一种基于物联网技术的智慧小蚕共育系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于物联网技术的智慧小蚕共育系统，该系统由小蚕共育原始数据采集层(1)、数据传输层(2)、数据运算层(3)、数据共享层(4)和终端执行层(5)组成。系统的工作原理是：首先在数据采集层(1)对系统覆盖范围内的各个基地的小蚕共育的原始数据进行采集；再将数据经由数据传输层(2)传送到数据运算层(3)；在数据运算层(3)，应用大数据技术、图像识别等技术对数据进行分析、存储与运算，并将处理结果传送至数据共享层(4)，实现小蚕生产的数据共享；最后根据智能决策系统驱动终端执行层(5)进行精准、智能的小蚕共育。该系统能够改善目前小蚕共育基础设施薄弱，也能够促进传统产业向现代产业的转型升级。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网技术的智慧小蚕共育系统
本技术属于农业机械
，尤其涉及一种基于物联网技术的智慧小蚕共育系统。
技术介绍
蚕桑是我国的传统产业，我国亦是蚕桑大国，但目前我国的蚕桑生产仍依赖人力，属于劳动密集型产业，机械化、智能化生产水平较低。近年来，随着经济的发展，四川、广西、云南等蚕桑地区的劳动力向东部沿海流失，蚕农数量进一步减少，且大多是留守在农村地区的老人、妇女，文化程度较低。蚕桑产业面临着技术推广难，机械化程度较低，防病害能力弱等挑战。因此，为改善蚕桑产业目前面临的困境，蚕桑机械化、智能化发展成为一种必然趋势。在蚕桑生产环节中，小蚕的培育至关重要，小蚕的发育水平决定了蚕茧、生丝的质量。目前我国蚕桑生产中，小蚕培育采用的普遍方式是小蚕集中共育，通过集中共育小蚕能够保障小蚕的整体发育水平，有效防范病虫害的滋生，对提升蚕茧产量与质量有着重要的作用。小蚕的集中共育也为蚕桑产业的机械化、智能化发展奠定了基础。但是，目前我国各地的小蚕共育室(1-1)的规格差异较大，机械化、智能化应用程度较低，且小蚕共育室(1-1)大多分布在地理位置偏远、分散零落、交通不便的农村地区。使得科技人员难以及时集中指导蚕农进行小蚕培育，提供技术支持保障，也使得农业管理部门难以及时掌握蚕桑生产动态，难以实现对小蚕共育的科学管理，技术推广，资讯分享，不利于蚕桑产业的转型升级。因而，为解决当前小蚕共育环节中的弊端，提升小蚕共育的智能化水平，有必要研发出一种智能化设备来提升小蚕共育的管理水平，确保新技术的推广与小蚕共育的质量，促进蚕桑产业的转型升级。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于物联网技术的智慧小蚕共育系统，能够实现对小蚕共育室(1-1)的环境信息实时监测，同时还能够掌握小蚕共育的动态，能够保证小蚕发育的质量，从而推动蚕桑产业的转型升级与长远发展。本技术采用如下技术方案：本技术的工作原理是：将一定地域范围(一个省或市或县或某一蚕桑基地)内的小蚕共育室(1-1)进行联网，通过原始数据采集、传输、分析、运算和存储，进行智能决策，实现小蚕的精准饲育。实现方法是：首先对小蚕共育的原始数据进行采集，包括小蚕共育室(1-1)的环境数据、小蚕共育室(1-1)的实时影像以及小蚕发育的生理图像进行采集，并将数据传送到统一集中的数据运算层(3)，然后应用大数据技术、图像处理技术对小蚕共育的原始数据进行分析、运算和存储，最后将运算结果送往后台管理界面供农业管理部门掌握各地小蚕共育的动态，终端使用者可访问数据运算层(3)实现了解行业资讯，终端执行层(5)根据运算结果驱动执行机构进行精准饲育。当发现环境数据异常或小蚕可能染病时需要进行环境调节和发出预警信息，实现智能化小蚕共育。一种基于物联网技术的智慧小蚕共育系统，包括数据采集层(1)、数据传输层(2)、数据运算层(3)、数据共享层(4)和终端执行层(5)。其中，数据采集层(1)主要进行小蚕共育原始数据的采集；数据传输层(2)主要将小蚕共育的原始数据传送到数据运算层(3)；数据运算层(3)主要对小蚕共育的原始数据进行分析、运算和存储；数据共享层(4)主要是对小蚕共育的原始数据进行共享；终端执行层(5)主要根据数据运算层(3)的智能决策结果进行小蚕的精准和智能饲育。一种基于物联网技术的智慧小蚕共育系统的数据采集层(1)覆盖多个小蚕共育室(1-1)，每个小蚕共育室(1-1)均安装一套数据采集系统(1-2)，每个数据采集系统(1-2)均包含STM32控制芯片(1-2-9)、温湿度传感器(1-2-1)、光照传感器(1-2-3)、CO2传感器(1-2-2)、GPS传感器(1-2-4)、图像传感器(1-2-8)和视频传感器(1-2-7)。其中：STM32控制芯片(1-2-9)为主控制芯片；温湿度传感器(1-2-1)用于采集小蚕共育室(1-1)内的温度和湿度数据；CO2传感器(1-2-2)用于采集小蚕共育室(1-1)内的二氧化碳的浓度；光照传感器(1-2-3)用于采集小蚕共育室(1-1)内的光照强度；图像传感器(1-2-8)用于采集小蚕生长发育的生理图像；视频传感器(1-2-7)采集小蚕共育室(1-1)的实时影像；GPS传感器(1-2-4)用于对小蚕室进行定位，以便区分数据来源。一种基于物联网技术的智慧小蚕共育系统的数据传输层(2)用于在数据采集层(1)、数据运算层(3)、终端执行层(5)和数据共享层(4)之间传输数据，数据传输是以STM32控制芯片(1-2-9)、物联网模块(1-2-5)以及4G/5G网络组成，在数据采集层(1)，STM32控制芯片(1-2-9)按照一定的工作频率对数据采集后，将数据用物联网模块(1-2-5)和4G/5G网络传输到上位机(2-2)，上位机(2-2)通过互联网(2-3)将数据传送到数据运算层(3)。数据传输层(2)还包括将数据运算层(3)的运算结果通过互联网(2-3)传输到数据共享层(4)和终端执行层(5)。一种基于物联网技术的智慧小蚕共育系统的数据运算层(3)主要包含对小蚕共育的原始数据进行分析、运算和存储。主要包括：大数据运算系统(3-1)、图像识别系统(3-2)、智能决策系统(3-3)、数据存储系统(3-4)、智能预警系统(3-5)和专家库(3-6)。其中：大数据运算系统(3-1)是应用大数据技术根据监测到的各个基地的自动化小蚕共育机(5-1)的运行状态预测小蚕共育规模、计算后期大蚕饲育环节所需要的桑叶量、蚕茧价格和产业的总体走向。图像识别系统(3-2)是对小蚕共育的生理图像进行图像识别，判断当前小蚕共育所处的龄期，判断喂食桑叶的均匀性和饲喂量是否满足要求，识别小蚕发育的整齐度以及有无病虫害滋生，智能决策系统(3-3)是对小蚕共育的温度数据和湿度数据进行分析，判断其是否超出小蚕共育的农艺环境标准，对光照强度数据和二氧化碳浓度数据进行分析，判断是否处在小蚕生长的适宜范围，当检测到数据异常时，及时向该上位机(2-2)发送数据，上位机(2-2)向STM32控制芯片(1-2-9)发送指令来打开和关闭继电器(1-2-6)实现终端执行机构的工作或关闭，进行小蚕共育环境的智能调节。数据存储系统(3-4)是将数据分析、运算的结果和小蚕共育的实时影像存储在数据库中，以便后期查询。智能预警系统(3-5)是当环境数据异常而终端执行机构不能有效改善环境时或图像识别系统(3-2)识别结果为小蚕可能染病时，通过向上位机(2-2)发出预警信息，警示采取人工补救措施。专家库(3-6)是指收集蚕桑领域内的专家信息，以便在线进行技术咨询、指导一线生产。一种基于物联网技术的智慧小蚕系统的数据共享层(4)主要用于将数据运算层(3)运算后的部分数据共享，主要由后台管理界面和智能移动终端(4-1)组成，其中，农业管理部门可以通过后台管理界面实时掌握各个基地小蚕共育动态；蚕桑从业人员可以应用智能移动终端(4-1)接收数据运算层(3)发送的数据了解小蚕共育动态、终端使用者之间可相互发布消息促进行业内部交流。一种基于物联网技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网技术的智慧小蚕共育系统，包括数据采集层(1)、数据传输层(2)、数据运算层(3)、数据共享层(4)和终端执行层(5)，其中，数据采集层(1)主要进行小蚕共育原始数据的采集；数据传输层(2)主要将小蚕共育的原始数据传送到数据运算层(3)；数据运算层(3)主要实现小蚕共育的原始数据进行分析、运算和存储；数据共享层(4)主要实现小蚕共育的原始数据进行共享；终端执行层(5)根据数据运算层(3)的智能决策结果进行小蚕的精准化和智能化饲育。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网技术的智慧小蚕共育系统，包括数据采集层(1)、数据传输层(2)、数据运算层(3)、数据共享层(4)和终端执行层(5)，其中，数据采集层(1)主要进行小蚕共育原始数据的采集；数据传输层(2)主要将小蚕共育的原始数据传送到数据运算层(3)；数据运算层(3)主要实现小蚕共育的原始数据进行分析、运算和存储；数据共享层(4)主要实现小蚕共育的原始数据进行共享；终端执行层(5)根据数据运算层(3)的智能决策结果进行小蚕的精准化和智能化饲育。


2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智慧小蚕共育系统，其特征在于，所述的数据采集层(1)同时覆盖多个小蚕共育室(1-1)，每个小蚕共育室(1-1)内均安装一套数据采集系统(1-2)，每个数据采集系统均包含STM32控制芯片(1-2-9)、温湿度传感器(1-2-1)、光照传感器(1-2-3)、CO2传感器(1-2-2)、GPS传感器(1-2-4)、图像传感器(1-2-8)和视频传感器(1-2-7)；其中：STM32控制芯片(1-2-9)为主控制芯片；温湿度传感器(1-2-1)用于采集小蚕共育室(1-1)内的温度和湿度数据；CO2传感器(1-2-2)用于采集小蚕共育室(1-1)内的二氧化碳的浓度；光照传感器(1-2-3)用于采集小蚕共育室(1-1)内的光照强度；图像传感器(1-2-8)用于采集小蚕生长发育的生理图像；视频传感器(1-2-7)采集小蚕共育室(1-1)的实时影像；GPS传感器(1-2-4)用于对小蚕室进行定位，以便区分数据来源。


3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智慧小蚕共育系统，其特征在于，所述的数据传输层(2)用于在数据采集层(1)、数据运算层(3)、终端执行层(5)和数据共享层(4)之间传输数据，数据传输是以STM32控制芯片(1-2-9)、物联网模块(1-2-5)以及4G/5G网络组成，在数据采集层(1)所包含的每一个小蚕共育室(1-1)内，STM32控制芯片(1-2-9)按照一定的工作频率对数据采集后，将数据用物联网模块(1-2-5)和4G/5G网络传输到上位机(2-2)，上位机(2-2)通过互联网(2-3)将数据传送到数据运算层(3)；数据传输层(2)还包括将数据运算层(3)的运算结果通过互联网(2-3)传输到数据共享层(4)和终端执行层(5)。


4.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智慧小蚕共育系统，其特征在于，所述数据运算层(3)主要包含对小蚕共育的原始数据进行分析、运算和存储，具体内容为：大数据运算系统(3-1)、图像识别系统(3-2)、智能决策系统(3-3)、数据存储系统(3-4)、智能预警系统(3-5)和专家库(3-6)；其中：大数据运算系统(3-1)是应用大数据技术根据监测到的各个基地的自动化小蚕共育机(5-1)的运行状态预测小蚕共育规模、计算后期大蚕饲育环节所需要的桑叶量、蚕茧价格和产业的总体走向；图像识别系统(3-2)是对小蚕共育的生理图像进行图像识别，判断当前小蚕共育所处的龄期，判断喂食桑叶的均匀性和饲喂量是否满足要求，识别小蚕发育的整齐度以及有无病虫害滋生，智能决策系统(3-3)是对小蚕共育的温度数据和湿度数据进行分析，判断其是否超出小蚕共育的农艺环境标准，对光照强度数据和二氧化碳浓度数据进行分析，判断是否处在小蚕生长的适宜范围，当检测到数据异常时，及时向上位机(2-2)发送数据，上位机(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：石洪康，张剑飞，田涯涯，黄军，卢伟康，陈肖，吴建梅，叶晶晶，马勇，李林波，胡光荣，曽益春，杨创，蒋亚明，蒲军，
申请(专利权)人：四川省农业科学院蚕业研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51