CN205176701U - 基于大数据的智能农业环境监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于大数据的智能农业环境监控系统，包含大数据云平台服务器、本地系统服务器、传感器终端、通信终端和无线传感网，所述传感器终端又包含空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照传感器、CO₂传感器和无线基站，所述通信终端包含短信报警模块。本实用新型以传感器和各种感知设备为载体，以应用软件技术为服务核心，以及自动采集当前环境信息，并无限的采用主动方式发送采集到的数据，经无线传感网络传递至中心控制台，实现实时性和高精确度的环境信息监测，为农作物提供可靠的生长环境。

Description

基于大数据的智能农业环境监控系统

技术领域

本实用新型涉及基于“大数据”的智能农业环境监控系统。

背景技术

我国是农业大国，目前大棚种植已成为我国一些农村的重要产业，是当地农民的主要经济来源，大棚种植逐渐呈现大规模、集团化的特点。在传统农业中，人们获取农田信息的方式非常有限，主要手段是人工测量，获取过程需要消耗大量的人力物力。同时传统农业中，大量农田设施的操作也多凭借经验、依靠人工完成，这样的方式不但操作不便，而且无法实现大规模地、准确地、标准化地操作。

因此无人值守的大规模智能农业环境监控系统具有较高的实际应用价值。

基于大数据的智能农业环境监控系统24小时自动采集当前环境信息，并采用主动方式发送采集到的数据，数据经无线传感网络传递至中心控制平台。通过这种以数据位中心的网络，管理人员可以随时查询各温室大棚以及大棚内各个节点当前环境信息，具有高度的实时性和精确度。标签发射信号时间间隔可根据用户实际要求调节，整个过程节省了人力物力，无需人为干预。读取各大棚的数据，并实现对大棚温度和湿度、土壤干燥度、CO2、光照度、土壤养分的控制，实现真正意义上的无人值守，与普通无线技术相比，还具有低功耗、低成本和网络容量大等特点，该系统由中心控制单元和大棚温湿监控终端组成。系统中心监控平台对采集标签采集的数据进行分析与处理，通过事先设定的阈值范围，系统可以自动启动与调节风机、卷帘机、空调、光照、灌溉等设备，为农作物提供一个最适宜的生长环境。

据调查：温室的农作物及花卉在培养等过程中会受到很多因素的影响，如温室的温度湿度、土壤温度、土壤水分、光照强度、二氧化碳浓度等环境参数，因此在温室农业的培育过程中对环境参数的控制显得格外重要。并且相关资料表明，在可自动控制室内的温度、湿度、灌溉、通风、二氧化碳浓度和光照的温室中，每平方米温室一季可产番茄30kg～50kg，黄瓜40kg，相当于露地栽培产量10倍以上。其他各类作物在这种环境下的产量也将得到明显的提升。目前，针对大多数农业温室大棚环境的监控被动、落后，信息化和智能化水平不高，并且存在诸多问题和不安全因素，如：1.采用人工测量、记录的方式，不能够24小时实时、动态监控。2.不稳定、误差大、容易受干扰。3.采用人工监控，时效性很差，特别是针对名贵农业，其对环境变化敏感，一旦环境发生改变而未及时采取措施，将可能造成极大的经济损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于大数据的智能农业环境监控系统。

为达到上述目的，采用的技术方案为：

一种基于大数据的智能农业环境监控系统，包含大数据云平台服务器、本地系统服务器、传感器终端、通信终端和无线传感网，所述传感器终端又包含空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照传感器、CO₂传感器和无线基站，所述通信终端包含短信报警模块；所述大数据云平台服务器通过互联网与本地系统服务器连接，本地系统服务器与传感器终端通过通信终端和无线传感网无线连接，所述本地系统服务器通过无线网还连接有设备控制端。

所述设备控制端连接有风机、卷帘机、空调、电灯和灌溉机。

本实用新型以传感器和各种感知设备为载体，以应用软件技术为服务核心，以及自动采集当前环境信息，并无限的采用主动方式发送采集到的数据，经无线传感网络传递至中心控制台，实现实时性和高精确度的环境信息监测，为农作物提供可靠的生长环境。通过这种以数据位中心的网络，管理人员可以随时查询各温室大棚以及大棚内各个节点当前环境信息，监控平台对采集的数据进行分析与处理，通过事先设定阈值范围，系统可以自动启动与调节风机、卷帘机、空调、光照、灌溉等设备，为农作物提供一个最适宜的生长环境具有高度的实时性和精确度，环境自动控制监测，运行成本低维护量少，更减少施肥、浇水用量，节约能源支出，促进农村产业结构调整，实现科技对农业的贡献，并在保持水土平衡、调节气候、改善地理环境，促进生态平衡方面发挥重大作用，具有良好的社会效益和生态效益。

附图说明

图1为本实用新型基于大数据的智能农业环境监控系统的方框示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步介绍本实用新型，但本实用新型不仅限于下述实施例，可以预见本领域技术人员在结合现有技术的情况下，实施情况可能产生种种变化。

如图1所示的方框图，一种基于大数据的智能农业环境监控系统，其特征是：包含大数据云平台服务器、本地系统服务器、传感器终端、通信终端和无线传感网，所述传感器终端又包含空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照传感器、CO₂传感器和无线基站，所述通信终端包含短信报警模块；所述大数据云平台服务器通过互联网与本地系统服务器连接，本地系统服务器与传感器终端通过通信终端和无线传感网无线连接，所述本地系统服务器通过无线网还连接有设备控制端。所述设备控制端连接有风机、卷帘机、空调、电灯和灌溉机。

本实用新型的目的是通过24小时自动采集当前环境信息和各种感知设备的基础数据进行统一存储、处理和挖掘通过中央控制软件的智能决策，形成有效指令，通过声光电报警指导管理人员或者直接控制执行机构的方式调节设施内的小气候环境，采用主动方式发送采集到的数据，数据经无线传感网络传递至中心控制平台。

通过这种以数据位中心的网络，管理人员可以随时查询各温室大棚以及大棚内各个节点当前环境信息，监控平台对采集的数据进行分析与处理，通过事先设定阈值范围，系统可以自动启动与调节风机、卷帘机、空调、光照、灌溉等设备，为农作物提供一个最适宜的生长环境具有高度的实时性和精确度，环境自动控制监测，运行成本低维护量少，更减少施肥、浇水用量，节约能源支出，促进农村产业结构调整，实现科技对农业的贡献，并在保持水土平衡、调节气候、改善地理环境，促进生态平衡方面发挥重大作用，具有良好的社会效益和生态效益。

本实用新型为达到上述技术目的，采取的技术方案是：基于“大数据”智能农业环境监控系统，基于“大数据”智能农业环境监控系统，其特征在于：所述的智能农业(温室大棚)环境信息监控系统功能包含实时环境信息查询、设备自动控制功能、运行状态实时监测、实时设备控制功能、短信报警功能、数据统计与分析。系统由传感终端、通信终端、无线传感网、和应用软件平台组成。

所述的传感终端包括无线空气温湿度传感器、无线光照传感器、无线土壤温湿度传感器、无线CO2传感器、无线基站(传输中继Relay)、通过无线基站将采集数据传输至监控中心，以指导生产。

所述的通信终端及传感网络建设主要由如下两部分组成：温室大棚内部感知节点间的自组织网络建设；温室大棚间及温室大棚与农场监控中心的通信网络建设。前者主要实现传感器数据的采集及传感器与执行控制器间的数据交互。温室大棚环境信息通过内部自组织网络在中继节点汇聚后，将通过温室大棚间及温室大棚与农场监控中心的通信网络实现监控中心对各温室大棚环境信息的监控。

涉及的控制终端：温室大棚环境智能控制单元由测控模块、电磁阀、配电控制柜及安装附件组成，通过GPRS模块与管理监控中心连接。根据温室大棚内空气温湿度、土壤温度水分、光照强度及二氧化碳浓度等参数，由内遮阳、外遮阳、风机、湿帘水泵、顶部通风、电磁阀等设备对环境调节设备进行控制。

应用软件平台：通过应用软件平台可将土壤信息感知设备、空气环境监测感知设备、外部气象感知设备、视频信息感知设备等各种感知设备的基础数据进行统一存储、处理和挖掘，通过中央控制软件的智能决策，形成有效指令，通过声光电报警指导管理人员或者直接控制执行机构的方式调节设施内的小气候环境，为作物生长提供优良的生长环境。其作用在于(1)实时检测(2)仪器设定与报警(3)报警管理与实时运行数据(4)查询历史数据、生成报表(5)报警查询等五方面。

本实用新型的优点在于：利用传感终端、通信终端、无线传感网、应用软件平台技术以及土壤信息等多种感知设备对数据进行统一存储、处理和挖掘，通过中央控制软件的智能决策，形成有效指令，通过声光电报警指导管理人员或者直接控制执行机构的方式调节设施内的小气候环境，为作物生长提供优良的生长环境。利用大数据预测技术，可以对农作物生长的环境提前预测与监测，以起到提早预防与救治的作用，从而保证农作物正常生长。

Claims (2)

1.一种基于大数据的智能农业环境监控系统，其特征是：包含大数据云平台服务器、本地系统服务器、传感器终端、通信终端和无线传感网，所述传感器终端又包含空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照传感器、CO₂传感器和无线基站，所述通信终端包含短信报警模块；所述大数据云平台服务器通过互联网与本地系统服务器连接，本地系统服务器与传感器终端通过通信终端和无线传感网无线连接，所述本地系统服务器通过无线网还连接有设备控制端。

2.根据权利要求1所述的基于大数据的智能农业环境监控系统，其特征是：所述设备控制端连接有风机、卷帘机、空调、电灯和灌溉机。