一种基于物联网技术的农业支撑系统

1.本发明涉及物联网的应用技术领域，具体涉及到一种基于物联网技术的农业支撑系统。


背景技术：

2.我国是一个农业大国，但是并非农业强国。农业在国家战略和国家经济中占有非常重要的地位，但是近些年来农业方面的高产主要是依靠农药化肥的大量投入，大部分化肥和水资源没有被有效利用而随意弃置，导致了土地大量养分损失并造成一定程度的环境污染。
3.我国传统农业在国际市场上的优势主要是依赖于丰富的自然资源和低廉的劳动力成本。但是我国传统的农作物的管理方式及其容易受到环境影响，很大程度上限制了农作物的产量和质量，因此农业从业者的利润缩水十分严重。
4.物联网技术应用于农业生产，是农业和现代信息技术融合发展的新模式，是农业信息化的重要内容，也是“互联网 农业”的重要体现形式和农业现代化的重要标志。蔬菜生产作为农业生产的主体，其现代化水平在一定程度上代表着整个农业的现代化水平。
5.传统农业系统中，农作物的生产环境主要依靠感官经验，其一，无法对过程进行全方位的监督和控制，无精确、可靠的量化数据，通常导致灌溉的不合理，土壤的酸碱度失衡，农业污染严重，生产效率低下，农产品品质下降等问题，其二，目前的智慧系统存在较多不足，仅能对部分参数进行控制，满足不了农业生产技术信息化、网络化的要求，自动化程度低、控温性能差，其三，对农作物生长的信息采集不够全面，因此所得到的数据真实性不高，不能较好的解决农作物出现的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于物联网技术的农业支撑系统。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
8.一种基于物联网技术的农业支撑系统，包括数据采集模块，数据传输模块以及数据处理模块，所述数据采集模块包括环境状态监测和农作物状态监测，其中，所述环境状态监测包括风力监测单元、温湿度监测单元、水分监测单元、二氧化碳监测单元，其中所述风力监测单元用于采集空气中风力数据，其中所述温湿度监测单元包括温度传感器和湿度传感器，温度传感器用于采集土壤和空气温度数据，湿度传感器用于采集空气湿度数据，水分监测单元用于采集土壤和空气中水分的数据，二氧化碳用于采集土壤和空气二氧化碳含量，所述农作物状态监测通过摄像头实时视频监控进行图像数据采集，所述数据采集模块将各种数据按照需求进行分类，进行实时环境和弄作为状态的实时监测，所述数据采集模块连接有多个传感器节点，且对接受的数据进行预处理后再传输到数据处理模块；所述数据传输模块在数据采集模块与数据处理模块之间作用，提供一种数据通道媒介；所述数据
处理模块对从数据采集模块传输过来的各种环境数据和农作物状态数据进行分类整理，并对数据加以分析从而存储在相应数据库中，从而为种植生产周期内农作物进行指导，还可以为专家提供指导依据。
9.进一步的，所述数据处理模块包括远程智能监测管理模块和农业专家指导服务模块；其中，所述远程智能监测管理模块从摄像头实时视频监控采集到的视频中截取图像，提取视频图像中农作物相关的形态特征、颜色特征、纹理特征作为综合特征，进而采用神经网络法根据提取的农作物综合特征和环境数据进行分类，与数据库中模拟农作物的生长状态进行比对分析，将分析的生长状态与结果交由系统的在线专家进行进一步判断，并反馈相应指导手段给用户，对农作物的分析结果得知，检测出农作物相关的病虫害，及时进行预警，通报给相应的用户，并查询数据库找出相应的解决方案一并转发给用户；其中，所述农业专家指导服务模块用于用户在农作物种植生产过程中出现疑难问题时，与农业相关专家进行远程沟通，专家也可根据各类数据与实时视频能够查看农作物种植生产现场、以及历史监控数据和环境参数，对用户进行远程指导。
10.有益效果：本发明使用目标区域布设的无线传感器节点，从而把目标区域内空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、二氧化碳浓度等植物生长所需的环境信息进行实时采集，利用远程无线通信技术把各种传感器采集到的数据进行传输，将数据传输汇集到计算机上，可以通过无线网关与互联网相连，可以通过各种设备实时控制目标区域的生长环境信息，支撑系统可以通过模拟来根据环境参数判断植物生长情况以及改变各种生长条件，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。
附图说明
11.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
12.图1是本发明的农业支撑系统基本流程图；
13.图2是本发明农作物状态远程智能监测管理模块流程图。
具体实施方式
14.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
15.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
16.一种基于物联网技术的农业支撑系统，包括数据采集模块，数据传输模块以及数据处理模块，所述数据采集模块包括环境状态监测和农作物状态监测，其中，所述环境状态监测包括风力监测单元、温湿度监测单元、水分监测单元、二氧化碳监测单元，其中所述风力监测单元用于采集空气中风力数据，其中所述温湿度监测单元包括温度传感器和湿度传感器，温度传感器用于采集土壤和空气温度数据，湿度传感器用于采集空气湿度数据，水分监测单元用于采集土壤和空气中水分的数据，二氧化碳用于采集土壤和空气二氧化碳含
量，所述农作物状态监测通过摄像头实时视频监控进行图像数据采集，所述数据采集模块将各种数据按照需求进行分类，进行实时环境和弄作为状态的实时监测，所述数据采集模块连接有多个传感器节点，且对接受的数据进行预处理后再传输到数据处理模块；所述数据传输模块在数据采集模块与数据处理模块之间作用，提供一种数据通道媒介；所述数据处理模块对从数据采集模块传输过来的各种环境数据和农作物状态数据进行分类整理，并对数据加以分析从而存储在相应数据库中，从而为种植生产周期内农作物进行指导，还可以为专家提供指导依据。
17.进一步的，所述数据处理模块包括远程智能监测管理模块和农业专家指导服务模块；其中，所述远程智能监测管理模块从摄像头实时视频监控采集到的视频中截取图像，提取视频图像中农作物相关的形态特征、颜色特征、纹理特征作为综合特征，进而采用神经网络法根据提取的农作物综合特征和环境数据进行分类，与数据库中模拟农作物的生长状态进行比对分析，将分析的生长状态与结果交由系统的在线专家进行进一步判断，并反馈相应指导手段给用户，对农作物的分析结果得知，检测出农作物相关的病虫害，及时进行预警，通报给相应的用户，并查询数据库找出相应的解决方案一并转发给用户；其中，所述农业专家指导服务模块用于用户在农作物种植生产过程中出现疑难问题时，与农业相关专家进行远程沟通，专家也可根据各类数据与实时视频能够查看农作物种植生产现场、以及历史监控数据和环境参数，对用户进行远程指导。
18.数据采集模块采集到的相应环境参数信息可以通过gprs进行传输，并且可以存储到相应数据库中。平台可以通过获取数据库中的环境参数信息，最终通过图表等形式呈现给用户及专家，以供用户与专家进行直观的分析。
19.农作物种植周期过程中的监测与管理包括环境状态监测与预警、农作物状态监测与调控。可以选择在农作物种植现场安装网络摄像头进行视频监控。网络摄像头接入互联网后连接数据中心，会为每个监控摄像头分配一个固定的ip地址。平台将相应地址录入数据中心的监测服务器，从而进一步采集摄像头的视频，拥有相应权限的用户可以通过平台中的监控模块对种植现场进行实时监控。录制的视频也会在数据服务器中进行下一步处理。平台相关数据服务器通过深度学习方法自动对农作物的长势和健康情况进行分析，分析结果将被上传到平台相关服务器并及时反馈给用户。
20.根据图1所示，农业支撑系统流程为
21.步骤一：所述农业支撑系统通过数据模块中的风力监测单元、温湿度监测单元、水分监测单元、二氧化碳监测单元等采集相关环境数据；
22.步骤二：将步骤一所述采集到的数据通过数据传输模块—数据通道媒介，传输到数据处理模块，进行下一步操作；
23.步骤三：经步骤二所述已传输到数据处理模块中的数据有三种处理用途：
24.1》所述采集到的各类环境数据需要保存到对应数据库中进行储存；
25.2》所述采集到的各类环境数据通过数据显示面板显示各类数据，以及通过各种图表及曲线进行显示；
26.3》所述采集到的各类环境数据可供用户在与专家进行咨询交流时，提供参考依据，供双方进行参考讨论。
27.根据图2所示，农作物状态远程智能监测管理模块流程为
28.步骤一：所述监控预警通过视频监控模块中已布置在农作物种植现场的各个网络摄像头对所述农作物种植现场进行监控、观察；
29.步骤二：所述视频监控模块得到的各类录像数据等通过视频数据管理模块进行分类管理，以备用户及专家后续参考使用；
30.步骤三：所述视频监控模块得到的各类录像数据等通过监控数据管理模块进行区分形态、颜色、纹理特征，并将其进行整理分类，以备用户及专家后续参考使用；
31.步骤三：所述视频监控模块监控到的数据经由所述的农作物状态监测模块对农作物种植现场进行预警处理，并将预警处理模块与用户/专家进行联系，以便可以及时对各种突发情况等进行处理。
32.显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
33.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。