和自动化决策减少了农民的手动干预，节省了时间和人力成本。
实施例4
本实施例是在实施例1中进行的解释说明，请参照图1，具体的：所述自动化控制单元包括执行单元、策略调整单元和紧急停止单元；
所述执行单元用于负责执行根据数据分析处理模块生成的决策策略，具体功能包括自动控制灌溉系统、施肥设备和虫害处理装置设备的开启、关闭和调整；
所述策略调整单元用于根据传感器数据反馈和实际情况，负责动态调整执行单元的操作策略，当环境条件发生变化或策略不合适时，策略调整单元将重新生成策略并传递给执行单元；
所述紧急停止单元负责安全监测和紧急停止系统，发生紧急情况时，当设备故障或不正常操作，紧急停止单元将立即停止自动化操作，以防止潜在的危险。
所述远程控制与通知模块包括用户界面单元、远程控制单元和警报通知单元；
用户界面单元用于提供一个用户友好的界面，允许使用者手动干预和调整自动化控制，提供图形化界面，允许用户查看当前环境数据、决策策略、执行状态和历史数据，并查看实时数据和通知，使相关人员能够远程监控和控制农业操作，通过界面进行手动操作和调整策略；
所述远程控制单元接收用户界面单元的指令，将指令传递给执行单元，手动启动或停止灌溉系统、施肥设备和虫害处理装置，或者调整它们的操作参数；
所述警报通知单元用于监测系统状态、执行结果和环境中农业需求指数Nyxq存在潜在问题或突发事件时，通过多种通知方式传达信息，包括短信、电子邮件、手机应用程序通知和声音警报，向相关人员发送警报通知，确保信息及时传达给负责人员，以便他们采取适当的措施来应对问题。
所述资源管理模块包括资源分配与计划单元；
所述资源分配与计划单元负责综合考虑水资源、肥料和能源的使用情况，实时监测土壤湿度、控制肥料投放设备的操作根据土壤需要进行精确施肥，基于数据和需求制定资源分配节约策略，规划灌溉、施肥和能源使用的时间表，考虑资源的可用性和成本，以促进资源的经济和可持续利用。
所述市场信息模块包括市场需求分析单元、供应链管理单元和市场营销策略单元；
所述市场需求分析单元用于负责收集和分析市场需求数据，包括食品价格、需求趋势和消费者偏好，帮助相关人员了解当前市场的机会和挑战，选择适合市场的农作物品种和数量；
所述供应链管理单元用于监测和管理农作物的供应链，包括生产、采摘、包装、运输和销售，通过优化供应链，减少物流成本、降低产品损耗并提供更好的品质；
所述市场营销策略单元用于支持使用者制定市场营销策略，包括定价策略、广告和销售渠道选择，通过精确的市场定位和营销策略，提高产品的市场可见性和竞争力。
本实施例中，综合考虑资源的使用情况和成本，帮助农民优化水资源、肥料和能源的利用，减少浪费，降低经济成本，从而实现资源的经济和可持续利用，通过实时监测土壤湿度和精确施肥，系统有助于提高农作物的生长效率，减少过度施肥和灌溉，降低环境影响，根据数据和需求制定资源分配策略和灌溉、施肥、能源使用的时间表，有助于提高农业操作的计划性和效率，确保资源的及时供应。
具体示例：
假设某某农业种植地，安装了相应的传感器和摄像头来监测环境参数，以下是示例参数数值：
温度值Wdz：28°，湿度值Sdz:60％，光照强度值Gzqd：60lux，雨水灌溉率Ggl：0/h，二氧化碳浓度值Ndz：400ppm，对应权重值：d＝0.45，e＝0.65，f＝0.4，g＝0.5，修正常数H＝3；
环境系数
施肥频率Sfpl：3/每周期，病虫害率Bchl：35％，不同农作物生长条件差值Sztj：5，对应权重值：i＝0.38，j＝0.32，修正常数K＝3；
生长状态系数Szzt＝[|(35％*3)*0.38-(5*0.32)*65％|]+3＝3.64
对应权重值：a＝0.5，b＝0.62，修正常数C＝4；
农业需求指数Nyxq＝[(7.86*0.5)*45％+(3.64*0.62)*35％]*15％+4＝4.38
因此，根据上述参数数值，农业需求指数Nyxq的示例值为4.38。根据这个值，获取三级需求评价，执行中等优先级处理，根据土壤湿度监测，灌溉频率会减少，以避免过度湿润，根据植物生长情况和养分分析，调整施肥频率和量，定期监测害虫情况，只在需要时喷洒农药，以减少化学物质的使用，根据相应的策略方案来决定农田的灌溉、施肥和虫害处理等操作级别。
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 (10)

1.一种基于物联网的农业种植智能管理平台，其特征在于：包括数据采集模块、数据分析处理模块、异常监测模块、自动化控制模块、远程控制与通知模块、资源管理模块和市场信息模块；
所述数据采集模块用于通过传感器组采集各种环境数据，包括温度、湿度和光照数据，作为第一数据组，摄像头捕捉植物生长情况和任何会发生的害虫或病害，通过监测设备土壤湿度、土壤营养和病虫害监测数据，作为第二数据组；
所述数据分析处理模块用于采集到的数据通过物联网连接传输到云服务器接收并处理，将其存储在数据库中以备后续分析，采集到的数据进行实时清洗处理，提取关键信息特征，将第一数据组和第二数据组进行结合计算，获取：农业需求指数Nyxq；
所述农业需求指数Nyxq通过以下公式计算获取：
Nyxq＝[(Hjxs*a)*45％+(Szzt*b)*35％]*15％+C
式中，Hjxs表示环境系数，Szzt表示生长状态系数，a表示环境系数Hjxs的权重值，b表示生长系数Szxs的权重值；
其中，0.45≤a≤0.65，0.55≤b≤0.65，其中，a+b≤1.5，C表示修正常数；
所述异常监测模块用于检测所述数据分析处理模块计算得到的农业需求指数Nyxq与阈值的比较，以识别是否存在异常情况；
所述自动化控制模块用于控制灌溉系统、温室环境设备、肥料投放设备和病虫害处理设备的自动化操作，根据预设参数和实时数据执行相应的农业操作；
所述远程控制与通知模块用于根据生成的策略方案，远程启动灌溉系统、施肥设备或虫害处理装置，向相关人员发送实时通知，包括当前环境条件、所采取的策略以及执行结果；
所述资源管理模块用于管理和优化资源的使用，包括水资源、肥料和能源，保障资源的有效利用，减少浪费，并根据需要调整资源分配；
所述市场信息模块用于收集和分析市场需求、价格趋势和供应链信息，帮助相关人员作出关于作物品种选择、种植时间和销售策略的决策。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台，其特征在于：所述数据采集模块包括传感器接口单元、摄像头接口单元和信息采集单元；
所述传感器接口单元用于连接各种传感器，包括土壤湿度传感器、温度传感器、湿度传感器、光照传感器、风速传感器和降雨传感器，负责与传感器通信，收集环境数据；
所述摄像头接口单元用于连接摄像头或监控摄像头，以捕捉植物生长情况和检测农田内的情况，获取图像和视频数据；
所述信息采集单元用于读取传感器组和摄像头，采集环境和农作物生长相关信息，传感器组负责收集与环境相关的参数数据，包括温度值Wdz、湿度值Sdz、光照强度值Gzqd、雨水灌溉率Ggl和二氧化碳浓度值Ndz，作为第一数据组，摄像头负责获取施肥频率Sfpl、不同农作物生长条件差值Sztj和病虫害率Bchl，作为第二数据组。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台，其特征在于：所述数据分析处理模块包括数据接收与存储单元、实时数据处理单元和历史数据存储单元；
所述数据接收与存储单元用于接收来自所述数据采集模块的传感器数据、摄像头图像和其他相关信息，并将这些数据存储到数据库中；
所述实时数据处理单元用于根据所述第一数据组和第二数据组信息，进行分析处理和计算，以获取：环境系数Hjxs和生长状态系数Szzt；
所述历史数据存储单元用于长期保存历史数据，支持相关人员回顾和追溯。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台，其特征在于：所述环境系数Hjxs通过以下公式计算获取：
式中，Wdz表示温度值，Sdz表示湿度值，Gzqd表示光照强度值，Ggl表示雨水灌溉率，Ndz表示二氧化碳浓度值，d、e、f、g分别表示温度值Wdz、湿度值Sdz、光照强度值Gzqd、雨水灌溉率Ggl和二氧化碳浓度值Ndz的权重值；
其中，0.35≤d≤0.55，0.45≤e≤0.65，0.35≤f≤0.55，0.35≤g≤0.55，其中，d+e+f+g≤2.5，H表示修正常数。
5.根据权利要求3所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台，其特征在于：所述生长状态系数Szzt通过以下公式计算获取：
Szzt＝[|(Sfpl*Bchl)*i-(Sztj*j)*65％|]+K
式中，Sfpl表示施肥频率，Bchl表示病虫害率，Sztj表示不同农作物生长条件差值，i表示施肥频率Sfpl和病虫害率Bchl乘积的权重值，j表示不同农作物生长条件差值Sztj的权重值；
其中，0.35≤i≤0.55，0.25≤j≤0.45，其中，i+j≤1，K表示修正常数。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台，其特征在于：所述异常监测模块包括异常监测评价单元；
所述包括异常监测评价单元用于通过农业需求指数Nyxq与预设阈值进行对比，获取等级预警策略方案：
Nyxq≤2，获取一级需求评价，等待处理，无需额外操作；
2.1≤Nyxq≤4，获取二级需求评价，执行低优先级处理，进行轻微的灌溉和施肥；
4.1≤Nyxq≤6，获取三级需求评价，执行中等优先级处理，根据需要进行灌溉和施肥；
6.1≤Nyxq≤8，获取四级需求评价，执行高优先级处理，使用定期灌溉和施肥；
8.1≤Nyxq≤10，获取五级需求评价，执行紧急处理，立即启动灌溉系统或喷洒农药。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台，其特征在于：所述自动化控制单元包括执行单元、策略调整单元和紧急停止单元；
所述执行单元用于负责执行根据数据分析处理模块生成的决策策略，具体功能包括自动控制灌溉系统、施肥设备和虫害处理装置设备的开启、关闭和调整；
所述策略调整单元用于根据传感器数据反馈和实际情况，负责动态调整执行单元的操作策略，当环境条件发生变化或策略不合适时，策略调整单元将重新生成策略并传递给执行单元；
所述紧急停止单元负责安全监测和紧急停止系统，发生紧急情况时，当设备故障或不正常操作，紧急停止单元将立即停止自动化操作，以防止潜在的危险。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台，其特征在于：所述远程控制与通知模块包括用户界面单元、远程控制单元和警报通知单元；
用户界面单元用于提供一个用户友好的界面，允许使用者手动干预和调整自动化控制，提供图形化界面，允许用户查看当前环境数据、决策策略、执行状态和历史数据，并查看实时数据和通知，使相关人员能够远程监控和控制农业操作，通过界面进行手动操作和调整策略；
所述远程控制单元接收用户界面单元的指令，将指令传递给执行单元，手动启动或停止灌溉系统、施肥设备和虫害处理装置，或者调整它们的操作参数；
所述警报通知单元用于监测系统状态、执行结果和环境中农业需求指数Nyxq存在潜在问题或突发事件时，通过多种通知方式传达信息，包括短信、电子邮件、手机应用程序通知和声音警报，向相关人员发送警报通知，确保信息及时传达给负责人员，以便他们采取适当的措施来应对问题。
9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台，其特征在于：所述资源管理模块包括资源分配与计划单元；
所述资源分配与计划单元负责综合考虑水资源、肥料和能源的使用情况，实时监测土壤湿度、控制肥料投放设备的操作根据土壤需要进行精确施肥，基于数据和需求制定资源分配节约策略，规划灌溉、施肥和能源使用的时间表，考虑资源的可用性和成本，以促进资源的经济和可持续利用。
10.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台，其特征在于：所述市场信息模块包括市场需求分析单元、供应链管理单元和市场营销策略单元；
所述市场需求分析单元用于负责收集和分析市场需求数据，包括食品价格、需求趋势和消费者偏好，帮助相关人员了解当前市场的机会和挑战，选择适合市场的农作物品种和数量；
所述供应链管理单元用于监测和管理农作物的供应链，包括生产、采摘、包装、运输和销售，通过优化供应链，减少物流成本、降低产品损耗并提供更好的品质；
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