一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)智能分析監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)智能分析監(jiān)控系統(tǒng)，屬于農(nóng)業(yè)生成領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著農(nóng)業(yè)信息化的開展，電子技術(shù)和自動化技術(shù)被大量應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，特別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益廣泛的應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率得到了很大的提高。
[0003]201010582715.4號發(fā)明專利公開了一種遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)信息智能分析系統(tǒng)及農(nóng)業(yè)環(huán)境調(diào)控方法。該發(fā)明首先在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所涉及的空間內(nèi)安裝部署無線傳感器等設(shè)施，通過該無線網(wǎng)絡(luò)傳輸光照信息、空氣溫度信息、濕度信息、土壤含水量信息、土壤溫度信息等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所需要的信息，定時遍歷調(diào)控規(guī)則列表，將收集到的信息與之相關(guān)的農(nóng)業(yè)信息屬性門限值進(jìn)行比較，得出是否需要進(jìn)行調(diào)控的決策結(jié)果。其缺點(diǎn)是:1.此發(fā)明針對小規(guī)模單一農(nóng)作物種植設(shè)計(jì)，不適于大規(guī)模多農(nóng)作物混合種植的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域;2.對于農(nóng)作物生長環(huán)境較復(fù)雜的情況，傳感器采集點(diǎn)布置困難，安裝維護(hù)性等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)智能分析監(jiān)控系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:此系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理模塊、灌溉模塊、農(nóng)藥噴灑模塊以及施肥模塊六部分，數(shù)據(jù)采集模塊是由分布在不同區(qū)域中的無人機(jī)完成，包括各區(qū)域內(nèi)空氣溫度、空氣濕度、農(nóng)作物長勢圖像及無人機(jī)所在的地理位置等信息的采集;所述無線傳輸網(wǎng)絡(luò)將采集到的農(nóng)作物環(huán)境信息和無人機(jī)地理位置信息傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊;所述數(shù)據(jù)處理模塊將采集的信息圖像進(jìn)行特征提取，并分別根據(jù)農(nóng)作物水分、蟲害及礦物質(zhì)含量的診斷結(jié)果得出相應(yīng)的解決措施，最后將調(diào)控指令發(fā)送給灌溉模塊、農(nóng)藥噴灑模塊以及施肥模塊和用戶的移動客戶端。
[0006]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集模塊主要包括空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、無人機(jī)組等，傳感器裝置安裝在無人機(jī)上，而不是部署在農(nóng)作物生長的現(xiàn)場，各區(qū)域的空氣溫度和濕度等環(huán)境信息的采集是由傳感器裝置完成;無人機(jī)的飛行路線是基于雷達(dá)導(dǎo)航技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，由尾舵調(diào)控在一定區(qū)域內(nèi)飛行，并且利用衛(wèi)星定位技術(shù)實(shí)時獲取無人機(jī)所在的地理位置和狀態(tài)信息；圖像信息的采集不僅可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物種植模式的智能識別，還能分析其所在土壤的含水量、礦物質(zhì)含量以及病蟲害等信息，從而有針對性地解決不利于農(nóng)作物生長的環(huán)境問題。
[0007]進(jìn)一步地，所述無線傳輸網(wǎng)絡(luò)是基于GPRS無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，包括GSM基站和固定在無人機(jī)上的GPS終端，主要功能是將采集到的空氣溫度、空氣濕度、農(nóng)作物圖像及無人機(jī)所在地理位置等信息經(jīng)GSM基站中的GPRS區(qū)域節(jié)點(diǎn)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊，這些區(qū)域節(jié)點(diǎn)構(gòu)建成網(wǎng)絡(luò)相互通信，在某個區(qū)域節(jié)點(diǎn)損壞失效等問題出現(xiàn)的情況下，無線通信網(wǎng)絡(luò)能夠自動調(diào)控，從而確保整個系統(tǒng)的正常工作。
[0008]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊中有兩種種植模式可供選擇即智能識別或自定義種植模式，種植模式的智能識別是基于模式識別中紋理特征的識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，其關(guān)鍵是對采集到的農(nóng)作物葉片具有結(jié)構(gòu)規(guī)律的特征加以分析并進(jìn)行描述，形成其形狀的周長、面積、圓形度等可視特征矢量，從而在圖像數(shù)據(jù)庫中找出農(nóng)作物所屬類別；自定義種植模式下用戶可以根據(jù)自身特有情況定義種植模式，設(shè)定自己的調(diào)控條件，例如當(dāng)空氣溫度大于25°C時，某個區(qū)域的灌溉裝置工作。
[0009]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊是基于專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，專家系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，主要包括形態(tài)特征參數(shù)、數(shù)據(jù)接口、推理機(jī)制和輸出形態(tài)特征的診斷結(jié)果四部分，實(shí)現(xiàn)對灌溉、農(nóng)藥噴灑和施肥三個模塊的調(diào)控;專家系統(tǒng)主要特征是大規(guī)模并行處理、信息的分布式存儲，直接在計(jì)算機(jī)輸入范例，把專家求解實(shí)際問題的知識、經(jīng)驗(yàn)及推理通過計(jì)算機(jī)來表達(dá)，根據(jù)農(nóng)作物生產(chǎn)的實(shí)際需求，采用了面向?qū)ο蟮闹R表達(dá)法，對農(nóng)作物葉片水分飽和程度、病蟲害及缺少氮、磷、鉀等礦物質(zhì)的特征等知識進(jìn)行整理，首先識別農(nóng)作物的所屬類別，然后把相似屬性和操作對象并為一類，形成低層次，自低層向上對具有公共屬性的低層類抽取其共性成父類，直到無共性為止，最后形成知識庫模型，例如對于病蟲害癥狀的診斷，首先根據(jù)癥狀的發(fā)病部位的共性分為莖部、葉部、果實(shí)三大類，再分別根據(jù)類中各對象的癥狀共性，如有病斑或病斑的部位、顏色等加以分類，這樣逐步歸納抽象，直到最后將各種病害區(qū)分診斷。
[0010]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊中灌溉調(diào)控是基于專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，包括各種農(nóng)作物葉片水分飽和程度特征及預(yù)防知識，主要功能是首先對采集到的農(nóng)作物圖像進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，提取出農(nóng)作物葉片水分飽和程度的特征信息，用以判斷其所在土壤中的溫度及濕度，然后通過推理機(jī)制得出需要灌溉與否的診斷結(jié)果，如果需要將灌溉量發(fā)送給相應(yīng)的灌溉設(shè)備，灌溉有兩種調(diào)控方式即自動和授權(quán)，授權(quán)方式下當(dāng)系統(tǒng)滿足調(diào)控條件時，將調(diào)控指令發(fā)送給灌溉模塊和用戶的移動客戶端，需用戶授權(quán)后，灌溉模塊才能執(zhí)行調(diào)控指令，自動方式下沒有授權(quán)就可直接執(zhí)行。
[0011]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊中農(nóng)藥噴灑調(diào)控是基于專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，包括各種農(nóng)作物病蟲害的特征及預(yù)防和防治知識，主要功能是首先對采集到的農(nóng)作物圖像進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，提取出葉片的形態(tài)特征信息，然后通過推理機(jī)制得出是否被蟲害的診斷結(jié)果，如果是將所需農(nóng)藥劑型和使用濃度的調(diào)控指令發(fā)送給相應(yīng)的農(nóng)藥噴灑裝置，農(nóng)藥噴灑有兩種調(diào)控方式即自動和授權(quán)，授權(quán)方式下當(dāng)系統(tǒng)滿足調(diào)控條件時，將調(diào)控指令發(fā)送給農(nóng)藥噴灑模塊和用戶的移動客戶端，需用戶授權(quán)后，農(nóng)藥噴灑模塊才能執(zhí)行調(diào)控指令，自動方式下沒有授權(quán)就可直接執(zhí)行。
[0012]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊中施肥調(diào)控是基于專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，包括各種農(nóng)作物缺少氮、磷、鉀等礦物質(zhì)的特征及預(yù)防和防治知識，主要功能是首先對采集到的農(nóng)作物圖像進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，提取葉片的顏色特征信息，然后通過推理機(jī)制得出是否缺少礦物質(zhì)的診斷結(jié)果，如果是將所需肥料類型和使用量的調(diào)控指令發(fā)送給相應(yīng)的施肥裝置，施肥有兩種調(diào)控方式即自動和授權(quán)，授權(quán)方式下當(dāng)系統(tǒng)滿足調(diào)控條件時，將調(diào)控指令發(fā)送給施肥模塊和用戶的移動客戶端，需用戶授權(quán)后，施肥模塊才能執(zhí)行調(diào)控指令，自動方式下沒有授權(quán)就可直接執(zhí)行。
[0013]本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)智能分析監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能調(diào)控農(nóng)作物環(huán)境現(xiàn)場的作用，能克服傳統(tǒng)采集點(diǎn)安裝維護(hù)性差等問題，適用于大規(guī)模多農(nóng)作物混合種植的情況，能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，從而降低農(nóng)作物生產(chǎn)管理勞動的強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)智能分析監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)智能分析監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊專家系統(tǒng)功能圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)智能