【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大田作物环境评估，特别是涉及一种大田作物环境评估系统及方法。
技术介绍
1、大田作物的环境信息采集和分析在现代农业中扮演着至关重要的角色。随着全球人口的不断增长和资源的日益稀缺，农业生产的可持续性和效率成为了当今社会所面临的重要挑战。为了实现粮食安全、优化农作物生长和提高农业产量，深入了解大田作物的环境条件，并利用先进的信息技术来采集和分析这些数据至关重要。大田作物-环境信息包括气象因子、土壤肥力因子、土壤重金属因子、水质因子、谷物因子、作物长势信息和病虫害信息。通过采集这些信息并进行综合分析，农业从业者可以更好地了解作物生长的关键因素，从而制定出更科学、精准的农业管理策略。通过大田作物环境信息的采集和分析，可以更好地了解不同环境条件下作物的生长规律和适应性，这将有助于优化土壤治理、水源治理和农药施用等农业实践，提高农业生产的效率和可持续性。此外，准确的环境信息还可以帮助农业从业者预测和应对气候变化、病虫害等问题，降低农业风险，保障粮食供应的稳定性。
2、然而，现有网关无法实现算法在本地的集成和部署，缺少对作物-环境进行融合评估和给出相应的农事决策的功能。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种大田作物环境评估系统及方法解决了现有网关无法实现算法在本地的集成和部署，缺少对作物-环境进行融合评估和给出相应的农事决策功能的问题。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种大田作物环境评估系统，包括车载多
3、上述方案的有益效果是：本专利技术将各个算法部署到网关上，使数据传输到服务器分析的流程在网关上就可以完成，大幅减少网络延迟，实现对作物环境信息的精准评估，解决了现有网关无法实现算法在本地的集成和部署，缺少对作物-环境进行融合评估和给出相应的农事决策功能的问题。
4、进一步地，传感器模块包括空气温湿度传感器、大气压强传感器、风速传感器、风向传感器、光照传感器和土壤电导率传感器。
5、上述进一步方案的有益效果是：通过设置多个传感器，用于采集作物及环境的多种指标。
6、进一步地，网络通信模块包括4g子模块、5g子模块、wifi通信子模块、蓝牙子模块、有线通信子模块和zigbee通信子模块。
7、上述进一步方案的有益效果是：通过设置上述通信子模块，用于连接传感器，获取各传感器采集到的信息。
8、进一步地，网络通信模块集成的协议包括modbus协议、profibus协议、canopen协议、hart协议和ieee1451协议。
9、上述进一步方案的有益效果是：通过对网络通信模块集成上述协议，实现数据的高效传输。
10、除此之外，本专利技术还采用的技术方案为：一种大田作物环境评估方法，包括以下步骤：
11、s1：利用传感器模块对大田作物环境进行数据采集；
12、s2：利用cpu控制器模块对采集的数据进行处理，并利用存储器算法模块对处理后的数据进行评估，获得大田作物和环境评估结果；
13、s3：对大田作物和环境评估结果进行融合分析，并提供针对性农事决策，完成大田作物环境评估。
14、上述方案的有益效果是：本专利技术提供了一种大田-作物环境融合评估方法，用于融合评估大田作物环境，同时，根据评估结果为农户作出有针对性的农事决策，解决了现有技术缺少对作物-环境进行融合评估和给出相应农事决策的问题。
15、进一步地，s1中数据包括气象数据指标、土壤数据指标、水质数据指标、谷物品质数据指标、作物长势数据指标、作物病虫害指标；
16、所述气象数据指标包括大气温度、大气湿度、光照强度、二氧化碳、氨气、硫化氢、pm10浓度、pm2.5浓度、风速、风向值、气压和gps定位区域，通过装于车顶的气候监测仪进行采集，并存储至存储器算法模块中的气象信息表中；
17、所述土壤数据指标包括土壤重金属和土壤肥力，通过土壤重金属检测仪和土壤肥力传感器进行采集，并存储至存储器算法模块中的土壤环境信息表中；
18、所述水质数据指标包括ph值、ec值、溶解氧浓度和水温，通过ph值传感器、水质电导率传感器、溶解氧传感器和水温传感器进行采集，并存储至存储器算法模块中的水质环境信息表中；
19、所述谷物品质数据指标包括稻谷水分含量、蛋白质含量、直链淀粉含量、食味值、淀粉含量、灰分含量、含油量和湿面筋含量，通过谷物品质分析仪进行采集，并存储至存储器算法模块中的谷物品质信息表中；
20、所述作物长势数据指标通过高光谱无人机进行采集，采集的数据包括无人机高光谱图像和gps定位信息，并存储至存储器算法模块中的作物长势信息表中；
21、所述作物病虫害指标通过高光谱无人机和rgb摄像头进行采集，采集的数据包括病虫害发病点的无人机高光谱图像和虫情灯的虫板图像，并存储至存储器算法模块中的病虫害信息表中。
22、上述进一步方案的有益效果是：通过上述技术方案，提供了多种数据指标及其采集方法，用于后续对各指标进行评级。
23、进一步地，s2中利用存储器算法模块对处理后的数据进行评估，包括气象环境评估、土壤肥力评估、重金属环境评估、水质评估、谷物品质评估、作物长势评估、病虫害评估；
24、所述气象环境评估包括以下分步骤：
25、a1：基于采集到的气象数据指标，选取光照强度、大气温度和大气湿度作为气象环境评估因子；
26、a2：基于气象环境评估因子，建立气象环境评估模型为：
27、wa＝a1l+a2t+a3h
28、其中，wa为气象环境评分，l为光照强度评分，t为大气温度评分，h为大气湿度评分，a1为第一系数，a2为第二系数，a3为第三系数；
29、a1＝a2＝a3＝1/3
30、
31、
32、
33、其中，nl为光照强度，nt为大气温度，nh为大气湿度；
34、a3：基于气象环境评分wa，制定气象环境评级规则为：
35、当40<wa≤60，气象环境评级为较差；
36、当60<wa≤80，气象环境评级为良好；...
【技术保护点】
1.一种大田作物环境评估系统，其特征在于，包括车载多功能多路网关，所述网关包括电源模块、网络通信模块、CPU控制器模块、存储器算法模块、传感器接口模块、传感器模块和RGB摄像头，所述电源模块分别与网络通信模块、CPU控制器模块和存储器算法模块连接，所述CPU控制器模块分别与网络通信模块、存储器算法模块和传感器接口模块连接，所述传感器接口模块和传感器模块通过接线端子连接，所述RGB摄像头与传感器接口模块连接，所述电源模块用于系统供电，所述网络通信模块用于连接各传感器，所述CPU控制器模块用于对数据进行处理、分析和计算，所述存储器算法模块用于存储多源数据和算法模型，所述传感器接口模块用于获取传感器模块中各传感器采集的数据，所述传感器模块和RGB摄像头均用于采集各指标数据。
2.根据权利要求1所述的大田作物环境评估系统，其特征在于，所述传感器模块包括空气温湿度传感器、大气压强传感器、风速传感器、风向传感器、光照传感器和土壤电导率传感器。
3.根据权利要求1所述的大田作物环境评估系统，其特征在于，所述网络通信模块包括4G子模块、5G子模块、WiFi通信子模块、蓝牙
4.根据权利要求1所述的大田作物环境评估系统，其特征在于，所述网络通信模块集成的协议包括MODBUS协议、PROFIBUS协议、CANopen协议、HART协议和IEEE1451协议。
5.一种大田作物环境评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的大田作物环境评估方法，其特征在于，所述S1中数据包括气象数据指标、土壤数据指标、水质数据指标、谷物品质数据指标、作物长势数据指标、作物病虫害指标；
7.根据权利要求5所述的大田作物环境评估方法，其特征在于，所述S2中利用存储器算法模块对处理后的数据进行评估，包括气象环境评估、土壤肥力评估、重金属环境评估、水质评估、谷物品质评估、作物长势评估、病虫害评估；
8.根据权利要求5所述的大田作物环境评估方法，其特征在于，所述S3中对大田作物和环境评估结果进行融合分析，包括以下分步骤：
9.根据权利要求8所述的大田作物环境评估方法，其特征在于，所述S3中针对性农事决策包括基于气象环境的作物环境精准调控策略、基于土壤肥力的作物环境精准调控策略、重金属环境调控策略、水质环境调控策略、谷物品质调控策略、作物长势调控策略、病虫害调控策略。
10.根据权利要求9所述的大田作物环境评估方法，其特征在于，所述基于气象环境的作物环境精准调控策略为：当气象环境评级为较差评级为较差时，对大田作物进行作物长势评估，并进行以下判定：
...【技术特征摘要】
1.一种大田作物环境评估系统，其特征在于，包括车载多功能多路网关，所述网关包括电源模块、网络通信模块、cpu控制器模块、存储器算法模块、传感器接口模块、传感器模块和rgb摄像头，所述电源模块分别与网络通信模块、cpu控制器模块和存储器算法模块连接，所述cpu控制器模块分别与网络通信模块、存储器算法模块和传感器接口模块连接，所述传感器接口模块和传感器模块通过接线端子连接，所述rgb摄像头与传感器接口模块连接，所述电源模块用于系统供电，所述网络通信模块用于连接各传感器，所述cpu控制器模块用于对数据进行处理、分析和计算，所述存储器算法模块用于存储多源数据和算法模型，所述传感器接口模块用于获取传感器模块中各传感器采集的数据，所述传感器模块和rgb摄像头均用于采集各指标数据。
2.根据权利要求1所述的大田作物环境评估系统，其特征在于，所述传感器模块包括空气温湿度传感器、大气压强传感器、风速传感器、风向传感器、光照传感器和土壤电导率传感器。
3.根据权利要求1所述的大田作物环境评估系统，其特征在于，所述网络通信模块包括4g子模块、5g子模块、wifi通信子模块、蓝牙子模块、有线通信子模块和zigbee通信子模块。
4.根据权利要求1所述的大田作物环境评估系统，其特征在于，所述网络通信模块集成的协议包括modbu...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖德琴，孙盛，郭大康，倪勋，黄鹏飞，刘又夫，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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