CN203745887U - 一种智慧农业大棚终端信息处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种对农业大棚中与农作物生长相关的信息进行采集、分析、处理并上传的智慧农业大棚终端信息处理系统，所述处理系统包括电源、信息采集单元、智能分析硬件板卡、嵌入式工控机及通讯单元；所述信息采集单元包括数据类型传感器和图像类型传感器，所述电源分别与所述数据类型传感器和所述图像类型传感器电连接，所述数据类型传感器和所述图像类型传感器均连接在所述智能分析硬件板卡上，所述智能分析硬件板卡与嵌入式工控机电性连接，所述嵌入式工控机上集成有通讯单元。本实用新型公开了一种对大棚信息进行系统采集并处理分析和管理的智慧农业大棚终端信息处理系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及智慧农业领域，尤其涉及一种对农业大棚中与农作物生长相关的信息进行采集、分析、处理并上传的智慧农业大棚终端信息处理系统。
背景技术
目前，智慧城市的建设大潮中，智慧农业是其建设的重要组成部分。对现有的信息化大棚中的大量传感器信息进行集中采集和处理并上传至信息化大棚信息平台进行数据资源共享和管理，并把智慧农业信息平台的信息实时发送到信息化大棚管理平台，是方便大棚管理、保障农作物安全以及提供良好的农作物生长环境的必要条件；而现有的智慧农业建设中，智慧农业数据库已经建立，但是数据库数据和前端还是靠单纯的人工对比，大棚的信息系统现在还很不完成，系统整体联网还基本没有实现，其实用性比较差，使信息无法联通和资源共享，问题不能够及时地得到解决，种植和市场脱节，病虫害防治与专家脱节，土地情况以及天气情况对种植的影响无法及时预测。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的农业大棚信息与智慧农业平台资源无法联通和共享的缺点而提供一种对大棚信息进行系统采集并处理分析和管理的智慧农业大棚终端信息处理系统。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种智慧农业大棚终端信息处理系统，所述处理系统包括电源、信息采集单元、智能分析硬件板卡、嵌入式工控机及通讯单元；所述信息采集单元包括数据类型传感器和图像类型传感器，所述电源分别与所述数据类型传感器和所述图像类型传感器电连接，所述数据类型传感器和所述图像类型传感器均连接在所述智能分析硬件板卡上，所述智能分析硬件板卡与嵌入式工控机电性连接，所述嵌入式工控机上集成有通讯单元。
所述嵌入式工控机上还连接一显示单元。
所述智能分析硬件板卡为一DM6467开发板，所述DM6467开发板上集成有处理器，所述处理器上电性连接有存储器。
所述电源采用RD-125A型号开关电源，输入AC88-132V、50-60Hz或者AC176-264V电压切换、50-60Hz，输出 5V7.7A 12V7.7A。
所述嵌入式工控机通过所述的通讯单元与智慧农业信息平台相连接。
所述嵌入式工控机的串行总线接口连接有喷灌启动阀、通风控制开关固态继电器及遮阳板电机控制器。
本实用新型的技术方案产生的积极效果如下：智慧农业大棚终端信息处理系统作为现有的智慧农业信息平台部署在每个大棚的信息采集及处理装置，首先通过信息采集单元采集大棚内农作物生长的有关信息，并将采集的信息传给智能分析硬件板卡，智能分析硬件板卡对数据信息进行分析，包括对图像信息的分析和对数字信息的分析，通过数据比对和专家会诊分析把分析结果传送给嵌入式工控机，嵌入式工控机将经过分析的信息进行分类处理；通过分类处理后的信息通过通讯单元传递给智慧农业信息平台，智慧农业信息平台也可将其内收集的大量的各个大棚内数据信息通过通讯单元反向传递给大棚内的处理系统，实现大棚与智慧农业信息平台之前数据的双向传递与接收。
嵌入式工控机上还连接一显示单元，用于显示嵌入式工控机处理后的信息，使大棚管理人员能直接看到大棚内农作物生长的信息，便于大棚管理。
所述嵌入式工控机的串行总线接口连接有喷灌启动阀、通风控制开关固态继电器及遮阳板电机控制器，根据嵌入式工控机对智能分析硬件板卡分析后的结果进行处理，实现自动控制大棚的各个控制阀，保持农作物处在适宜的生产环境下，节约了人力资源，提高了控制效率，使农作物的种植更加科学、系统化。
该处理系统利用嵌入式模式，系统更稳定，功能更专业，其设备设计更简化，成本更低廉，有利于大量推广。该处理系统主要完成：对信息化大棚系统数据的实时采集，集中分析，定时上传；从智慧农业信息平台的数据库下载大棚信息数据库，为居民提供信息查询服务和公共信息发布服务；同时在上传突发恶劣天气和自然灾害事件数据时，可生成紧急处理预案；根据智慧农业信息平台下传的资讯控制信息化大棚中各种硬件动作。
附图说明
图1为本实用新型基于智慧农业大棚终端信息处理系统的电路原理框图。
注：1、电源；201、数据类型传感器；202、图像类型传感器；3、智能分析硬件板卡；4、嵌入式工控机；5、显示屏；6、智慧农业信息平台；701、喷灌启动阀；702、通风控制开关固态继电器；703、遮阳板电机控制器；8、通讯网卡。
具体实施方式
如图1所示，一种智慧农业大棚终端信息处理系统，所述处理系统包括电源1、信息采集单元、智能分析硬件板卡3、嵌入式工控机4及通讯单元；所述信息采集单元包括数据类型传感器201和图像类型传感器202，所述电源分别与所述数据类型传感器和所述图像类型传感器电连接，所述数据类型传感器和所述图像类型传感器均连接在所述智能分析硬件板卡上，所述智能分析硬件板卡与嵌入式工控机电性连接，所述嵌入式工控机上集成有通讯单元，该通讯单元为通讯网卡8。
所述嵌入式工控机与智慧农业信息平台6通过通讯单元电性连接，所述智慧农业信息平台为一接收各个大棚内处理系统上传的信息并将这些信息进行整合以供公众查询下载的数据管理及共享平台，所述智慧农业信息平台上连接多个大棚信息处理系统，所述智慧信息农业平台包括社区资源数据库，所述社区资源数据库为包含具体农作物的各种指标需求信息的综合数据存储器。
所述处理系统用于对信息化大棚系统数据的实时采集，集中分析，定时上传，从智慧农业信息平台的数据中心下载大棚信息数据库，为居民提供信息查询服务和公共信息发布服务；同时在上传突发恶劣天气和自然灾害事件数据时，可生成紧急处理预案；根据智慧农业信息平台下传的资讯控制信息化大棚中各种硬件动作。
所述电源用于为处理系统的各个部件供电，该电源为RD-125A型号开关电源，输入AC88-132V、50-60Hz或者AC176-264V电压切换、50-60Hz，输出 5V7.7A 12V7.7A。
所述信息采集单元包括数据类型传感器和图像类型传感器，所述数据类型传感器为模数转换器，以便将采集到的模拟信号转换为可识别的数字信号，数据类型传感器主要采集数据类信息，包括大棚的农药挂历、人员管理、施肥、浇水、采光、产量分析等农作物生长数据以及大棚的水、电、天燃气每月使用量；图像类型传感器主要采集图像类信息，主要包括植物的树叶图像和病虫害部位图片信息。数据类型传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、土壤参数传感器、过温湿度传感器（WX-BG485）、光照传感器（NHZD10CR）、PH值传感器以及土壤温湿度一体传感器（NHSF483R）等一系列458接口传感器；图像类型传感器主要是指高清摄像机。
所述智能分析硬件板卡为DM6467开发板，该开发板上集成有处理器及存储器，所述处理器为 DM6467 (TMS320DM6467)：ARM926EJ-STM RISC，TMS320C64x+ DSP，该处理器的内存为256MB 32位 DDR2 内存和128MB NAND 闪存， ATA 接口支持 IDE 硬盘，SATA 接口支持 SATA 硬盘。智能分析硬件板卡主要是完成对信息采集单元采集到的信息进行分析，主要包括图像信息的分析和数字信息的分析，通过数据比对和专家会诊分析把分析结果传送给嵌入式工控机，对不同传感器信息的分析可得到农作物的生长状况，把智能分析后的信息按分类传输给嵌入式工控机进行处理。
所述嵌入式工控机上还连接一显示单元，该显示单元为一显示屏5，用于对嵌入式工控机处理后的数据信息进行显示，按发布模式显示大棚信息：病虫害防治通知通告、气象温度、大棚温湿度、CO2的含量、市场上的价格走势、总作物综合分析的合适采摘时间等信息；另外出现病虫害，恶劣气象报警等紧急情况时，按照管理人员确认后的报警处理预案显示处理预案。
所述嵌入式工控机上通过串行总线接口连接有喷灌启动水阀701（型号为VB6RND）、通风控制开关固态继电器702（型号为G3NA-240B DC5-24）及遮阳板电机控制器703（型号为NR-ESC-PTZ-1V1），就简单的温度来说，如果温度传感器采集的温度值超过正常温度范围，嵌入式工控机则控制通风控制开关继电器和遮阳板电机控制器联动调节温度，直到温度降到正常范围，并把动作进行记录和上传数据库，为设备管理人员进行查询，以及为智慧农业数据平台提供原始数据；当采集到的二氧化碳的浓度超出正常范围时，嵌入式工控机控制通风控制开关继电器打开进行通风直到采集到的二氧化碳的浓度降至正常范围；当采集到的土壤中的水分低于农作物生长所需的水分范围时，嵌入式工控机控制喷灌启动水阀开启进行浇水，当采集到的土壤中的肥料含量低于正常值时，嵌入式工控机控制喷灌启动水阀开启施液态肥料。
所述通讯单网卡用于信息处理系统与智慧农业信息平台之间数据的发送与接收，为无线通信电路实现数据传输，也可通过以太网通信电路实现数据的传输。
工作时，信息采集单元首先完成对大棚内的各类传感器感知数据的采集，并把采集到的实时数据进行分析，把分析的结果上传给嵌入式工控机，嵌入式工控机对信息进行分类处理，并将分类处理好的数据通过通讯单元传递给智慧农业信息平台的数据库，实现各信息化大棚与大棚之间的联网以及大棚与智慧农业信息平台的资源共享，指导病虫害防治以及农作物施肥、浇水、采光等管理，实现和整体系统的配合协作。数据类型传感器采集到的数据信息一部分发送给智能分析硬件板卡，智能分析硬件板卡对该数据进行分析判断后发送给嵌入式工控机，比如对超标的环境温度进行分析，另一部分直接通过智能分析硬件板卡传递给嵌入式工控机，无需经过智能分析硬件板卡的分析判断，比如一些在正常范围内的温度、湿度等参数不再进行分析，图像类信息采集单元采集到的信息直接发送给智能分析硬件板卡分析，比如分析病虫害类型初步识别判定，然后把分析处理后的结果发送给嵌入式工控机，嵌入式工控机将全部分析后的数据进行分类处理，需要上传的通过通信单元上传给智慧农业信息平台，同时，还可以通过通信单元下载智慧农业信息平台传输的指令并转换为大棚硬件能够识别的命令，需要显示的通过信息显示单元进行显示，比如：天气情况、温度、土壤情况等信息。该处理系统一个综合大棚信息和控制大棚内环境参数的综合管理装置，实现大棚联网，形成信息数据共享，并对信息数据智能化分析和处理。
智能分析硬件板卡采用PCI进行传输；传感器和智能分析硬件板卡采用485数据交互；嵌入式工控机和显示屏采用VGA进行数据交互；通讯网卡直接就在嵌入工控机系统上采用GPIO总线数据交互。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (6)
1.一种智慧农业大棚终端信息处理系统，其特征在于：所述处理系统包括电源、信息采集单元、智能分析硬件板卡、嵌入式工控机及通讯单元；所述信息采集单元包括数据类型传感器和图像类型传感器，所述电源分别与所述数据类型传感器和所述图像类型传感器电连接，所述数据类型传感器和所述图像类型传感器均连接在所述智能分析硬件板卡上，所述智能分析硬件板卡与嵌入式工控机电性连接，所述嵌入式工控机上集成有通讯单元。
2.如权利要求1所述的一种智慧农业大棚终端信息处理系统，其特征在于：所述嵌入式工控机上还连接一显示单元。
3.如权利要求1所述的一种智慧农业大棚终端信息处理系统，其特征在于：所述智能分析硬件板卡为一DM6467开发板，所述DM6467开发板上集成有处理器，所述处理器上电性连接有存储器。
4.根据权利要求1所述的一种智慧农业大棚终端信息处理系统，其特征在于：所述电源采用RD-125A型号开关电源，输入AC88-132V、50-60Hz或者AC176-264V电压切换、50-60Hz，输出 5V7.7A 12V7.7A。
5.根据权利要求1所述的一种智慧农业大棚终端信息处理系统，其特征在于：所述嵌入式工控机通过所述的通讯单元与智慧农业信息平台相连接。
6.根据权利要求1所述的一种智慧农业大棚终端信息处理系统，其特征在于：所述嵌入式工控机的串行总线接口连接有喷灌启动阀、通风控制开关固态继电器及遮阳板电机控制器。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105137840A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-12-09 | 方中元 | 设施温室内作物病虫害自动监测与智能施药防控系统 |
| CN110622744A (zh) * | 2019-09-22 | 2019-12-31 | 杨文娟 | 农业大棚智慧灌溉系统 |
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