CN217932761U - 智慧农业大数据智能决策系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智慧农业大数据智能决策系统，涉及计算机技术农业应用领域。本实用新型包括云平台、土壤数据采集单元、高清摄像头和环境数据采集单元；土壤数据采集单元为多层结构，采用网状分布；高清摄像头内置有图像识别模块；云平台包括智能预警系统和决策库；预警系统用于当环境数据异常或土壤异常或天气数据异常时，向智能移动终端发送预警信息，并根据异常数据匹配决策库中对应的异常数据解决方案，并将匹配成功的决策方案发送至PC机决策处理单元。本实用新型通过摄像头识别农作物种类来获取该农作物的最适合生长数据，并调节大棚内的环境至该生长环境数据，增加了农业智能化程度，提高了农作物产量。

Description

智慧农业大数据智能决策系统

技术领域

本实用新型属于计算机技术农业应用领域，应用了传感技术、通信技术、计算机技术和网络技术，特别是涉及一种智慧农业大数据智能决策系统。

背景技术

目前，世界设施农业已经发展到较高水平，形成了成套的技术、完整的设施设备和生产规范，并在向自动化、智能化、网络化和无线化方向发展。随着以太网通信技术、无线传感器网络技术以及嵌入式技术的发展，越来越多的新技术被应用到农业自动化领域，被应用到农业监控领域当中，并且很多新技术显示出了良好的适应性和发展前景。

但与设施农业比较发达的国家相比，仍有较大差距。此外，在我国设施农业现代化的进程中还面临着一个长期无法突破的瓶颈件，一方面，根据国外发达国家设施农业的发展经验，对农业设施内部的环境条件进行自动监控是设施农业现代化进程中的必经途径之一，为此，我国各地纷纷引进了国外的一些先进温室设施进行示范推广，以推动我国设施农业的发展。另一方面，由于中国工业产品与农业产品之间长期以来存在的巨大剪刀差，导致在农业设施上的投资平衡点处于较苛刻的水平，成本稍高的技术与系统便因无法产生净经济效益而得不到实际使用；而且，我国农民的文化科技水平与发达国家相比，也存在着相当的差距，故对操作人员科技水平要求较高的技术与系统无法为普通农民所接受并推广；再次，我国农业生产环境与人员操作的粗放传统也对农用高科技设施设备的坚固耐用性有着特别的要求。因此，研发具有自主知识产权的成本低廉、科技含量高、适用性强的设施农业环境自动监控系统，既是我国现代化设施农业的一个关键，也是我国全面推进社会主义新农村建设、大力发展设施农业的迫切要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智慧农业大数据智能决策系统，通过在土壤的不同深度安装土壤数据采集单元，高清摄像头识别农作物种类来获取该农作物的最适合生长数据，并调节大棚内的环境至该生长环境数据，解决了现有的农作为的生长状态不佳，影响农民收入的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种智慧农业大数据智能决策系统，包括云平台、土壤数据采集单元、高清摄像头和环境数据采集单元；

所述土壤数据采集单元为多层结构，每层均采用网状分布且每层设置在土壤的不同深度；所述土壤数据采集单元采集的数据依次通过无线传输模块和上位机传输至云平台；

所述高清摄像头内置有图像识别模块；所述高清摄像头将采集的农作物识别结果依次通过无线传输模块和上位机传输至云平台；

所述环境数据采集单元将采集环境数据依次通过无线传输模块和上位机传输至云平台；

所述云平台包括智能预警系统和决策库；所述预警系统用于当环境数据异常或土壤异常或天气数据异常时，向农户的智能移动终端发送预警信息；所述决策库用于当环境数据异常或土壤异常或天气数据异常时，根据异常数据匹配决策库中对应的异常数据解决方案，并将匹配成功的决策方案发送至PC机决策处理单元；

所述PC机决策处理单元下发操作指令至控制器；所述控制器通过RS485接口分别与通风单元、灌溉单元和照明单元连接。

作为一种优选的技术方案，所述土壤数据采集单元包括土壤温度传感器、土壤微量元素传感器、土壤湿度传感器。

作为一种优选的技术方案，所述环境数据采集单元包括空气温度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、光照强度传感器、风速传感器、雨量传感器。

作为一种优选的技术方案，所述云平台还设置有数据共享层，用于共享云平台接收的数据以及处理方案，并通过后台管理界面进行可视化展示；所述数据共享层提供的功能包括：实时数据显示、历史数据查询、预警功能查询、设备控制查询、参数设置和设备状态监控查询。

作为一种优选的技术方案，所述通风单元包括二氧化碳发生装置、风机和升温补湿器；所述二氧化碳发生装置用于补充大棚内的二氧化碳浓度；所述风机用于调节大棚内的空气流通速度；所述升温补湿器用于调节大棚内的温湿度。

作为一种优选的技术方案，所述灌溉单元包括电磁阀、滴管、水泵和排水管；所述电磁阀、滴管、水泵均安装在管道上；所述排水管上设置有排水电磁阀。

作为一种优选的技术方案，所述照明单元包括卷帘机和LED照明灯；所述卷帘机升降用于控制大棚内的光照强度；所述LED照明灯的亮度调节用于控制大棚内的光照强度。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过在土壤的不同深度安装土壤数据采集单元，高清摄像头识别农作物种类来获取该农作物的最适合生长数据，并调节大棚内的环境至该生长环境数据，增加了农业智能化程度，提高了农作物产量。

(2)本实用新型通过设置在云平台内部署决策库，将识别的农作物种类和土壤数据发送到云平台后，根据环境数据异常或土壤异常或天气数据异常，对异常数据匹配决策库中对应的异常数据解决方案，并将匹配成功的决策方案发送至PC机决策处理单元，控制设备执行对应的解决方案，提高农业智能化程度。

(3)本实用新型通过在云平台内部部署智能预计系统，检测大棚内的环境数据以及土壤数据，同时监控未来几天内的天气情况，一旦出现异常数据并判断能够对农作物造成损害的，及时通知农民进行预防处理，减少灾害对农作物带来的损失。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种智慧农业大数据智能决策系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1所示，本实用新型为一种智慧农业大数据智能决策系统，包括云平台、土壤数据采集单元、高清摄像头和环境数据采集单元；

土壤数据采集单元为多层结构，每层均采用网状分布且每层设置在土壤的不同深度，网状分布采用孔洞为一米见方的金属网，每个金属网的横纵的交点上都安装有一个土壤数据采集单元；土壤数据采集单元包括土壤温度传感器、土壤微量元素传感器、土壤湿度传感器；土壤数据采集单元采集的数据依次通过无线传输模块和上位机传输至云平台；

高清摄像头内置有图像识别模块；高清摄像头将采集的农作物识别结果依次通过无线传输模块和上位机传输至云平台，由于不同农作物所需生长的最佳土壤环境不同，且不同农作物根系达到的土壤深度也不相同，所以采用图像识别技术，先确定种植的农作物种类，再发送到云平台查找该农作物生长的最佳环境；

环境数据采集单元将采集环境数据依次通过无线传输模块和上位机传输至云平台；环境数据采集单元包括空气温度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、光照强度传感器、风速传感器、雨量传感器。

云平台包括智能预警系统和决策库；预警系统用于当环境数据异常或土壤异常或天气数据异常时，向农户的智能移动终端发送预警信息；决策库用于当环境数据异常或土壤异常或天气数据异常时，根据异常数据匹配决策库中对应的异常数据解决方案，并将匹配成功的决策方案发送至PC机决策处理单元；云平台还设置有数据共享层，用于共享云平台接收的数据以及处理方案，并通过后台管理界面进行可视化展示；数据共享层提供的功能包括：实时数据显示、历史数据查询、预警功能查询、设备控制查询、参数设置和设备状态监控查询。

PC机决策处理单元下发操作指令至控制器；控制器通过RS485接口分别与通风单元、灌溉单元和照明单元连接。

通风单元包括二氧化碳发生装置、风机和升温补湿器；二氧化碳发生装置用于补充大棚内的二氧化碳浓度；风机用于调节大棚内的空气流通速度，排出多余的二氧化碳和热量，来降低大棚的温湿度；升温补湿器用于调节大棚内的温湿度。

灌溉单元包括电磁阀、滴管、水泵和排水管；电磁阀、滴管、水泵均安装在管道上，当决策库判断当前土壤含水量较少，决策库向PC机决策处理单元下发土壤补水策略，由PC机决策处理单元下发操作指令至灌溉单元，启动电池阀，滴管向下滴水对农作物进行浇灌；排水管上设置有排水电磁阀，当判断土壤中水量较多，可以通过打开排水电磁阀，排出土壤中多余水量。

照明单元包括卷帘机和LED照明灯；卷帘机升降用于控制大棚内的光照强度；LED照明灯的亮度调节用于控制大棚内的光照强度。

值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本实用新型的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种智慧农业大数据智能决策系统，包括云平台、土壤数据采集单元、高清摄像头和环境数据采集单元，其特征在于：

所述土壤数据采集单元为多层结构，每层均采用网状分布且每层设置在土壤的不同深度；所述土壤数据采集单元采集的数据依次通过无线传输模块和上位机传输至云平台；

所述高清摄像头内置有图像识别模块；所述高清摄像头将采集的农作物识别结果依次通过无线传输模块和上位机传输至云平台；

所述环境数据采集单元将采集环境数据依次通过无线传输模块和上位机传输至云平台；

所述云平台包括智能预警系统和决策库；所述预警系统用于当环境数据异常或土壤异常或天气数据异常时，向农户的智能移动终端发送预警信息；所述决策库用于当环境数据异常或土壤异常或天气数据异常时，根据异常数据匹配决策库中对应的异常数据解决方案，并将匹配成功的决策方案发送至PC机决策处理单元；

所述PC机决策处理单元下发操作指令至控制器；所述控制器通过RS485接口分别与通风单元、灌溉单元和照明单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种智慧农业大数据智能决策系统，其特征在于，所述土壤数据采集单元包括土壤温度传感器、土壤微量元素传感器、土壤湿度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种智慧农业大数据智能决策系统，其特征在于，所述环境数据采集单元包括空气温度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、光照强度传感器、风速传感器、雨量传感器。

4.根据权利要求1所述的一种智慧农业大数据智能决策系统，其特征在于，所述云平台还设置有数据共享层，用于共享云平台接收的数据以及处理方案，并通过后台管理界面进行可视化展示；所述数据共享层提供的功能包括：实时数据显示、历史数据查询、预警功能查询、设备控制查询、参数设置和设备状态监控查询。

5.根据权利要求1所述的一种智慧农业大数据智能决策系统，其特征在于，所述通风单元包括二氧化碳发生装置、风机和升温补湿器；所述二氧化碳发生装置用于补充大棚内的二氧化碳浓度；所述风机用于调节大棚内的空气流通速度；所述升温补湿器用于调节大棚内的温湿度。

6.根据权利要求1所述的一种智慧农业大数据智能决策系统，其特征在于，所述灌溉单元包括电磁阀、滴管、水泵和排水管；所述电磁阀、滴管、水泵均安装在管道上；所述排水管上设置有排水电磁阀。

7.根据权利要求1所述的一种智慧农业大数据智能决策系统，其特征在于，所述照明单元包括卷帘机和LED照明灯；所述卷帘机升降用于控制大棚内的光照强度；所述LED照明灯的亮度调节用于控制大棚内的光照强度。

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