一种智能农业生产数据监控及预警控制系统及方法技术方案

本发明专利技术属于信息及数据处理技术领域，公开了一种智能农业生产数据监控及预警控制系统及方法，所述智能农业生产数据监控及预警控制系统包括：数据采集模块，用于完成环境数据、视频信息的采集与上传；新浪云应用模块，用于完成数据的存储；微信公众号模块，用于实现用户通过微信公众号的绑定实现设备控制和数据查询；枸杞叶片病斑检测平台，用于完成枸杞叶片病斑有无的检测。本发明专利技术的枸杞叶片病斑的检测功能，可以提高用户对枸杞叶片病斑检测的准确率，并且有一定的预警性。通过深度学习的算法训练，使枸杞叶片图像中的有病斑和无病斑检测准确率有了明显的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种智能农业生产数据监控及预警控制系统及方法
本专利技术属于信息及数据处理
，尤其涉及一种智能农业生产数据监控及预警控制系统及方法。
技术介绍
目前，最接近的现有技术：农业联网可以帮助农业解决传统种植方式无法解决的复杂问题控制技术。未来，栽种、灌溉、施肥、防治、收获都将通过农业物联网智能化完成，大大提升高品质种植、精细化养殖，做到真正意义上的“智慧农业、改变生活”。目前，一种成熟稳定的农业物联网病虫害监控预警系统已经覆盖了全国20个省，该物联网利用物联网技术、识别模型、数据库和信息处理设备组成，实现了对农业病虫害的实时监控和有效控制。农业物联网病虫害监测预警系统全天候实时采集环境因子、病虫害动态高清图像、土壤信息、作物长势。无线网络传输、自动上传每天采集信息数据，形成系统数据库。环境因子、病虫害当前及历史数据，用户可自由调取。经系统大数据汇总，智能计算、分析掌握田间环境、病虫变化趋势。病虫预测模型自动生成病虫种类、数量、发生时间曲线图，方便用户直观的分析区域内病虫害种类以及危害程度。病虫害预测模型通过系统远程指挥智能滴灌系统进行适时适量的温湿度田间调节，创造不利于病虫生长、发育、繁殖、危害的环境条件，通过改变生态条件达到抑制病虫的发生和为害，保证农作物丰产、丰收的目的。但现有的农业物联网监控与预警系统大多是针对于我国主要经济作物，没有专用于枸杞的生产数据监控及预警系统。是因为枸杞作为宁夏的主要经济作物，但在全国未能普及种植，且宁夏作为我国的内陆省份，农业智能化接收水平较低，且智能农业售价较高，一般农民支付起来有一定的困难，且农民接受农业智能化需要一定的时间周期。枸杞病害图片数据库的建立需要在种植区进行大量的前期调研与采集，需要耗费大量的精力、物力。本系统开发团队前期已在枸杞园进行大量的调研与枸杞叶片病斑图像的采集完成了枸杞病害图片数据库的初步建立，且所使用的传感器成本较低，容易被本地农民接受。解决上述技术问题的难度：我国农业智能化发展起步较晚，农业智能化覆盖率较低。现市面上农业智能化产品售价较高，一般农民无法支付安装使用费用，且本地农民普遍文化水平较低，一些使用起来较繁琐的农业智能化产品无法被本地农民熟练的使用，前期枸杞病害图片数据库的建立还未能覆盖到宁夏全区枸杞园，还需要进行大量的数据采集，完成枸杞病害图像数据库的扩充。解决上述技术问题的意义：互联网等新一代信息技术的快速发展，推动了信息技术与农业发展的融合，且农业现代化步伐正在加快，它与信息化正在形成新的合作方式，使农业信息化的进度迎来了飞跃式的发展。智能农业生产数据监控及预警控制系统具有机动灵活、成本低、适合复杂农田环境和应对突发灾害能力强等特点，本系统充分运用新型信息技术改变传统农业，对农业生产方式进行数字化设计、智能化管理、精准监控，可以加快智慧农业的建设步伐，推进农业现代化与智慧农业的融合。目前，物联网技术与传统农业的融合在全国各地大力推广应用且效果显著。枸杞作为宁夏的“五宝”之一，具有补肾、补血、抗疲劳等优点，宁夏枸杞以其特有的优势，已将自己推销至全国甚至是全世界市场，所以枸杞产业是宁夏最具特色和优势的战略性主导产业之一。近年来，枸杞成长发育过程中易发生多种病害，影响枸杞的质量，常见的病害主要包括白粉病、灰斑病、瘿螨病和炭疽病等。目前枸杞病害的诊断基本上凭借植保专家和种植户往年的经验，通过人工观察枸杞树发病症状，再与已有的病害症状图片和文字解释做比较进行病害诊断。由于枸杞种植面积广，人工实时监测费时费力，且可能存在漏查情况。因此，在枸杞生长过程中加强对枸杞病害的防治已刻不容缓。枸杞园智能监控系统运用硬件预警和软件病害识别相结合的方法解决枸杞生长发育过程中多种病害造成枸杞大量减产且人工实时监测费时费力问题，使种植户实现对枸杞园的智能管理。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种智能农业生产数据监控及预警控制系统及方法。本专利技术是这样实现的，一种智能农业生产数据监控及预警控制系统，所述智能农业生产数据监控及预警控制系统包括：数据采集模块，用于完成环境数据、视频信息的采集与上传；新浪云应用模块，用于完成数据的存储；微信公众号模块，用于实现用户通过微信公众号的绑定实现设备控制和数据查询；枸杞叶片病斑检测平台，用于完成枸杞叶片病斑有无的检测。进一步，所述数据采集模块包括环境温湿度采集模块、土壤湿度采集模块、光照强度采集模块、视频信息采集模块；环境温湿度采集模块，在STC12C5A60S2开发板上搭载DHT11温湿度传感器、ESP8266WiFi模块、小风扇和LCD1602字符型液晶屏，将DHT11上面的温度数据在LCD1602上显示，且将温湿度数据通过ESP8266发送至新浪云应用，当温度大于等于28℃时触发小风扇转动，小于28℃时小风扇停止转动；土壤湿度采集模块在STC12C5A60S2开发板上搭载土壤湿度传感器、继电器、小水泵、LCD1602液晶屏，将土壤湿度数据在LCD1602液晶屏上显示，且当土壤湿度低于30％时，继电器吸合触发小水泵抽水；光照强度采集模块，在STC12C5A60S2开发板上搭载GY-30光照强度传感器、步进电机、LCD1602液晶显示屏，当关照强度大于等于9000px时，触发步进电机正转；小于9000px时，步进电机反转；摄像头模块与环境数据采集模块集成共同组成数据采集模块。STM32F429开发板驱动OV5640摄像头模块，通过串口将视频信息实时发送至电脑视频接收窗口。进一步，所述新浪云应用模块包括MySQL数据库表存储、实时数据显示以及历史数据查询功能；通过数据采集模块上的WiFi将环境温湿度数据上传至新浪云应用MySQL数据库表中，此表中包含ID、用户绑定时间、设备状态、数据获取时间、各种环境数据数值和用户绑定ID3且数据3秒更新存储一次。本专利技术的另一目的在于提供一种运行所述智能农业生产数据监控及预警控制系统的智能农业生产数据监控及预警控制方法，所述智能农业生产数据监控及预警控制方法包括以下步骤：第一步，环境数据、视频信息的采集与上传，数据的存储；第二步，用户通过微信公众号的绑定实现设备控制和数据查询，枸杞叶片病斑检测平台完成枸杞叶片病斑有无的检测。进一步，所述第一步的环境数据、视频信息的采集与上传，数据的存储具体包括：(1)使用STC12C5A60S2开发板分别搭载DHT11温湿度传感器、土壤湿度传感器、GY-30光照强度传感器完成环境温湿度、土壤湿度、光照强度数据的采集，并通过WiFi模块将数据传送至新浪云应用MySQL数据库表；通过安装在枸杞园中的监控摄像头实现对枸杞地周围环境以及枸杞生长状况的全方位的管理；通过缩放、对焦拍摄到每一片叶子的生长状况，并将叶片照片传至应用层，枸杞叶片病斑检测系统进行病斑的检测，得到枸杞的健康状况，实时反馈给种植户；使得枸杞种植户不用亲临现场就可知枸杞的生长状况，图像采集使得种植户查看枸杞叶片并以此判断枸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能农业生产数据监控及预警控制系统，其特征在于，所述智能农业生产数据监控及预警控制系统包括：/n数据采集模块，用于完成环境数据、视频信息的采集与上传；/n新浪云应用模块，用于完成数据的存储；/n微信公众号模块，用于实现用户通过微信公众号的绑定实现设备控制和数据查询；/n枸杞叶片病斑检测平台，用于完成枸杞叶片病斑有无的检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能农业生产数据监控及预警控制系统，其特征在于，所述智能农业生产数据监控及预警控制系统包括：
数据采集模块，用于完成环境数据、视频信息的采集与上传；
新浪云应用模块，用于完成数据的存储；
微信公众号模块，用于实现用户通过微信公众号的绑定实现设备控制和数据查询；
枸杞叶片病斑检测平台，用于完成枸杞叶片病斑有无的检测。


2.如权利要求1所述的智能农业生产数据监控及预警控制系统，其特征在于，所述数据采集模块包括环境温湿度采集模块、土壤湿度采集模块、光照强度采集模块、视频信息采集模块；
环境温湿度采集模块，在STC12C5A60S2开发板上搭载DHT11温湿度传感器、ESP8266WiFi模块、小风扇和LCD1602字符型液晶屏，将DHT11的温度数据在LCD1602上显示，且将温湿度数据通过ESP8266发送至新浪云应用，当温度大于等于28℃时触发小风扇转动，小于28℃时小风扇停止转动；
土壤湿度采集模块在STC12C5A60S2开发板上搭载土壤湿度传感器、继电器、小水泵、LCD1602液晶屏，将土壤湿度数据在LCD1602液晶屏上显示，且当土壤湿度低于30％时，继电器吸合触发小水泵抽水；
光照强度采集模块，在STC12C5A60S2开发板上搭载GY-30光照强度传感器、步进电机、LCD1602液晶显示屏，当关照强度大于等于9000px时，触发步进电机正转；小于9000px时，步进电机反转；
摄像头模块与环境数据采集模块集成共同组成数据采集模块；STM32F429开发板驱动OV5640摄像头模块，通过串口将视频信息实时发送至电脑视频接收窗口。


3.如权利要求1所述的智能农业生产数据监控及预警控制系统，其特征在于，所述新浪云应用模块包括MySQL数据库表存储、实时数据显示以及历史数据查询功能；
通过数据采集模块上的WiFi将环境温湿度数据上传至新浪云应用MySQL数据库表中，此表中包含ID、用户绑定时间、设备状态、数据获取时间、各种环境数据数值和用户绑定ID3且数据3秒更新存储一次。


4.一种运行权利要求1所述智能农业生产数据监控及预警控制系统的智能农业生产数据监控及预警控制方法，其特征在于，所述智能农业生产数据监控及预警控制方法包括以下步骤：
第一步，环境数据、视频信息的采集与上传，数据的存储；
第二步，用户通过微信公众号的绑定实现设备控制和数据查询，枸杞叶片病斑检测平台完成枸杞叶片病斑有无的检测。


5.如权利要求4所述的智能农业生产数据监控及预警控制方法，其特征在于，所述第一步的环境数据、视频信息的采集与上传，数据的存储具...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋丽娟，杜涛利，马海容，王迪，金冰鑫，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：发明
国别省市：宁夏;64