一種基于物聯網設施蔬菜農田環境監測與標準化生產系統技術方案

本發明專利技術涉及一種基于物聯網設施蔬菜農田環境監測與標準化生產系統，它包括設施農田組網監測控制設備和監測預警平臺；設施農田組網監測控制設備將網內監測到的設施農田環境參數及相應視頻文件經3G網絡或以太網傳輸至監測預警平臺，對設施農田環境進行實時監測和控制。本發明專利技術采用由主控數據采集設備和若干被控數據采集設備構成的物聯網，將采集到的監測數據經3G網絡或以太網傳輸至監測預警平臺，實現對設施農田環境進行實時監測。在監測預警平臺內，根據實時監測到的設施農田環境參數可以有效指導設施大棚農業生產過程中各種農事活動。本發明專利技術可以廣泛應用于設施農田應用中。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種農業種植環境監測與生產控制系統，特別是關于一種基于物聯網技術的設施蔬菜農田環境組網監測與標準化生產系統。
技術介紹
“農業物聯網數控系統”是物聯網技術的一部分，當前，物聯網已成為各國構建經濟社會發展新模式和重塑國家長期競爭力的先導領域。發達國家通過國家戰略指引、政府研發投入、企業全球推迸、應用試點建設、政策法律保障等措施加快物聯網發展，以搶占戰略主動權和發展先機。我國已具備一定的應用、技術和產業基礎，并以建設物聯網產業園區、智慧/智能城市建設和應用示范等為標志，形成了物聯網發展熱潮，取得了積極進展，國家“十二五”已經把物聯網列入發展綱要當中，這給物聯網產業的發展提供了良好的發展機遇。目前，國內外的物聯網企業大多是傳感器生產企業或微氣象設備生產企業。專業研究具體行業物聯網應用的國家和機構很少，更沒有形成可直接指導農業生產或整合、優化整體產業的專業系統。其技術水平還停留在單ー采集設備只能配置少量傳感器采集數據、不能自由組網采集數據和有效控制農業設施、不能采用無線技術傳輸數據和視頻信息，上述三者的結合技術更是無人問律。如何真正實現農業物聯網設備網絡化、集群化管理，將各個物聯網的信息孤島有機的聯成網絡，并在物聯網的各個節點實現有效控制，才是真正實現了“農業物聯網”的聯網概念，進而實現多路采集、無線自由組網、無線有線自由傳輸等技術特點。“農業物聯網數控系統”在監測、保護和改善生態環境方面有著非常重要的作用。系統通過自由組網或獨立監測的方式對ー系列環境要素的數據采集和分析再結合有關行業專家提供的應用參數，對該地區的環境進行監測和控制。可廣泛應用在食品安全、化工、倉儲、退耕還林還草、天然林保護、封山育林、大氣環境監測、水質水體監測和控制、植物生長及環境監測和控制、沙漠治理監測、農業灌溉、設施農業、城市立體緑化、漁業生產、區域化農業大生產。目前“農業物聯網數控系統”已在高效優質設施農業和高檔水產養殖領域得到應用，更重要的是此系統在保障食品安全、食品追溯，以及擴大農產品出口等方面具有十分重要的意義。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術的目的是提供一種能夠實時的并可組網監控的設施農田環境，能有效指導設施大棚農業生產過程中各種農事活動的基干物聯網技術的設施蔬菜農田環境監測與標準化生產系統。為實現上述目的，本專利技術采取以下技術方案一種基于物聯網設施蔬菜農田環境監測與標準化生產系統，其特征在于它包括設施農田組網監測控制設備和監測預警平臺；所述設施農田組網監測控制設備將網內監測到的設施農田環境參數及相應視頻文件經3G網絡或以太網傳輸至所述監測預警平臺，對設施農田環境進行實時監測和控制；所述設施農田組網監測控制設備包括一主控數據采集設備和若干被控數據采集設備，各所述主控數據采集設備和若干被控數據采集分別設置在田間各個待監測大棚內；所述主控數據采集設備由通訊模塊、數據采集模塊、傳感器組、無線收發模塊、供電模塊和視頻模塊構成，所述供電模塊為所述主控數據采集設備供電；所述傳感器組將采集到的各種環境參數傳輸至所述數據采集模塊，經所述數據采集模塊處理后傳輸至所述通訊模塊；所述無線收發模塊用于接收各所述被控數據采集設備傳輸至的各大棚環境參數及其設備標簽，并將接收到的所有數據信息均發送至所述通訊模塊；所述視頻模塊用于采集大棚內農作物的生長狀態視頻信息，并將采集到的視頻信息發送至所述通訊模塊；所述通訊模塊將接收到的數據信息及視頻信息經3G網絡或以太網傳輸至所述監測預警平臺；每個所述被控數據采集設備包括數據采集模塊、傳感器組、供電模塊、視頻模塊和無線發送模塊，所述傳感器組將采集到的各種環境參數經所述數據采集模塊傳輸至所述無線發送模塊；所述視頻模塊將采集到的農作物生長狀態視頻信息傳輸至所述無線發送模塊；所述無線發送模塊將接收到的所有信息及其設備標簽發送至所述主控數據采集設備的無線收發模塊。所述被控數據采集設備采用255臺以下。所述供電模塊采用外接電源或采用太陽能供電裝置。所述太陽能供電裝置包括集熱板和蓄電池組，所述集熱板將熱能轉換為電能后傳輸至所述蓄電池組，所述蓄電池組外部還設置有保溫箱，由保溫箱控制所述蓄電池組溫度；所述保溫箱內設置有溫度傳感器、控制器和溫度調節器；所述溫度傳感器將采集到的所述蓄電池組工作溫度傳輸至所述控制器內，由所述控制器控制所述溫度調節器工作。所述溫度調節器采用升溫器或降溫瓶，或采用由升溫器和降溫瓶構成。所述傳感器組包括土壌濕度傳感器、土壌溫度傳感器、空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、ニ氧化碳濃度傳感器和日光照度傳感器；所述土壤濕度傳感器設置為兩組，每組設置有三路土壤濕度傳感器，兩組傳感器分別用于測定土壤表層和下層土壤濕度；所述土壤溫度傳感器設置為一路，用于測定變化較大的地表溫度；所述空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、ニ氧化碳濃度傳感器和日光照度傳感器均設置為兩路。所述監測預警平臺內設置有數據處理模塊、設施控制模塊和顯示屏，所述數據處理模塊將所述主控數據采集設備和各被控數據采集設備傳輸至的設備標簽、環境參數及視頻信息綜合分析處理后，得到各大棚內的環境參數，分別傳輸至所述設施控制模塊和顯示屏進行實時顯示，所述設施控制模塊根據接收到的環境參數，控制后端的自動化農業設備進行農事操作。本專利技術由于采取以上技術方案，其具有以下優點1、本專利技術采用由主控數據采集設備和若干被控數據采集設備構成的物聯網實體，將采集到的監測數據經3G網絡或以太網傳輸至監測預警平臺，實現對設施農田環境進行實時監測。在監測預警平臺內，根據實時監測到的設施農田環境的變化參數，結合農業專家的指導意見，經過監測預警平臺計算，可以有效指導設施大棚農業生產過程中各種農事活動。2、本專利技術由于設施農田組網檢測控制設備與監測預警平臺之間采用3G網絡或以太網進行數據傳輸，能夠顯著提高數據傳送的速度和傳輸質量，特別是能夠很好地實現視頻和聲音數據的傳送，更進一歩滿足農業生產實時監測預警和控制管理的需求。3、本專利技術由于設施農田組網監測控制設備中的若干被控數據采集設備和主控數據采集設備中均設置有供電模塊，該供電模塊可以采用外接電源，也可以采用太陽能供電裝置，擴大了本專利技術的適用范圍。4、本專利技術由于設施農田組網監測控制設備包括主控數據采集設備和若干被控數據采集設備，主控數據采集設備和各被控數據采集設備分別設置在田間各個待監測大棚內，構成物聯網，實現獨立組網分層分級管理。5、本專利技術由于采用監測預警平臺設置在數據管理中心(各地或本地機房)，通過3G網絡傳送的氣候數據及影像數據，通過服務器端到達平臺底層的數據通訊協議進入數據庫，實現無線通訊網和Internet網的兩網數據統ー處理，再通過監測預警平臺內的數據處理模塊完成相應的計算后得到預警或決策等結果，當預警信息確認后，監測預警平臺可自動對農業環境進行調整。6、本專利技術提供的技術方案在于通過安裝本專利技術裝置，監測農業生產中某農業生產戶在某一季節，某一作物獲得高產的 監測數據，通過數據分析統計，以及生產中的農田環境的經驗值，形成專家系統，通過實時監測數據與專家系統數據進行實時對照，有效控制大棚內的設施，改變設施農田環境，有效指導設施大棚農業生產過程中各種農事活動。本專利技術可以廣泛應用于設施農田應用中。附圖說明圖I是本專利技術的整體結構示意圖；圖2是本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于物聯網設施蔬菜農田環境監測與標準化生產系統，其特征在于：它包括設施農田組網監測控制設備和監測預警平臺；所述設施農田組網監測控制設備將網內監測到的設施農田環境參數及相應視頻文件經3G網絡或以太網傳輸至所述監測預警平臺，對設施農田環境進行實時監測和控制；所述設施農田組網監測控制設備包括一主控數據采集設備和若干被控數據采集設備，各所述主控數據采集設備和若干被控數據采集分別設置在田間各個待監測大棚內；所述主控數據采集設備由通訊模塊、數據采集模塊、傳感器組、無線收發模塊、供電模塊和視頻模塊構成，所述供電模塊為所述主控數據采集設備供電；所述傳感器組將采集到的各種環境參數傳輸至所述數據采集模塊，經所述數據采集模塊處理后傳輸至所述通訊模塊；所述無線收發模塊用于接收各所述被控數據采集設備傳輸至的各大棚環境參數及其設備標簽，并將接收到的所有數據信息均發送至所述通訊模塊；所述視頻模塊用于采集大棚內農作物的生長狀態視頻信息，并將采集到的視頻信息發送至所述通訊模塊；所述通訊模塊將接收到的數據信息及視頻信息經3G網絡或以太網傳輸至所述監測預警平臺；每個所述被控數據采集設備包括數據采集模塊、傳感器組、供電模塊、視頻模塊和無線發送模塊，所述傳感器組將采集到的各種環境參數經所述數據采集模塊傳輸至所述無線發送模塊；所述視頻模塊將采集到的農作物生長狀態視頻信息傳輸至所述無線發送模塊；所述無線發送模塊將接收到的所有信息及其設備標簽發送至所述主控數據采集設備的無線收發模塊。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李毅，劉寶存，陳一男，孫焱鑫，陳延華，鄒國元，廖上強，李吉進，衣文平，
申請(專利權)人：北京市農林科學院，北京潤禾天地科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：