一种智慧农业监控管理系统技术方案

本发明专利技术提出一种智慧农业监控管理系统，包括云计算监控平台、便携式监控终端、前置接入单元、图像获取单元、多个汇聚节点、多个自动化控制节点、以及多个传感器节点，所述云计算监控平台具备多种参数联合处理功能，提高了智能调控的速度和精度；另外，由于前置接入单元的设置，不仅实现了传统的数据转发功能，而且对接收的数据可以进行预处理，降低了后续数据分析的复杂度和延迟，以及大大降低了整个传感网络能源消耗。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出一种智慧农业监控管理系统，包括云计算监控平台、便携式监控终端、前置接入单元、图像获取单元、多个汇聚节点、多个自动化控制节点、以及多个传感器节点，所述云计算监控平台具备多种参数联合处理功能，提高了智能调控的速度和精度；另外，由于前置接入单元的设置，不仅实现了传统的数据转发功能，而且对接收的数据可以进行预处理，降低了后续数据分析的复杂度和延迟，以及大大降低了整个传感网络能源消耗。【专利说明】一种智慧农业监控管理系统
本专利技术涉及农业信息化领域，尤其涉及一种智慧农业监控管理系统。
技术介绍
所谓“智慧农业”就是充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。“智慧农业”是云计算、传感网、3S等多种信息技术在农业中综合、全面的应用，实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。“智慧农业”与现代生物技术、种植技术等高新技术融合于一体，对建设世界水平农业具有重要意义。农业生产具有季节性的特点，温室大棚可以帮助克服农业生产的季节性，提高农业生产效率。温室大棚内影响农作物生长的环境因素有温度、湿度、光照和空气流通情况等。为了达到农业生产的效率化、优质化，对上述各种环境参数的量化控制很重要。目前的温室大棚环境控制装置以手动控制为主，且仅能对部分参数进行控制，需要人凭借自己的生产经验来对各种执行器进行控制，并需要人走进温室或者控制设备周围手动开启设备，不能对温室大棚的环境参数进行遥测遥控，满足不了农业生产技术信息化、网络化的要求，自动化程度低、控温性能差。近年来，随着电子技术、信息技术的蓬勃发展与广泛应用，农业温室技术也在向自动化、信息化方向发展。温度、湿度监控技术已经在农业大棚、畜牧业和食品加工业等领域得到了广泛的应用。无线传感器网络集传感器技术、微机电系统技术、嵌入式计算技术、无线通信技术和分布式信息处理技术于一体，因其广阔的应用前景而成为当今世界上备受关注的、多学科高度交叉的热点研究领域。国外很早便将无线传感器技术引入到农业生产包括温室管理中。目前，基于传感器技术的单点采样方式虽具有精细探测农田信息的能力，但存在监测范围小、监测指标单一、监测时间不连续等缺点，无法为大棚作物精确管理提供实时信息;基于传感器技术的有线网络采样方式虽然具备大规模监测能力，但需要在农田铺设大量的线路，尤其在采样点多而分散的情况下，线路铺设成本高，可靠性低;而且农田一般远离监测中心，架设通信线路成本高、维护难度大，使得数据低成本、可靠地远程传输成为瓶颈。另外，对于采用无线方式搭建的传感器网络，会存在由于网络拓扑规划不合理导致的功耗和时延增大，从而导致不能满足温室环境无线检测与控制的要求。另外，温室内各环境因子分布不均，具有非线性、时变性、大惯性和大滞后且相互耦合的特性，各环境因子的控制也并不完全独立。温度升高的同时湿度降低，湿度增大的时候温度要下降，对一个因子按给定设定值进行控制时，总会引起另一因子的变化。因此现有的控制方案难以达到自动控制的目的，更无法保证控制的速度与精度，难以达到满意的控制效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。根据本专利技术的实施方式，提出一种智慧农业监控管理系统，所述系统包括云计算监控平台、便携式监控终端、前置接入单元、图像获取单元、多个汇聚节点、多个自动化控制节点、以及多个传感器节点，所述云计算监控平台通过无线方式分别连接前置接入单元和便携式监控终端，所述前置接入单元连接图像获取单元、多个汇聚节点和多个自动化控制节点，所述汇聚节点连接多个传感器节点。根据本专利技术的实施方式，所述传感器节点用于采集周围信息，所述传感器节点包括:温度传感器、湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器、风速传感器、风向传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器;所述温度传感器获取大棚内的温度参数，所述湿度传感器获取大棚内的湿度参数，所述光照传感器获取大棚内的光照参数，所述二氧化碳传感器获取大棚内的二氧化碳浓度参数，所述风速传感器用于获取大棚外的风速参数，所述风向传感器用于获取大棚外的风向参数，所述土壤温度传感器用于获取大棚内土壤的温度参数，所述土壤湿度传感器用于获取大棚内土壤中的湿度参数。根据本专利技术的实施方式，所述前置接入单元分别接收来自多个汇聚节点的采集数据和来自图像获取单元的实时图像信息，并且对所述采集数据和实时图像信息进行预处理后发送至云计算监控平台；以及接收来自云计算监控平台的自动化操作指令并发送至自动化控制节点。根据本专利技术的实施方式，所述云计算监控平台接收前置接入单元发送的采集数据和图像信息，进行存储和解析，并根据解析结果生成自动化操作指令。根据本专利技术的实施方式，所述云计算监控平台包括远程无线通信单元、数据记录单元、大数据联合处理单元、以及辅助处理单元，所述远程无线通信单元连接数据记录单元，所述数据记录单元依次连接大数据联合处理单元和辅助处理单元，所述大数据联合处理单元和辅助处理单元还连接远程无线通信单元。根据本专利技术的实施方式，所述大数据联合处理单元对接收到的数据进行协议解析、异常值判断，并根据判断结果生成对应的自动化操作指令或报警信息，然后将操作指令发送至自动化控制节点，将报警信息发送至便携式监控终端。根据本专利技术的实施方式，所述前置接入单元包括远程接入单元、网络拓扑建立单元、管理指令解析单元和用于供电的电源单元;其中:所述远程接入单元，用于管理远程接入，实现大棚环境下作物生长及环境信息、图像信息的收集与传输，以及云计算监控平台指令的接收；所述网络拓扑建立单元，根据云计算监控平台的节点部署动态调整单元的部署调整指令，采用Zigbee技术建立并管理作物生长及环境信息无线采集网络；以及所述管理指令解析单元，对云计算监控平台发送的指令进行解析，并将解析后的指令转发至图像获取单元、多个汇聚节点、多个自动化控制节点。根据本专利技术的实施方式，所述前置接入单元还包括节能控制单元，用以通过休眠的方式实现系统的节能控制。根据本专利技术的实施方式，所述前置接入单元还包括数据预处理单元，用于对从多种传感器节点接收的多种格式的数据进行预处理。根据本专利技术的实施方式，所述前置接入单元还包括图像预处理单元，用于对从图像获取单元获取的图像数据进行预处理。本专利技术的优点在于:提出一种智慧农业监控管理系统，包括云计算监控平台、便携式监控终端、前置接入单元、图像获取单元、多个汇聚节点、多个自动化控制节点、以及多个传感器节点，所述云计算监控平台具备多种参数联合处理功能，提高了智能调控的速度和精度；另外，由于前置接入单元的设置，不仅实现了传统的数据转发功能，而且对接收的数据可以进行预处理，降低了后续数据分析的复杂度和延迟，以及大大降低了整个传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智慧农业监控管理系统，所述系统包括云计算监控平台、便携式监控终端、前置接入单元、图像获取单元、多个汇聚节点、多个自动化控制节点、以及多个传感器节点，所述云计算监控平台通过无线方式分别连接前置接入单元和便携式监控终端，所述前置接入单元连接图像获取单元、多个汇聚节点和多个自动化控制节点，所述汇聚节点连接多个传感器节点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪啟，王乐义，
申请(专利权)人：北京云洋数据科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11