一种基于时序预测的柑橘新梢预警平台及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于时序预测的柑橘新梢预警平台及方法，包括农情感知系统、平台服务器；农情感知系统将采集的农情信息通过网络的方式传入平台服务器，根据平台服务器的新梢预警处理模块对采集的信息与预设的阈值进行比较，超过预设阈值时进行预警；本发明专利技术将摄像头视觉数据、肥力传感器数据、时序预测结果等结合在一起，实现柑橘新梢的智能自动预警，该系统对于实现柑橘果园无人化管理、精准施药、增效减施具有重大意义。增效减施具有重大意义。增效减施具有重大意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时序预测的柑橘新梢预警平台及方法


[0001]本专利技术属于数字农业
，具体涉及一种基于时序预测的柑橘新梢预警平台及方法。

技术介绍

[0002]智慧农业、数字农业是当今农业发展的一大趋势，目前美国、日本、欧洲等农业强国的农业生产都在逐步实现无人农场与智能化管理。其优势在于减少劳动力的同时提高农产品的质量与产量，使用科学技术带动生产。近年来随着国内人工智能领域的发展以及国内农业面临的问题，国家也在积极建设数字农业、无人农场，据估计未来世界到2025年，全球智慧农业市值将达到683.89亿美元，发展最快的是亚太地区(中国)，年复合增长率(CAGR)达到14.12％，其中强调大田精准农业、传感器系统以及农业大数据等部分为主要。
[0003]柑橘作为南方的主要经济作物，在江西、广东、广西等地区种植广泛，柑橘在开花大到果实成熟的一个周期内需要投入较多的人力物力，其中柑橘新梢的管控尤为突出。柑橘新梢一年分季节可生多次，其中春梢、夏梢争夺花或果实的营养，降低坐果率和影响柑橘生长。常见的新梢管控方法主要为喷施杀梢剂，但是常见的杀梢剂中含有除草剂成分，需要精准控制剂量，施药过量将会造成柑橘正常叶、果的损伤出现叶肉失绿、黑皮果、花皮果的现象，严重影响收益，因此如何快速获取新梢长势以及生成施药作业处方图极为重要。柑橘作为果树类的经济作物与小麦、水稻、棉花等有本质上的差距，在后者上的智慧农业管理方案与技术在柑橘管理上难以直接套用。
[0004]目前针对柑橘新梢管控主要存在以下问题：1、柑橘新梢生长次数繁多，周期长，一年内需要进行多次新梢管控，传统人力管控的方式工作量大、不精确；2、柑橘果树新梢生长往往受到果树自身的根系、土壤肥力的影响，造成同一时期的不同区域生长情况不同；3、柑橘新梢在四个季度中作用不同，需要针对不同情况单独管理，为此我们提出一种基于时序预测的柑橘新梢预警平台及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于时序预测的柑橘新梢预警平台及方法，所主要解决的问题是提供一种基于时序预测的柑橘新梢预警平台及方法。使用摄像头、土壤肥力传感器等农情监测设备获取柑橘果园实时农情信息，结合深度学习和边缘计算设备对信息进行分析与处理，通过识别统计不同生长阶段的新梢数量，获取果园中新梢生长农情信息，并传输至新梢管控与平台进行汇总展示，同时云平台集合土壤肥力传感器、天气预测等信息对柑橘新梢预警并自动生成处理建议，用户可根据建议和监测数据进行决策。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种基于时序预测的柑橘新梢预警平台，包括农情感知系统、平台服务器；
[0007]农情感知系统将采集的农情信息通过网络的方式传入平台服务器，根据平台服务器的新梢预警处理模块对采集的信息与预设的阈值进行比较，超过预设阈值时进行预警。
[0008]进一步地，所述农情感知系统包括若干个农情感知子节点，农情感知子节点包括至少一个可旋转、变焦的球型摄像机、至少一个土壤肥力传感器、至少一个边缘计算设备、数据传输系统，农情信息和新梢生长信息通过球型摄像机采集并通过数据传输系统传输至边缘计算设备，区域内的土壤水肥信息被土壤肥力传感器采集，并通过数据传输系统传输至边缘计算设备；
[0009]进一步地，所述平台服务器主要包括球型摄像机控制模块、数据汇总模块、数据库、新梢预警处理模块；
[0010]球型摄像机控制模块实现远程控制球型摄像机的定时任务、焦距、上下俯仰角度，监测人员登录平台后可获取实时数据；所述数据汇总模块包括对农情感知子节点上传的数据进行编号汇总与展示，数据库用于存储各农情感知子节点的感知数据，包括新梢识别结果、土壤肥力感知数据、预警信息；新梢预警处理模块使用预训练的预测模型得出下一阶段新梢生长比例，使用该比例预先设置的新梢预警阈值对比，达到预警条件后结合土壤肥力信息、天气数据对柑橘进行自动预警。
[0011]进一步地，所述数据传输系统包括无线通讯、局域网络通讯两种通信方式。
[0012]进一步地，所述农情感知子节点内部以边缘计算设备为中心设置局域网系统，在该局域网内部与球型摄像机、土壤肥力传感器进行通信。
[0013]进一步地，所述边缘计算设备与球型摄像机一起安装在监控杆中，使用网线的形式与球型摄像机进行连接。
[0014]进一步地，所述农情感知子节点还包括电源系统，电源系统通过太阳能电池板将太阳能转换为电能存储至蓄电池中，蓄电池的对球型摄像机、边缘计算平台进行供电或通过外接电源的方式对球型摄像机、边缘计算平台进行供电。
[0015]进一步地，所述若干个农情感知子节点分布在农田的不同区域。
[0016]进一步地，监测人员需要预先设置不同季节的新梢预警阈值至新梢预警处理模块，平台根据季节不同进行匹配不同的预警阈值。
[0017]进一步地，一种基于时序预测的柑橘新梢预警平台的方法，包括如下步骤：
[0018]A.若干个农情感知子节点被分布在农田的不同区域；
[0019]B.农情感知子节点的球型摄像机获取远距离的新梢生长信息，农情感知子节点的土壤肥力传感器获得区域内的土壤水肥信息；
[0020]C.边缘计算设备获取新梢生长信息和土壤水肥信息，
[0021]D.边缘计算设备根据新梢生长特点将新梢分为三个阶段：萌芽期、生长期、成熟期，模型对不同时期的新梢进行检测分类，并统计每个类别的目标个数，当新梢数量以及成熟期新梢数量达到预警需求时，平台将会自动提醒监测人员进行下一步控梢杀梢；
[0022]E.边缘计算设备结合土壤肥力传感器感知的土壤肥力信息，提供精准的转绿施肥建议。
[0023]相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0024]本专利技术将摄像头视觉数据、肥力传感器数据、时序预测结果等结合在一起，实现柑橘新梢的智能自动预警，该系统对于实现柑橘果园无人化管理、精准施药、增效减施具有重大意义。
附图说明
[0025]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0026]图1为本专利技术的原理图；
[0027]图2为本专利技术五点抽样法农情感知子节点在农田内的布置图；
[0028]图3为本专利技术数据库设计图；
[0029]图4为本专利技术新梢预警流程图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0031]实施例一
[0032]如图1
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4所示一种基于时序预测的柑橘新梢预警平台及方法，包括边缘信息感知系统、通信网络、平台服务器；其中，边缘信息感知系统包括若干摄像头、边缘计算设备、土壤肥力传感器；通信网络包括无线通讯、局域网络通讯，边缘信息感知系统通过通信网络将数据传输至平台服务器，平台服务器包括边缘信息感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时序预测的柑橘新梢预警平台，其特征在于：包括农情感知系统、平台服务器；农情感知系统将采集的农情信息通过网络的方式传入平台服务器，根据平台服务器的新梢预警处理模块对采集的信息与预设的阈值进行比较，超过预设阈值时进行预警。2.根据权利要求1所述的一种基于时序预测的柑橘新梢预警平台，其特征在于：所述农情感知系统包括若干个农情感知子节点，农情感知子节点包括至少一个可旋转、变焦的球型摄像机、至少一个土壤肥力传感器、至少一个边缘计算设备、数据传输系统，农情信息和新梢生长信息通过球型摄像机采集并通过数据传输系统传输至边缘计算设备，区域内的土壤水肥信息被土壤肥力传感器采集，并通过数据传输系统传输至边缘计算设备；3.根据权利要求1所述的一种基于时序预测的柑橘新梢预警平台，其特征在于：所述平台服务器主要包括球型摄像机控制模块、数据汇总模块、数据库、新梢预警处理模块；球型摄像机控制模块实现远程控制球型摄像机的定时任务、焦距、上下俯仰角度，监测人员登录平台后可获取实时数据；所述数据汇总模块包括对农情感知子节点上传的数据进行编号汇总与展示，数据库用于存储各农情感知子节点的感知数据，包括新梢识别结果、土壤肥力感知数据、预警信息；新梢预警处理模块使用预训练的预测模型得出下一阶段新梢生长比例，使用该比例预先设置的新梢预警阈值对比，达到预警条件后结合土壤肥力信息、天气数据对柑橘进行自动预警。4.根据权利要求1所述的一种基于时序预测的柑橘新梢预警平台，其特征在于：所述数据传输系统包括无线通讯、局域网络通讯两种通信方式。5.根据权利要求1所述的一种基于时序预测的柑橘新梢预警平台，其特征在于：所述农情感知子节点内部以边缘计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓小玲，殷献博，王天伟，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：