基于物聯網技術的智能農業監控管理系統及管理方法技術方案

本發明專利技術公布了一種基于物聯網技術的智能農業監控管理系統及管理方法，包括數據采集層、網絡通訊層、網絡通訊層、報警模塊和控制模塊，所述網絡通訊層包括通訊模塊和通訊網關，所述通訊模塊用于將采集的數據或控制指令在所述通訊網關與數據采集層、數據庫層和控制模塊間通信；所述通訊網關用于分發數據，并將匯集的數據通過無線網絡傳輸給數據庫層或將數據庫層的指令通過通訊模塊發送給控制模塊或數據采集層。本發明專利技術的系統采用先進的四層架構，以通訊網關為核心的通訊模塊機制，實現傳感器、控制器和應用的有機隔離，有效地解決信息標準不統一和系統的兼容性問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種涉及智能農業環境監測和生產自動控制系統，尤其涉及一種基于物聯網技術的智能農業監控管理系統及方法，屬于智能農業和物聯網

技術介紹
指出本專利技術創造最接近的現有技術并描述其善。若目前已有類似的技術，則描述該現有技術存在的缺陷并說明缺陷產生的原因，如性能、功能、成本、使用不便等，或還存在哪些問題解決不了。若目前尚未發現與該專利技術創造類似的技術，則要描述人們在此之前要解決該技術所需采用的辦法及其缺點。我國人均耕地面積和人均水資源只有世界平均水平的30%和25%，且現有耕地中2/3是中低產田，農田灌溉水的有效利用率只有30% 40%(發達國家已達50% 70%)。化月巴、農藥等生產資料投入水平高而利用率低并導致了農業生態環境污染和破壞，土壤沙化、堿化、鹽潰化嚴重，耕地單位面積產量與世界糧食高產國家相比甚至要低一半以上。隨著經濟的飛速發展，人民生活水平不斷提高，資源短缺、環境惡化與人口劇增的矛盾卻越來越突出。智能農業是計算機和物聯網等先進技術在農業領域上的應用。利用傳感器等設備采集農業環境數據和作物生長數據，通過互聯網、移動通信網等網絡進行信息的傳送和交互，采用智能計算技術對信息進行分析和處理，遠程實時監控和管理農業生產。不僅可獲得作物生長的最佳條件，提高產量和品質，同時可提高水資源、化肥等農業投入品的利用率和產出率，還提供食品安全和追溯和農業信息化的數據源。目前智能農業技術在美國、歐洲等先進國家已經被廣泛運用，近幾年我國智能農業的發展迅速，但也存在很多問題信息標準不統一，應用范圍狹窄，開發的應用系統軟件在計算機運行平臺、信息接口、軟硬件等的兼容性上較差；數據采集和監測手段落后，數據綜合分析和處理功能薄弱；整體功能單一和孤立，沒有形成系統化、智能化和自動化的集成管理和控制。
技術實現思路
本專利技術目的是針對現有技術存在的缺陷提供一種基于物聯網技術的智能農業監控管理系統及方法。本專利技術為實現上述目的，采用如下技術方案一種基于物聯網技術的智能農業監控管理系統，其包括 數據采集層，用于采集農業環境和作物生長信息；網絡通訊層，包括通訊模塊和通訊網關，所述通訊模塊用于將采集的數據或控制指令在所述通訊網關與數據采集層、數據庫層和控制模塊間通信；所述通訊網關用于分發數據，并將匯集的數據通過無線網絡傳輸給數據庫層或將數據庫層的指令通過通訊模塊發送給控制模塊或數據采集層； 應用服務層，其與上述數據庫層通信連接，用于將接收到的所述數據采集層采集的農業環境和作物生長信息進行處理后發送給數據庫層進行儲存，同時系統判斷自動控制條件，如果滿足，則發送控制命令回數據庫層；如果激發自動報警條件，則向下述報警模塊發送報警信息； 報警模塊，其用于接受報警信息并報警； 控制模塊，其用于手動控制或接受上述應用服務層經數據庫層，并通過上述通訊模塊和通訊網關發送來的自動控制命令。一種基于物聯網技術的智能農業監控管理方法，所述方法包括如下步驟 1)、監控區域定義和掛接在該監控區域的傳感器、攝像頭、控制器和通信設備； 2)、提供一配置數據庫，該配置數據庫維護上述傳感器、控制器和通信設備信息； 3)、上述傳感器按照定義的采集間隔自動采集或人工實時采集溫度、濕度和光照數據，并通過所述通訊模塊發送到通訊網關； 4)、上述通訊網關接受環境數據，并通過Zigbee無線信號傳輸給數據庫； 5)、上述應用服務層獲取所述傳感器數據從而得到傳感器的編號和區域信息； 6)、配置數據庫查詢所述傳感器的編號，獲取控制所述傳感器的控制器信息，同時獲得該傳感器的界限值，判斷是否觸發短信報警，若是則執行步驟8)，否則轉向步驟9); 7)、配置數據庫中查詢所述傳感器的編號，獲取自動控制開關啟動條件，判斷是否觸發自動控制，若是則執行步驟10)，否則轉向步驟9)； 8)、配置數據庫中查詢所述傳感器的報警信號發送方式，通過報警模塊發送報警信號; 9)、系統分析和處理所述傳感器數據和視頻信息，并把分析結果保存到數據庫和輸出到前臺展現； 10)、配置數據庫中查詢該控制器自動控制動作，或遠程登錄系統操作控制開關，通過數據庫發送控制指令給通信網關； 11)、上述通信網關把控制指令經通訊模塊發送到控制器，控制對應控制開關的開啟或關閉，實現自動控制功能。本專利技術的有益效果本專利技術的系統采用先進的四層架構，以通訊網關為核心的通訊模塊機制，實現傳感器、控制器和應用的有機隔離，有效地解決信息標準不統一和系統的兼容性問題。通過對網關開發可有機的將傳感器、控制器和應用結合起來，系統可隨時添力口、更換某個模塊，只需要開發網關程序，而不影響其他模塊的正常工作。本專利技術的系統采用多種數據顯示方式和分析圖例，并相互結合起來展現真實環境和綜合分析結果，為智能農業監控提供提供豐富的數據和支持分析工具。農業生產是受多因素影響的，單一的數據不能全面反映現實環境的真實情況，不同的數據結合起來能更加真實的投影現實環境，為進一步的分析和控制提供詳實和完整的數據。例如傳感器采集環境信息和視頻信息結合起來真實體現農作物當前的環境真實狀態，傳感器信息和控制器信息結合起來反映農業生產當前的設備狀態。本專利技術的系統采用自主機制解決農業生產的自動智能控制，解決分散獨立采集和集中智能控制問題。系統能按照事先定義好的自動控制規則監控傳感器數據，檢測傳感器數據達到臨界值，觸發自動控制開關開啟或關閉，或向外報警。附圖說明圖1本專利技術的結構示意圖。具體實施例方式圖1所示，為一種基于物聯網技術的智能農業監控管理系統，其包括 數據采集層，用于采集農業環境和作物生長信息； 網絡通訊層2，包括通訊模塊21和通訊網關22，所述通訊模塊21用于將采集的數據或控制指令在所述通訊網關22與數據采集層1、數據庫層3和控制模塊6間通信；所述通訊網關22用于分發數據，并將匯集的數據通過無線網絡傳輸給數據庫層3或將數據庫層3的指令通過通訊模塊21發送給控制模塊6或數據采集層I ; 應用服務層，其與上述數據庫層3通信連接，用于將接收到的所述數據采集層I采集的農業環境和作物生長信息進行處理后發送給數據庫層3進行儲存，同時系統判斷自動控制條件，如果滿足，則發送控制命令回數據庫層3 ;如果激發自動報警條件，則向下述報警模塊5發送報警信息； 報警模塊5，其用于接受報警信息并報警； 控制模塊6，其用于手動控制或接受上述應用服務層4經數據庫層3，并通過上述通訊模塊21和通訊網關22發送來的自動控制命令。上述基于物聯網技術的智能農業監控軟件管理系統及方法通過采集環境數據和生長數據發送給服務器處理后進行儲存，用戶可根據需要登錄服務器對農業生產進行查詢瀏覽和遠程控制。本實施例中，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、光照強度、空氣二氧化碳含量和土壤PH值環境參數。所述攝像頭主要采集環境的實時圖像信息。所述通訊模塊21匯集采集來的溫度、濕度等數據或接受數據庫經通訊網關22傳送過來的指令，實現通信網關22與數據采集層I和控制模塊6的通信。所述通訊網關22把匯集的數據通過Zigbee無線信號傳遞給數據庫層3或將數據庫層3里的控制指令經通訊模塊21發送給數據采集層I和控制模塊6。數據庫層3存儲通訊網關22本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于物聯網技術的智能農業監控管理系統，其特征在于，其包括數據采集層，用于采集農業環境和作物生長信息；網絡通訊層，包括通訊模塊和通訊網關，所述通訊模塊用于將采集的數據或控制指令在所述通訊網關與數據采集層、數據庫層和控制模塊間通信；所述通訊網關用于分發數據，并將匯集的數據通過無線網絡傳輸給數據庫層或將數據庫層的指令通過通訊模塊發送給控制模塊或數據采集層；應用服務層，其與上述數據庫層通信連接，用于將接收到的所述數據采集層采集的農業環境和作物生長信息進行處理后發送給數據庫層進行儲存，同時系統判斷自動控制條件，如果滿足，則發送控制命令回數據庫層；如果激發自動報警條件，則向下述報警模塊發送報警信息；報警模塊，其用于接受報警信息并報警；控制模塊，其用于手動控制或接受上述應用服務層經數據庫層，并通過上述通訊模塊和通訊網關發送來的自動控制命令。

【技術特征摘要】
1.一種基于物聯網技術的智能農業監控管理系統，其特征在于，其包括 數據采集層，用于采集農業環境和作物生長信息； 網絡通訊層，包括通訊模塊和通訊網關，所述通訊模塊用于將采集的數據或控制指令在所述通訊網關與數據采集層、數據庫層和控制模塊間通信；所述通訊網關用于分發數據，并將匯集的數據通過無線網絡傳輸給數據庫層或將數據庫層的指令通過通訊模塊發送給控制模塊或數據采集層； 應用服務層，其與上述數據庫層通信連接，用于將接收到的所述數據采集層采集的農業環境和作物生長信息進行處理后發送給數據庫層進行儲存，同時系統判斷自動控制條件，如果滿足，則發送控制命令回數據庫層；如果激發自動報警條件，則向下述報警模塊發送報警信息； 報警模塊，其用于接受報警信息并報警； 控制模塊，其用于手動控制或接受上述應用服務層經數據庫層，并通過上述通訊模塊和通訊網關發送來的自動控制命令。2.如權利要求1所述的一種基于物聯網技術的智能農業監控軟件管理系統，其特征在于，所述數據采集層至少包括傳感器、RFID電子標簽、攝像頭和條形碼數據采集終端。3.如權利要求1所述的一種基于物聯網技術的智能農業監控軟件管理系統，其特征在于，所述應用服務層至少包括數據展示模塊、數據報表模塊、控制功能模塊和報警功能模塊；所述數據展示模塊用于顯示保存在數據庫層里的農業環境和作物生長信息；所述數據報表模塊用于展現分析和處理數據采集層采集的農業環境和作物生長信息；所述控制功能模塊用于設置系統控制參數，并發送控制指令保存...

【專利技術屬性】
技術研發人員：江志斌，
申請(專利權)人：無錫愷易物聯網科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：