一種智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種對智慧農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)和大棚管理信息系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)通資源共享的智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)包括電源模塊、信息采集模塊、智能分析模塊、信息處理模塊及通訊模塊；所述信息采集模塊的輸出端與所述智能分析模塊的輸入端相連接，所述智能分析模塊的輸出端與所述信息處理模塊的輸入端相連接，所述信息處理模塊輸出端與所述通訊模塊相連接，所述通訊模塊與智慧農(nóng)業(yè)信息平臺電性連接，所述智慧農(nóng)業(yè)信息平臺包括社區(qū)資源數(shù)據(jù)庫，所述社區(qū)資源數(shù)據(jù)庫為包含具體農(nóng)作物的各種指標(biāo)需求信息的數(shù)據(jù)存儲單元。本發(fā)明公開了一種對智慧農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)和大棚管理信息系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)通資源共享的智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)。
【專利說明】一種智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，尤其涉及一種對農(nóng)業(yè)大棚中與農(nóng)作物生長相關(guān)的信息進(jìn)行采集、分析、處理并上傳的智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，智慧城市的建設(shè)大潮中，智慧農(nóng)業(yè)是其建設(shè)的重要組成部分。對現(xiàn)有的信息化大棚中的大量傳感器信息進(jìn)行集中采集和處理并上傳至信息化大棚信息平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)資源共享和管理，并把智慧農(nóng)業(yè)信息平臺的信息實時發(fā)送到信息化大棚管理平臺，是方便大棚管理、保障農(nóng)作物安全以及提供良好的農(nóng)作物生長環(huán)境的必要條件；而現(xiàn)有的智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)中，智慧農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫已經(jīng)建立，但是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)和前端還是靠單純的人工對比，大棚的信息系統(tǒng)現(xiàn)在還很不完成，系統(tǒng)整體聯(lián)網(wǎng)還基本沒有實現(xiàn)，其實用性比較差，使信息無法聯(lián)通和資源共享，問題不能夠及時地得到解決，種植和市場脫節(jié)，病蟲害防治與專家脫節(jié)，土地情況以及天氣情況對種植的影響無法及時預(yù)測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的農(nóng)業(yè)大棚信息與智慧農(nóng)業(yè)平臺資源無法聯(lián)通和共享的缺點而提供一種對大棚信息進(jìn)行系統(tǒng)采集并處理分析和管理的智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)包括電源模塊、信息采集模塊、智能分析模塊、信息處理模塊及通訊模塊；所述信息采集模塊的輸出端與所述智能分析模塊的輸入端相連接，所述智能分析模塊的輸出端與所述信息處理模塊的輸入端相連接，所述信息處理模塊輸出端與所述通訊模塊相連接，所述通訊模塊與智慧農(nóng)業(yè)信息平臺電性連接，所述智慧農(nóng)業(yè)信息平臺包括社區(qū)資源數(shù)據(jù)庫，所述社區(qū)資源數(shù)據(jù)庫為包含具體農(nóng)作物的各種指標(biāo)需求信息的數(shù)據(jù)存儲單元；
所述電源模塊用于為處理系統(tǒng)的各模塊供電；
所述信息采集模塊用于采集信息化大棚內(nèi)的各類傳感器感知的數(shù)據(jù)；
所述智能分析模塊用于對信息采集模塊采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)信息分析包括:圖像信息的分析和不同傳感器傳送的數(shù)據(jù)信息的分析，通過數(shù)據(jù)比對和專家會診分析把分析結(jié)果傳送給信息處理模塊；
所述信息處理模塊用于對智能分析后的信息進(jìn)行分類處理；
所述通訊模塊用于信息處理模塊與智慧農(nóng)業(yè)信息平臺之間數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。
[0005]所述信息處理模塊的輸出端上還連接一信息顯示模塊，所述信息顯示模塊用于對信息處理模塊處理后的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示。
[0006]所述智能信息分析模塊為一智能分析硬件板卡,所述智能分析硬件板卡為DM6467開發(fā)板:處理器為 DM6467 (TMS320DM6467):ARM926EJ-STM RISC,TMS320C64x+? DSP，內(nèi)存和存儲器:256MB 32位DDR2內(nèi)存，128MB NAND閃存，ATA接口支持IDE硬盤，SATA接口支持SATA硬盤。
[0007]所述信息處理模塊為嵌入式工控機(jī)。
[0008]所述信息采集模塊包括傳感器類信息采集單元和圖像類信息采集單元。
[0009]所述電源模塊采用RD-125A型號開關(guān)電源，輸入AC88-132V、50_60Hz或者AC176-264V 電壓切換、50-60Hz，輸出 5V7.7A 12V7.7A。
[0010]所述信息處理模塊上通過串行總線接口連接有噴灌啟動閥、通風(fēng)控制開關(guān)固態(tài)繼電器及遮陽板電機(jī)控制器。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案產(chǎn)生的積極效果如下:智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)作為現(xiàn)有的智慧農(nóng)業(yè)信息平臺部署在每個大棚的信息采集及處理裝置，首先通過信息采集模塊采集大棚內(nèi)農(nóng)作物生長的有關(guān)信息，并將采集的信息傳給智能分析模塊，智能分析模塊對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，包括對圖像信息的分析和對數(shù)字信息的分析，通過數(shù)據(jù)比對和專家會診分析把分析結(jié)果傳送給信息處理模塊，信息處理模塊將經(jīng)過分析的信息進(jìn)行分類處理；通過分類處理后的信息通過通訊模塊傳遞給智慧農(nóng)業(yè)信息平臺，智慧農(nóng)業(yè)信息平臺也可將其內(nèi)收集的大量的各個大棚內(nèi)數(shù)據(jù)信息通過通訊模塊反向傳遞給大棚內(nèi)的處理系統(tǒng)，實現(xiàn)大棚與智慧農(nóng)業(yè)信息平臺之前數(shù)據(jù)的雙向傳遞與接收。
[0012]信息處理模塊上還連接一顯示模塊，用于顯示信息處理模塊處理后的信息，使大棚管理人員能直接看到大棚內(nèi)農(nóng)作物生長的信息，便于大棚管理。
[0013]所述信息處理模塊上通過串行總線接口連接有噴灌啟動水閥、通風(fēng)控制開關(guān)固態(tài)繼電器及遮陽板電機(jī)控制器，根據(jù)信息處理模塊對智能分析模塊分析后的結(jié)果進(jìn)行處理，實現(xiàn)自動控制大棚的各個控制閥，保持農(nóng)作物處在適宜的生產(chǎn)環(huán)境下，節(jié)約了人力資源，提高了控制效率，使農(nóng)作物的種植更加科學(xué)系統(tǒng)化。
[0014]該處理系統(tǒng)利用嵌入式模式，系統(tǒng)更穩(wěn)定，功能更專業(yè)，其設(shè)備設(shè)計更簡化，成本更低廉，有利于大量推廣。該處理系統(tǒng)主要完成:對信息化大棚系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時采集，集中分析，定時上傳；從智慧農(nóng)業(yè)信息平臺數(shù)據(jù)庫下載大棚信息數(shù)據(jù)庫，為居民提供信息查詢服務(wù)和公共信息發(fā)布服務(wù)；同時在上傳突發(fā)惡劣天氣和自然災(zāi)害事件數(shù)據(jù)時，可生成緊急處理預(yù)案；根據(jù)智慧農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)下傳的資訊控制信息化大棚中各種硬件動作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明基于智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)的電路原理框圖。
[0016]注:1、電源；201、數(shù)據(jù)類型傳感器；202、圖像類型傳感器；3、智能分析硬件板卡；
4、嵌入式工控機(jī)；5、顯示器；6、智慧農(nóng)業(yè)信息平臺；701、噴灌啟動閥；702、通風(fēng)控制開關(guān)固態(tài)繼電器；703、遮陽板電機(jī)控制器；8、通訊網(wǎng)卡。
【具體實施方式】
[0017]實施例一
一種智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)，如圖1所示，所述處理系統(tǒng)包括電源1、信息采集模塊、智能分析模塊、信息處理模塊及通訊模塊；所述信息采集模塊的輸出端與所述智能分析模塊的輸入端相連接，所述智能分析模塊的輸出端與所述信息處理模塊的輸入端相連接，所述信息處理模塊輸出端與所述通訊模塊相連接，所述通訊模塊與智慧農(nóng)業(yè)信息平臺電性連接，所述智慧農(nóng)業(yè)信息平臺為一接收各個大棚內(nèi)處理系統(tǒng)上傳的信息并將這些信息進(jìn)行整合以供公眾查詢下載的數(shù)據(jù)管理及共享平臺，所述智慧農(nóng)業(yè)信息平臺6上連接多個大棚終端信息處理系統(tǒng)，所述智慧信息農(nóng)業(yè)平臺包括社區(qū)資源數(shù)據(jù)庫，所述社區(qū)資源數(shù)據(jù)庫為包含具體農(nóng)作物的各種指標(biāo)需求信息的數(shù)據(jù)存儲單元。
[0018]所述處理系統(tǒng)用于對信息化大棚系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時采集，集中分析，定時上傳，從智慧農(nóng)業(yè)信息平臺的數(shù)據(jù)中心下載大棚信息數(shù)據(jù)，為居民提供信息查詢服務(wù)和公共信息發(fā)布服務(wù)；同時在上傳突發(fā)惡劣天氣和自然災(zāi)害事件數(shù)據(jù)時，可生成緊急處理預(yù)案；根據(jù)智慧農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)下傳的資訊控制信息化大棚中各種硬件動作。
[0019]所述電源用于為處理系統(tǒng)的各個模塊供電，RD-125A型號開關(guān)電源輸入AC88-132V、50-60Hz 或者 AC176-264V 電壓切換、50-60Hz，輸出 5V7.7A 12V7.7A。
[0020]所述信息采集模塊包括數(shù)據(jù)類型傳感器201和圖像類型傳感器202，所述數(shù)據(jù)類型傳感器為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以便將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為可識別的數(shù)字信號，數(shù)據(jù)類型傳感器主要采集數(shù)據(jù)類信息，包括大棚的農(nóng)藥掛歷、人員管理、施肥、澆水、采光、產(chǎn)量分析等農(nóng)作物生長數(shù)據(jù)以及大棚的水、電、天燃?xì)饷吭率褂昧?；圖像類型傳感器主要采集圖像類信息，主要包括植物的樹葉圖像和病蟲害部位圖片信息。數(shù)據(jù)類型傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、土壤參數(shù)傳感器、過溫濕度傳感器(WX-BG485)、光照傳感器(NHZDI OCR), PH值傳感器以及土壤溫濕度一體傳感器(NHSF483R)等一系列458接口傳感器；圖像類型傳感器主要是指高清攝像機(jī)。
[0021]所述智能信息分析模塊為一智能分析硬件板卡3，所述智能分析硬件板卡為DM6467 開發(fā)板:處理器為 DM6467 (TMS320DM6467):ARM926EJ-STM RISC, TMS320C64x+?DSP，內(nèi)存和存儲器:256MB 32位DDR2內(nèi)存，128MB NAND閃存，ATA接口支持IDE硬盤，SATA接口支持SATA硬盤。智能分析模塊主要是完成對信息采集模塊采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，主要包括圖像信息的分析和不同傳感器傳送的數(shù)據(jù)信息的分析，通過數(shù)據(jù)比對和專家會診分析把分析結(jié)果傳送給信息處理模塊，對不同傳感器信息的分析可得到農(nóng)作物的生長狀況，把智能分析后的信息按分類傳輸給信息處理模塊進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)信息分析，主要針對溫度、濕度以及土壤的各種參數(shù)進(jìn)行分析生成其關(guān)于時間的曲線，和數(shù)據(jù)庫存在的模型進(jìn)行比對，針對不同作物對環(huán)境的要求，得出各種預(yù)置方案，信息處理模塊根據(jù)比對結(jié)果控制外圍的各種控溫、施肥和噴灌設(shè)備進(jìn)行動作；圖像主要是根據(jù)農(nóng)作物的圖像信息和數(shù)據(jù)庫中的各種模型進(jìn)行比對得出，初步病蟲害類型并把圖像信息進(jìn)行存儲，最后把結(jié)果傳送給數(shù)據(jù)庫并在顯示屏上顯示以通知管理人員。
[0022]所述信息處理模塊為嵌入式工控機(jī)4，所述嵌入式工控機(jī)上還連接一顯示模塊，該顯示模塊為一顯示屏5，用于對嵌入式工控機(jī)處理后的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示，按發(fā)布模式顯示大棚信息:病蟲害防治通知通告、氣象溫度、大棚溫濕度、C02的含量、市場上的價格走勢、總作物綜合分析的合適采摘時間等信息；另外出現(xiàn)病蟲害，惡劣氣象報警等緊急情況時，按照管理人員確認(rèn)后的報警處理預(yù)案顯示處理預(yù)案。
[0023]所述嵌入式工控機(jī)上通過串行總線接口連接有噴灌啟動閥701 (型號為VB6RND)、通風(fēng)控制開關(guān)固態(tài)繼電器702 (型號為G3NA-240B DC5-24)及遮陽板電機(jī)控制器703 (型號為NR-ESC-PTZ-1V1 )，其中噴灌啟動閥包括噴灌啟動水閥和施各種肥料用的噴灌啟動肥料閥，當(dāng)缺少一種肥料時，啟動該肥料對應(yīng)的噴灌啟動肥料閥進(jìn)行施肥，肥料均為液態(tài)肥料；就簡單的溫度來說，如果溫度傳感器采集的溫度值超過正常溫度范圍，嵌入式工控機(jī)則控制通風(fēng)控制開關(guān)繼電器和遮陽板電機(jī)控制器聯(lián)動調(diào)節(jié)溫度，直到溫度降到正常范圍，并把動作進(jìn)行記錄和上傳數(shù)據(jù)庫，為設(shè)備管理人員進(jìn)行查詢，以及為智慧農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)平臺提供原始數(shù)據(jù)；當(dāng)采集到的二氧化碳的濃度超出正常范圍時，嵌入式工控機(jī)控制通風(fēng)控制開關(guān)繼電器打開進(jìn)行通風(fēng)直到采集到的二氧化碳的濃度降至正常范圍；當(dāng)采集到的土壤中的水分低于農(nóng)作物生長所需的水分范圍時，嵌入式工控機(jī)控制噴灌啟動水閥開啟進(jìn)行施水，當(dāng)采集到的土壤中的某種肥料含量低于正常值時，嵌入式工控機(jī)控制該肥料對應(yīng)的噴灌啟動肥料閥開啟施該液態(tài)肥料。
[0024]所述通訊模塊為通訊網(wǎng)卡8，用于信息終端服務(wù)器與智慧農(nóng)業(yè)信息平臺之間數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，為無線通信電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0025]所述通訊模塊也可通過以太網(wǎng)通信電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。
[0026]工作時，信息采集模塊首先完成對大棚內(nèi)的各類傳感器感知數(shù)據(jù)的采集，并把采集到的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，把分析的結(jié)果上傳給嵌入式工控機(jī)，嵌入式工控機(jī)對信息進(jìn)行分類處理，并將分類處理好的數(shù)據(jù)通過通訊模塊傳遞給智慧農(nóng)業(yè)信息平臺的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)各信息化大棚與大棚之間的聯(lián)網(wǎng)以及大棚與智慧農(nóng)業(yè)信息平臺的資源共享，指導(dǎo)病蟲害防治以及農(nóng)作物施肥、澆水、采光等管理，實現(xiàn)和整體系統(tǒng)的配合協(xié)作。數(shù)據(jù)類型傳感器采集到的數(shù)據(jù)信息一部分發(fā)送給嵌入式工控機(jī)，嵌入式工控機(jī)對該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，比如一些處在正常溫度范圍內(nèi)的溫度、濕度等農(nóng)作物生產(chǎn)條件，另一部分發(fā)送給智能分析模塊進(jìn)行分析，圖像類型傳感器采集到的信息直接發(fā)送給智能分析模塊進(jìn)行分析，比如分析病蟲害類型初步識別判定，然后把分析處理后的結(jié)果發(fā)送給嵌入式工控機(jī)，嵌入式工控機(jī)將全部分析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理，需要上傳的通過通信模塊上傳給智慧農(nóng)業(yè)信息平臺，同時，還可以通過通信模塊下載智慧農(nóng)業(yè)信息平臺傳輸?shù)闹噶畈⑥D(zhuǎn)換為大棚硬件能夠識別的命令，需要顯示的通過信息顯示模塊進(jìn)行顯示，比如:天氣情況、溫度、土壤情況等信息。該處理系統(tǒng)一個綜合大棚信息和控制大棚內(nèi)環(huán)境參數(shù)的綜合管理裝置，實現(xiàn)大棚聯(lián)網(wǎng)，形成信息數(shù)據(jù)共享，并對信息數(shù)據(jù)智能化分析和處理。
[0027]智能分析模塊采用PCI進(jìn)行傳輸；傳感器和智能分析模塊采用485數(shù)據(jù)交互；嵌入式工控機(jī)和顯示模塊采用VGA進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；通訊模塊直接就在嵌入工控機(jī)系統(tǒng)上采用GPIO總線數(shù)據(jù)交互。
[0028]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)，其特征在于:所述處理系統(tǒng)包括電源模塊、信息采集模塊、智能分析模塊、信息處理模塊及通訊模塊；所述信息采集模塊的輸出端與所述智能分析模塊的輸入端相連接，所述智能分析模塊的輸出端與所述信息處理模塊的輸入端相連接，所述信息處理模塊輸出端與所述通訊模塊相連接，所述通訊模塊與智慧農(nóng)業(yè)信息平臺電性連接，所述智慧農(nóng)業(yè)信息平臺包括社區(qū)資源數(shù)據(jù)庫，所述社區(qū)資源數(shù)據(jù)庫為包含具體農(nóng)作物的各種指標(biāo)需求信息的數(shù)據(jù)存儲單元； 所述電源模塊用于為處理系統(tǒng)的各模塊供電； 所述信息采集模塊用于采集信息化大棚內(nèi)的各類傳感器感知的數(shù)據(jù)； 所述智能分析模塊用于對信息采集模塊采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)信息分析包括:圖像信息的分析和不同傳感器傳送的數(shù)據(jù)信息的分析，通過數(shù)據(jù)比對和專家會診分析把分析結(jié)果傳送給信息處理模塊； 所述信息處理模塊用于對智能分析后的信息進(jìn)行分類處理； 所述通訊模塊用于信息處理模塊與智慧農(nóng)業(yè)信息平臺之間數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。
2.如權(quán)利要求1所述的一種智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)，其特征在于:所述信息處理模塊的輸出端上還連接一信息顯示模塊，所述信息顯示模塊用于對信息處理模塊處理后的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示。
3.如權(quán)利要求1所述的一種智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)，其特征在于:所述智能信息分析模塊為一智能分析硬件板卡，所述智能分析硬件板卡為DM6467開發(fā)板:處理器為DM6467 (TMS320DM6467):ARM926EJ-STM RISC, TMS320C64x+? DSP，內(nèi)存和存儲器:256MB32位DDR2內(nèi)存，128MB NAND閃存，ATA接口支持IDE硬盤，SATA接口支持SATA硬盤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)，其特征在于:所述信息處理模塊為嵌入式工控機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)，其特征在于:所述信息采集模塊包括傳感器類信息采集單元和圖像類信息采集單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)，其特征在于:所述電源模塊采用RD-125A型號開關(guān)電源，輸入AC88-132V、50-60Hz或者AC176-264V電壓切換、50-60HZ，輸出 5V7.7A 12V7.7A。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智慧農(nóng)業(yè)大棚終端信息處理系統(tǒng)，其特征在于:所述信息處理模塊上通過串行總線接口連接有噴灌啟動閥、通風(fēng)控制開關(guān)固態(tài)繼電器及遮陽板電機(jī)控制器。
【文檔編號】G05B19/418GK103869780SQ201410091853
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】楊磊, 李靖遠(yuǎn), 劉紅瑞, 劉孟瑤, 李小路, 李純 申請人:河南洛士達(dá)科技有限公司