一种农田环境监测系统技术方案

本发明专利技术提供一种农田环境监测系统，利用中央处理装置、湿度监测模块、信号处理电路、图像采集模块、图像处理模块、数据传输单元、数据传输网关、显示装置、电池组、太阳能组件、温度监测模块、虫情监测模块、光照监测模块、存储装置、风速监测模块、气体监测模块、云存储平台、智能分析平台、智能终端、无线传输装置以及用户手机对农田环境进行监测，该系统结构简单，设计合理，并通过数据传输网关传输给云存储平台，进行存储，智能云分析平台对该数据进行分析比对，并对异常结果推送或传送至智能终端，进行报警，同时也响应智能终端的查询，实现对农田作物的生长环境的实时监控。

A Farmland Environment Monitoring System

The invention provides a farmland environment monitoring system, which uses central processing device, humidity monitoring module, signal processing circuit, image acquisition module, image processing module, data transmission unit, data transmission gateway, display device, battery pack, solar energy module, temperature monitoring module, insect situation monitoring module, illumination monitoring module, storage device, wind speed monitoring module, and gas monitoring module. Body monitoring module, cloud storage platform, intelligent analysis platform, intelligent terminal, wireless transmission device and user mobile phone monitor farmland environment. The system has simple structure and reasonable design. It is transmitted to cloud storage platform through data transmission gateway for storage. The data is analyzed and compared by intelligent cloud analysis platform, and the abnormal results are pushed or transmitted to intelligent terminal. It also responds to the query of intelligent terminal to realize the real-time monitoring of crop growth environment.

【技术实现步骤摘要】
一种农田环境监测系统
本专利技术涉及农业
，尤其涉及一种农田环境监测系统。
技术介绍
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。农业问题是全球可持续发展的基本问题，也是一个国家的基本产业。我国是一个人口众多，耕地面积不足，人均粮食产量较低的国家。农业的经营手段至今还没有完全摆脱传统的手工劳作方式，存在着经营规模小、技术含量低、投入与产出不合理等不利因素，严重地制约了农业的发展，如果想在现有基础上使我国农业有较大的发展，必须依靠科技进步，必须增加农业的科技含量，使用高新技术对传统农业进行彻底改造。在智能化高速发展的今天，精细农业成为新世纪农业发展的新潮流，农业智能化也成为当今一个很重要的课题。农田信息的实时采集是精细农业的基本需求，拥有一整套完善的智能化农业田地数据采集系统，是能否及时、准确、高效地获取农业生产过程中的各项指标信息，提高农业生产管理及决策的关键。农业为通过培育动植物生产食品及工业原料的产业，农业属于第一产业，研究农业的科学是农学。农业的劳动对象是有生命的动植物，获得的产品是动植物本身。我们把利用动物植物等生物的生长发育规律，通过人工培育来获得产品的各部门，统称为农业。农业提供支撑国民经济建设与发展的基础产品。在农业生产过程中人们无法实时对农作物进行生长状态的监控，且当农作物含水量变化时人们无法及时了解与改善，影响农作物的生长，难以满足现代农业生产方式。随着智能化技术的发展，智能农田监控系统应运而生，其是基于大数据处理实时的对农田节点环境信息进行监控，以达到合理控制农作物生长的系统,其与传统的农业相比，该智能农田监控系统具有智能化、稳定性、可靠性、实时可控性并且能对多终端实时观测等优点。在未来的智能农业化建设中,大数据智能农田监控系统可以用来存储与分析计算农作物生长环境信息。目前，农业监控系统是设备节点固定，且信息本地化处理，由于信息的本地化处理，导致作物实时的环境生长信息无法实时反馈与处理。
技术实现思路
因此，为了克服上述问题，本专利技术提供一种农田环境监测系统，利用中央处理装置、湿度监测模块、信号处理电路、图像采集模块、图像处理模块、数据传输单元、数据传输网关、显示装置、电池组、太阳能组件、温度监测模块、虫情监测模块、光照监测模块、存储装置、风速监测模块、气体监测模块、云存储平台、智能分析平台、智能终端、无线传输装置以及用户手机对农田环境进行监测，该系统结构简单，设计合理，其中，湿度监测模块、温度监测模块、虫情监测模块、光照监测模块、风速监测模块、气体监测模块用于对农田作业环境数据进行采集，并通过数据传输网关传输给云存储平台，进行存储，智能云分析平台对该数据进行分析比对，并对异常结果推送或传送至智能终端，进行报警，同时也响应智能终端的查询，实现对农田作物的生长环境的实时监控，可以更加稳定、高效的控制农作物生长与提高产量。根据本专利技术的一种农田环境监测系统，农田环境监测系统包括中央处理装置、湿度监测模块、信号处理电路、图像采集模块、图像处理模块、数据传输单元、数据传输网关、显示装置、电池组、太阳能组件、温度监测模块、虫情监测模块、光照监测模块、存储装置、风速监测模块、气体监测模块、云存储平台、智能分析平台、智能终端、无线传输装置以及用户手机。其中，湿度监测模块的输出端与信号处理电路的输入端连接，图像采集模块的输出端与图像处理模块的输入端连接，信号处理电路的输出端、图像处理模块的输出端、温度监测模块的输出端、虫情监测模块的输出端、光照监测模块的输出端、风速监测模块的输出端以及气体监测模块的输出端均与中央处理装置的输入端连接，中央处理装置的输出端与数据传输单元的输入端连接，数据传输单元的输出端与数据传输网关的输入端连接，数据传输网关的输出端与云存储平台的输入端连接，云存储平台的输出端与智能分析平台的输入端连接，智能分析平台的输出端与智能终端的输入端连接，太阳能组件的输出端与电池组的输入端连接，电池组的输出端与中央处理装置的输入端连接，显示装置的输入端和存储装置的输入端均与中央处理装置的输出端连接，中央处理装置的输出端与无线传输装置的输入端连接，无线传输装置的输出端与用户手机的输入端连接。优选的是，湿度监测模块包括若干个湿度传感器，若干个湿度传感器分别设置于农田周边以及土壤中，湿度传感器用于采集农田周边以及土壤的湿度信号，将采集的湿度信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至信号处理电路，V1为经过信号处理电路处理后的电压信号，信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，湿度传感器的输出端与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与中央处理装置的ADC端口连接。优选的是，信号放大单元包括集成运放A1-A2、电阻R1-R6以及电容C1-C4。其中，湿度传感器的输出端与集成运放A1的同相输入端连接，电容C1的一端与集成运放A1的输出端连接，电容C1的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电容C1的一端还与电阻R1的一端连接，电容C1的另一端还与电阻R1的另一端连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，电阻R1的一端还与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接地，电容C2的另一端还与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，集成运放A2的同相输入端接地，电容C3的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电容C3的另一端与集成运放A2的输出端连接，电容C4与电阻R5并联后的一端与集成运放A2的输出端连接，电容C4与电阻R5并联后的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，电容C4与电阻R5并联后的另一端还与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端接地。优选的是，信号滤波单元包括电阻R7-R10、电容C5-C7、以及集成运放A3。其中，信号放大单元的输出端与电阻R7的一端连接，信号放大单元的输出端还与电容C5的一端连接，电容C5的另一端接地，电阻R7的另一端与电容C6的一端连接，电容C6的另一端接地，电阻R7的另一端与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R8的一端与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R8的另一端接地，电阻R9与电容C7并联后的一端与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R9与电容C7并联后的另一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R9与电容C7并联后的另一端还与电阻R10的一端连接，电阻R10的一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R10的另一端与中央处理装置的ADC端口连接，信号处理单元将处理后的电压信号V1传输至中央处理装置的ADC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农田环境监测系统，其特征在于，所述农田环境监测系统包括中央处理装置（1）、湿度监测模块（2）、信号处理电路（3）、图像采集模块（4）、图像处理模块（5）、数据传输单元（6）、数据传输网关（7）、显示装置（8）、电池组（9）、太阳能组件（10）、温度监测模块（11）、虫情监测模块（12）、光照监测模块（13）、存储装置（14）、风速监测模块（15）、气体监测模块（16）、云存储平台（17）、智能分析平台（18）、智能终端（19）、无线传输装置（20）以及用户手机（21）；其中，所述湿度监测模块（2）的输出端与所述信号处理电路（3）的输入端连接，所述图像采集模块（4）的输出端与所述图像处理模块（5）的输入端连接，所述信号处理电路（3）的输出端、所述图像处理模块（5）的输出端、所述温度监测模块（11）的输出端、所述虫情监测模块（12）的输出端、所述光照监测模块（13）的输出端、所述风速监测模块（15）的输出端以及所述气体监测模块（16）的输出端均与所述中央处理装置（1）的输入端连接，所述中央处理装置（1）的输出端与所述数据传输单元（6）的输入端连接，所述数据传输单元（6）的输出端与所述数据传输网关（7）的输入端连接，所述数据传输网关（7）的输出端与所述云存储平台（17）的输入端连接，所述云存储平台（17）的输出端与所述智能分析平台（18）的输入端连接，所述智能分析平台（18）的输出端与智能终端（19）的输入端连接，所述太阳能组件（10）的输出端与所述电池组（9）的输入端连接，所述电池组（9）的输出端与所述中央处理装置（1）的输入端连接，所述显示装置（8）的输入端和所述存储装置（14）的输入端均与所述中央处理装置（1）的输出端连接，所述中央处理装置（1）的输出端与所述无线传输装置（20）的输入端连接，所述无线传输装置（20）的输出端与所述用户手机（21）的输入端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种农田环境监测系统，其特征在于，所述农田环境监测系统包括中央处理装置（1）、湿度监测模块（2）、信号处理电路（3）、图像采集模块（4）、图像处理模块（5）、数据传输单元（6）、数据传输网关（7）、显示装置（8）、电池组（9）、太阳能组件（10）、温度监测模块（11）、虫情监测模块（12）、光照监测模块（13）、存储装置（14）、风速监测模块（15）、气体监测模块（16）、云存储平台（17）、智能分析平台（18）、智能终端（19）、无线传输装置（20）以及用户手机（21）；其中，所述湿度监测模块（2）的输出端与所述信号处理电路（3）的输入端连接，所述图像采集模块（4）的输出端与所述图像处理模块（5）的输入端连接，所述信号处理电路（3）的输出端、所述图像处理模块（5）的输出端、所述温度监测模块（11）的输出端、所述虫情监测模块（12）的输出端、所述光照监测模块（13）的输出端、所述风速监测模块（15）的输出端以及所述气体监测模块（16）的输出端均与所述中央处理装置（1）的输入端连接，所述中央处理装置（1）的输出端与所述数据传输单元（6）的输入端连接，所述数据传输单元（6）的输出端与所述数据传输网关（7）的输入端连接，所述数据传输网关（7）的输出端与所述云存储平台（17）的输入端连接，所述云存储平台（17）的输出端与所述智能分析平台（18）的输入端连接，所述智能分析平台（18）的输出端与智能终端（19）的输入端连接，所述太阳能组件（10）的输出端与所述电池组（9）的输入端连接，所述电池组（9）的输出端与所述中央处理装置（1）的输入端连接，所述显示装置（8）的输入端和所述存储装置（14）的输入端均与所述中央处理装置（1）的输出端连接，所述中央处理装置（1）的输出端与所述无线传输装置（20）的输入端连接，所述无线传输装置（20）的输出端与所述用户手机（21）的输入端连接。2.根据权利要求1所述的农田环境监测系统，其特征在于，所述湿度监测模块（2）包括若干个湿度传感器，若干个所述湿度传感器分别设置于农田周边以及土壤中，所述湿度传感器用于采集农田周边以及土壤的湿度信号，将采集的湿度信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至所述信号处理电路（3），V1为经过所述信号处理电路（3）处理后的电压信号，所述信号处理电路（3）包括信号放大单元和信号滤波单元，所述湿度传感器的输出端与所述信号放大单元的输入端连接，所述信号放大单元的输出端与所述信号滤波单元的输入端连接，所述信号滤波单元的输出端与所述中央处理装置（1）的ADC端口连接。3.根据权利要求2所述的农田环境监测系统，其特征在于，所述信号放大单元包括集成运放A1-A2、电阻R1-R6以及电容C1-C4，其中，所述湿度传感器的输出端与集成运放A1的同相输入端连接，电容C1的一端与集成运放A1的输出端连接，电容C1的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电容C1的一端还与电阻R1的一端连接，电容C1的另一端还与电阻R1的另一端连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，电阻R1的一端还与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接地，电容C2的另一端还与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，集成运放A2的同相输入端接地，电容C3的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电容C3的另一端与集成运放A2的输出端连接，电容C4与电阻R5并联后的一端与集成运放A2的输出端连接，电容C4与电阻R5并联后的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，电容C4与电阻R5并联后的另一端还与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端接地。4.根据权利要求3所述的农田环境监测系统，其特征在于，所述信号滤波单元包括电阻R7-R10、电容C5-C7、以及集成运放A3；其中，所述信号放大单元的输出端与电阻R7的一端连接，所述信号放大单元的输出端还与电容C5的一端连接，电容C5的另一端接地，电阻R7的另一端与电容C6的一端连接，电容C6的另一端接地，电阻R7的另一端与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R8的一端与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R8的另一端接地，电阻R9与电容C7并联后的一端与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R9与电容C7并联后的另一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R9与电容C7并联后的另一端还与电阻R10的一端连接，电阻R10的一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R10的另一端与所述中央处理装置（1）的ADC端口连接，所述信号处理单元将处理后的电压信号V1传输至所述中央处理装置（1）的ADC端口。5.根据权利要求1所述的农田环境监测系统，其特征在于，所述图像处理模块（5）包括图像增强单元、图像平滑单元、图像锐化单元以及灰度变换单元；其中，所述图像采集模块（4）的信号输出端与所述图像增强单元的输入端连接，所述图像增强单元的输出端与所述图像平滑单元的输入端连接，所述图像平滑单元的输出端与所述图像锐化单元的输入端连接，所述图像锐化单元的输出端与所述灰度变换单元的输入端连接，所述灰度变换单元的输出端与所述中央处理装置（1）的输入端连接。6.根据权利要求1所述的农田环境监测系统，其特征在于，所述湿度监测模块（2）包括若干个湿度传感器，若干个所述湿度传感器分别设置于农田周边以及土壤中，所述湿度监测模块（2）用于监测农田周边空气湿度以及农田土壤湿度；所述温度监测模块（11）包括若干个温度传感器，若干个所述温度传感器分别设置于农田周边以及土壤中，所述温度监测模块（11）用于监测农田周边空气温度以及农田土壤温度；所述虫情监测模块（12）由诱虫单元和分析单元构成，所述诱虫单元与所述分析单元连接，所述诱虫单元采用太阳能虫情测报灯，所述分析单元对虫情数据进行分析，并将分析结果传输至所述中央处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秋霞，
申请(专利权)人：南京梵科智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32