專(zhuān)利名稱(chēng)：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種涉及智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控管理系統(tǒng)，屬于智能農(nóng)業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
指出本實(shí)用新型創(chuàng)造最接近的現(xiàn)有技術(shù)并描述其善。若目前已有類(lèi)似的技術(shù)，則描述該現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷并說(shuō)明缺陷產(chǎn)生的原因，如性能、功能、成本、使用不便等，或還存在哪些問(wèn)題解決不了。若目前尚未發(fā)現(xiàn)與該實(shí)用新型創(chuàng)造類(lèi)似的技術(shù)，則要描述人們?cè)诖酥耙鉀Q該技術(shù)所需采用的辦法及其缺點(diǎn)。我國(guó)人均耕地面積和人均水資源只有世界平均水平的30%和25%，且現(xiàn)有耕地中2/3是中低產(chǎn)田，農(nóng)田灌溉水的有效利用率只有30% 40%(發(fā)達(dá)國(guó)家已達(dá)50% 70%)。化月巴、農(nóng)藥等生產(chǎn)資料投入水平高而利用率低并導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染和破壞，土壤沙化、堿化、鹽潰化嚴(yán)重，耕地單位面積產(chǎn)量與世界糧食高產(chǎn)國(guó)家相比甚至要低一半以上。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，資源短缺、環(huán)境惡化與人口劇增的矛盾卻越來(lái)越突出。智能農(nóng)業(yè)是計(jì)算機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域上的應(yīng)用。利用傳感器等設(shè)備采集農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)和作物生長(zhǎng)數(shù)據(jù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳送和交互，采用智能計(jì)算技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行分析和處理，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。不僅可獲得作物生長(zhǎng)的最佳條件，提高產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)可提高水資源、化肥等農(nóng)業(yè)投入品的利用率和產(chǎn)出率，還提供食品安全和追溯和農(nóng)業(yè)信息化的數(shù)據(jù)源。目前智能農(nóng)業(yè)技術(shù)在美國(guó)、歐洲等先進(jìn)國(guó)家已經(jīng)被廣泛運(yùn)用，近幾年我國(guó)智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展迅速，但也存在很多問(wèn)題:信息標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，應(yīng)用范圍狹窄，開(kāi)發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)軟件在計(jì)算機(jī)運(yùn)行平臺(tái)、信息接口、軟硬件等的兼容性上較差；數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)手段落后，數(shù)據(jù)綜合分析和處理功能薄弱；整體功能單一和孤立，沒(méi)有形成系統(tǒng)化、智能化和自動(dòng)化的集成管理和控制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控管理系統(tǒng)。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控管理系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)采集層，用于采集農(nóng)業(yè)環(huán)境和作物生長(zhǎng)信息；網(wǎng)絡(luò)通訊層，包括通訊模塊和通訊網(wǎng)關(guān)，所述通訊模塊用于將采集的數(shù)據(jù)或控制指令在所述通訊網(wǎng)關(guān)與數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)庫(kù)層和控制模塊間通信；所述通訊網(wǎng)關(guān)用于分發(fā)數(shù)據(jù)，并將匯集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸給數(shù)據(jù)庫(kù)層或?qū)?shù)據(jù)庫(kù)層的指令通過(guò)通訊模塊發(fā)送給控制模塊或數(shù)據(jù)采集層；[0010]應(yīng)用服務(wù)層，其與上述數(shù)據(jù)庫(kù)層通信連接，用于將接收到的所述數(shù)據(jù)采集層采集的農(nóng)業(yè)環(huán)境和作物生長(zhǎng)信息進(jìn)行處理后發(fā)送給數(shù)據(jù)庫(kù)層進(jìn)行儲(chǔ)存，同時(shí)系統(tǒng)判斷自動(dòng)控制條件，如果滿(mǎn)足，則發(fā)送控制命令回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)層；如果激發(fā)自動(dòng)報(bào)警條件，則向下述報(bào)警模塊發(fā)送報(bào)警信息；報(bào)警模塊，其用于接受報(bào)警信息并報(bào)警；控制模塊，其用于手動(dòng)控制或接受上述應(yīng)用服務(wù)層經(jīng)數(shù)據(jù)庫(kù)層，并通過(guò)上述通訊模塊和通訊網(wǎng)關(guān)發(fā)送來(lái)的自動(dòng)控制命令。本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型的系統(tǒng)采用先進(jìn)的四層架構(gòu)，以通訊網(wǎng)關(guān)為核心的通訊模塊機(jī)制，實(shí)現(xiàn)傳感器、控制器和應(yīng)用的有機(jī)隔離，有效地解決信息標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一和系統(tǒng)的兼容性問(wèn)題。通過(guò)對(duì)網(wǎng)關(guān)開(kāi)發(fā)可有機(jī)的將傳感器、控制器和應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，系統(tǒng)可隨時(shí)添加、更換某個(gè)模塊，只需要開(kāi)發(fā)網(wǎng)關(guān)程序，而不影響其他模塊的正常工作。本實(shí)用新型的系統(tǒng)采用多種數(shù)據(jù)顯示方式和分析圖例，并相互結(jié)合起來(lái)展現(xiàn)真實(shí)環(huán)境和綜合分析結(jié)果，為智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控提供豐富的數(shù)據(jù)和支持分析工具。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是受多因素影響的，單一的數(shù)據(jù)不能全面反映現(xiàn)實(shí)環(huán)境的真實(shí)情況，不同的數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)能更加真實(shí)的投影現(xiàn)實(shí)環(huán)境，為進(jìn)一步的分析和控制提供詳實(shí)和完整的數(shù)據(jù)。例如傳感器采集環(huán)境信息和視頻信息結(jié)合起來(lái)真實(shí)體現(xiàn)農(nóng)作物當(dāng)前的環(huán)境真實(shí)狀態(tài)，傳感器信息和控制器信息結(jié)合起來(lái)反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)前的設(shè)備狀態(tài)。本實(shí)用新型的系統(tǒng)采用自主機(jī)制解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)智能控制，解決分散獨(dú)立采集和集中智能控制問(wèn)題。系統(tǒng)能按照事先定義好的自動(dòng)控制規(guī)則監(jiān)控傳感器數(shù)據(jù)，檢測(cè)傳感器數(shù)據(jù)達(dá)到臨界值，觸發(fā)自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)開(kāi)啟或關(guān)閉，或向外報(bào)警。

圖1本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1所示，為一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控管理系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)采集層，用于采集農(nóng)業(yè)環(huán)境和作物生長(zhǎng)信息；網(wǎng)絡(luò)通訊層2，包括通訊模塊21和通訊網(wǎng)關(guān)22，所述通訊模塊21用于將采集的數(shù)據(jù)或控制指令在所述通訊網(wǎng)關(guān)22與數(shù)據(jù)采集層1、數(shù)據(jù)庫(kù)層3和控制模塊6間通信；所述通訊網(wǎng)關(guān)22用于分發(fā)數(shù)據(jù)，并將匯集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸給數(shù)據(jù)庫(kù)層3或?qū)?shù)據(jù)庫(kù)層3的指令通過(guò)通訊模塊21發(fā)送給控制模塊6或數(shù)據(jù)采集層I ;應(yīng)用服務(wù)層，其與上述數(shù)據(jù)庫(kù)層3通信連接，用于將接收到的所述數(shù)據(jù)采集層I采集的農(nóng)業(yè)環(huán)境和作物生長(zhǎng)信息進(jìn)行處理后發(fā)送給數(shù)據(jù)庫(kù)層3進(jìn)行儲(chǔ)存，同時(shí)系統(tǒng)判斷自動(dòng)控制條件，如果滿(mǎn)足，則發(fā)送控制命令回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)層3 ;如果激發(fā)自動(dòng)報(bào)警條件，則向下述報(bào)警模塊5發(fā)送報(bào)警信息；報(bào)警模塊5，其用于接受報(bào)警信息并報(bào)警；控制模塊6，其用于手動(dòng)控制或接受上述應(yīng)用服務(wù)層4經(jīng)數(shù)據(jù)庫(kù)層3，并通過(guò)上述通訊模塊21和通訊網(wǎng)關(guān)22發(fā)送來(lái)的自動(dòng)控制命令。上述基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控軟件管理系統(tǒng)及方法通過(guò)采集環(huán)境數(shù)據(jù)和生長(zhǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器處理后進(jìn)行儲(chǔ)存，用戶(hù)可根據(jù)需要登錄服務(wù)器對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行查詢(xún)?yōu)g覽和遠(yuǎn)程控制。其中，所述數(shù)據(jù)采集層I至少包括傳感器、RFID電子標(biāo)簽、攝像頭和條形碼數(shù)據(jù)采集終端。所述應(yīng)用服務(wù)層至少包括數(shù)據(jù)展示模塊41、數(shù)據(jù)報(bào)表模塊42、控制功能模塊43和報(bào)警功能模塊44 ;所述數(shù)據(jù)展示模塊41用于顯示保存在數(shù)據(jù)庫(kù)層里的農(nóng)業(yè)環(huán)境和作物生長(zhǎng)信息；所述數(shù)據(jù)報(bào)表模塊42用于展現(xiàn)分析和處理數(shù)據(jù)采集層采集的農(nóng)業(yè)環(huán)境和作物生長(zhǎng)信息；所述控制功能模塊43用于設(shè)置系統(tǒng)控制參數(shù)，并發(fā)送控制指令保存到數(shù)據(jù)庫(kù)層；所述報(bào)警功能模塊44用于設(shè)置報(bào)警臨界條件和報(bào)警信號(hào)發(fā)送方式。本實(shí)施例中，所述傳感器包括溫度、濕度、光照、二氧化碳和土壤酸堿度等傳感器，主要采集土壤和空氣的溫濕度、光照強(qiáng)度、空氣二氧化碳含量和土壤PH值環(huán)境參數(shù)。所述攝像頭主要采集環(huán)境的實(shí)時(shí)圖像信息。所述通訊模塊21匯集采集來(lái)的溫度、濕度等數(shù)據(jù)或接受數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)通訊網(wǎng)關(guān)22傳送過(guò)來(lái)的指令，實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)關(guān)22與數(shù)據(jù)采集層I和控制模塊6的通信。所述通訊網(wǎng)關(guān)22把匯集的數(shù)據(jù)通過(guò)Zigbee無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)庫(kù)層3或?qū)?shù)據(jù)庫(kù)層3里的控制指令經(jīng)通訊模塊21發(fā)送給數(shù)據(jù)采集層I和控制模塊6。數(shù)據(jù)庫(kù)層3存儲(chǔ)通訊網(wǎng)關(guān)22發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)和經(jīng)應(yīng)用服務(wù)層4分析和處理后的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)展示41顯示保存在數(shù)據(jù)庫(kù)層3里的數(shù)據(jù)采集層I采集的溫度、濕度和環(huán)境視頻等信息。數(shù)據(jù)報(bào)表42展現(xiàn)分析和處理數(shù)據(jù)采集層I采集的溫度、濕度和環(huán)境視頻等信息?？刂乒δ?3設(shè)置控制參數(shù)，發(fā)送控制指令保存到數(shù)據(jù)庫(kù)層3，報(bào)警功能44設(shè)置報(bào)警臨界條件和報(bào)警信號(hào)發(fā)送方式等。上述基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控軟件管理方法，所述方法包括如下步驟:I)、監(jiān)控區(qū)域定義和掛接在該監(jiān)控區(qū)域的傳感器、攝像頭、控制器和通信設(shè)備；2)、提供一配置數(shù)據(jù)庫(kù)，該配置數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)上述傳感器、控制器和通信設(shè)備信息；3)、上述傳感器按照定義的采集間隔自動(dòng)采集或人工實(shí)時(shí)采集溫度、濕度和光照數(shù)據(jù)，并通過(guò)所述通訊模塊發(fā)送到通訊網(wǎng)關(guān)；4)、上述通訊網(wǎng)關(guān)接受環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過(guò)Zigbee無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)庫(kù)；5)、上述應(yīng)用服務(wù)層獲取所述傳感器數(shù)據(jù)從而得到傳感器的編號(hào)和區(qū)域信息；6)、配置數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)所述傳感器的編號(hào)，獲取控制所述傳感器的控制器信息，同時(shí)獲得該傳感器的界限值，判斷是否觸發(fā)短信報(bào)警，若是則執(zhí)行步驟8)，否則轉(zhuǎn)向步驟9);7)、配置數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢(xún)所述傳感器的編號(hào)，獲取自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)啟動(dòng)條件，判斷是否觸發(fā)自動(dòng)控制，若是則執(zhí)行步驟10)，否則轉(zhuǎn)向步驟9)；8)、配置數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢(xún)所述傳感器的報(bào)警信號(hào)發(fā)送方式，通過(guò)報(bào)警模塊發(fā)送報(bào)警信號(hào);9)、系統(tǒng)分析和處理所述傳感器數(shù)據(jù)和視頻信息，并把分析結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫(kù)和輸出到前臺(tái)展現(xiàn)；10)、配置數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢(xún)?cè)摽刂破髯詣?dòng)控制動(dòng)作，或遠(yuǎn)程登錄系統(tǒng)操作控制開(kāi)關(guān)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送控制指令給通信網(wǎng)關(guān)；11)、上述通信網(wǎng)關(guān)把控制指令經(jīng)通訊模塊發(fā)送到控制器，控制對(duì)應(yīng)控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟或關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能。
權(quán)利要求1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，其包括 數(shù)據(jù)采集層，用于采集農(nóng)業(yè)環(huán)境和作物生長(zhǎng)信息； 網(wǎng)絡(luò)通訊層，包括通訊模塊和通訊網(wǎng)關(guān)，所述通訊模塊用于將采集的數(shù)據(jù)或控制指令在所述通訊網(wǎng)關(guān)與數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)庫(kù)層和控制模塊間通信；所述通訊網(wǎng)關(guān)用于分發(fā)數(shù)據(jù)，并將匯集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸給數(shù)據(jù)庫(kù)層或?qū)?shù)據(jù)庫(kù)層的指令通過(guò)通訊模塊發(fā)送給控制模塊或數(shù)據(jù)采集層； 應(yīng)用服務(wù)層，其與上述數(shù)據(jù)庫(kù)層通信連接，用于將接收到的所述數(shù)據(jù)采集層采集的農(nóng)業(yè)環(huán)境和作物生長(zhǎng)信息進(jìn)行處理后發(fā)送給數(shù)據(jù)庫(kù)層進(jìn)行儲(chǔ)存，同時(shí)系統(tǒng)判斷自動(dòng)控制條件，如果滿(mǎn)足，則發(fā)送控制命令回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)層；如果激發(fā)自動(dòng)報(bào)警條件，則向下述報(bào)警模塊發(fā)送報(bào)警信息； 報(bào)警模塊，其用于接受報(bào)警信息并報(bào)警； 控制模塊，其用于手動(dòng)控制或接受上述應(yīng)用服務(wù)層經(jīng)數(shù)據(jù)庫(kù)層，并通過(guò)上述通訊模塊和通訊網(wǎng)關(guān)發(fā)送來(lái)的自動(dòng)控制命令。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集層至少包括傳感器、RFID電子標(biāo)簽、攝像頭和條形碼數(shù)據(jù)采集終端。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述應(yīng)用服務(wù)層至少包括數(shù)據(jù)展示模塊、數(shù)據(jù)報(bào)表模塊、控制功能模塊和報(bào)警功能模塊；所述數(shù)據(jù)展示模塊用于顯示保存在數(shù)據(jù)庫(kù)層里的農(nóng)業(yè)環(huán)境和作物生長(zhǎng)信息；所述數(shù)據(jù)報(bào)表模塊用于展現(xiàn)分析和處理數(shù)據(jù)采集層采集的農(nóng)業(yè)環(huán)境和作物生長(zhǎng)信息；所述控制功能模塊用于設(shè)置系統(tǒng)控制參數(shù)，并發(fā)送控制指令保存到數(shù)據(jù)庫(kù)層；所述報(bào)警功能模塊用于設(shè)置報(bào)警臨界條件和報(bào)警信號(hào)發(fā)送方式。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公布了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、報(bào)警模塊和控制模塊，所述網(wǎng)絡(luò)通訊層包括通訊模塊和通訊網(wǎng)關(guān)，所述通訊模塊用于將采集的數(shù)據(jù)或控制指令在所述通訊網(wǎng)關(guān)與數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)庫(kù)層和控制模塊間通信；所述通訊網(wǎng)關(guān)用于分發(fā)數(shù)據(jù)，并將匯集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸給數(shù)據(jù)庫(kù)層或?qū)?shù)據(jù)庫(kù)層的指令通過(guò)通訊模塊發(fā)送給控制模塊或數(shù)據(jù)采集層。本實(shí)用新型的系統(tǒng)采用先進(jìn)的四層架構(gòu)，以通訊網(wǎng)關(guān)為核心的通訊模塊機(jī)制，實(shí)現(xiàn)傳感器、控制器和應(yīng)用的有機(jī)隔離，有效地解決信息標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一和系統(tǒng)的兼容性問(wèn)題。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202975752SQ20122065165
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者江志斌 申請(qǐng)人:無(wú)錫愷易物聯(lián)網(wǎng)科技發(fā)展有限公司