所屬本發(fā)明涉及一種基于大數(shù)據(jù)的大田農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是通過云服務(wù)器實(shí)現(xiàn)最佳水肥濃度調(diào)節(jié)、向移動(dòng)設(shè)備發(fā)送災(zāi)害預(yù)警。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)階段我國農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式仍然是以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為主。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要特點(diǎn)是精耕細(xì)作,且很難抵御自然災(zāi)害。而農(nóng)情監(jiān)測能夠有效改善這個(gè)問題。傳統(tǒng)農(nóng)情信息的獲取一般采用人工調(diào)查測量的方式，通過這種方式獲取農(nóng)情信息不僅耗時(shí)耗力且精度受操作人員主觀因素的影響。隨著農(nóng)業(yè)4.0時(shí)代的來臨,各式各樣的智慧農(nóng)業(yè)解決方案如雨后春筍般冒出?，F(xiàn)有的農(nóng)情監(jiān)測方案主要有如下缺點(diǎn)：

2、(1)作物長勢普遍采用光學(xué)攝像頭進(jìn)行監(jiān)測，對大田的光線要求較高，在夜間、陰天等條件下監(jiān)測難度大。

3、(2)蟲情監(jiān)測普遍也是采用光學(xué)攝像頭，葉片上的蟲災(zāi)痕跡與正常作物顏色相近，普通攝像頭難以辨別，采用算法分析葉片蟲害難度較大。

4、(3)采用無人機(jī)采集信息的大田農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)大面積農(nóng)田覆蓋、時(shí)效性強(qiáng)而且節(jié)省人力。但是相對的，成本偏高且容易受到天氣的影響。

5、(4)對土壤信息采集普遍采用傳感器實(shí)現(xiàn)，對于新疆等地區(qū)的大規(guī)模種植，根據(jù)監(jiān)測信息實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)土壤墑情是有必要的。

6、(5)采用傳統(tǒng)服務(wù)器計(jì)算、分析數(shù)據(jù)的大田農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，其優(yōu)勢在資源量、性能和安全性，但缺點(diǎn)同樣明顯，維護(hù)、成本以及便捷性方面都存在問題。農(nóng)情信息采集與商業(yè)信息采集不同，不需要較高的安全性與性能，更傾向于低成本、維護(hù)簡單以及操作便利性。

7、(6)服務(wù)器與農(nóng)戶之間缺少信息交互途徑，對特殊情況缺少預(yù)警。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于大數(shù)據(jù)的大田農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)及其工作方法，通過紅外熱成像裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測大田農(nóng)情，通過云服務(wù)器實(shí)時(shí)計(jì)算并控制調(diào)整土壤墑情,并在蟲災(zāi)、干旱等場景下向用戶移動(dòng)設(shè)備發(fā)送預(yù)警信號，保障農(nóng)作物正常生長。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于大數(shù)據(jù)的大田農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)測模塊、執(zhí)行模塊、通信模塊、云服務(wù)器、中央處理器以及太陽能電池板。連接中央處理器的采集端包括土壤監(jiān)測、氣候監(jiān)測、作物長勢監(jiān)測、災(zāi)情監(jiān)測四個(gè)子模塊，執(zhí)行端包括水肥調(diào)節(jié)、施藥和驅(qū)鳥模塊。整個(gè)系統(tǒng)由太陽能電池板供電，中央處理器通過通信模塊連接云服務(wù)器，云服務(wù)器對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，控制水肥調(diào)節(jié)，并對大田農(nóng)情信息進(jìn)行分析，通過與數(shù)據(jù)庫的對比，必要時(shí)向用戶移動(dòng)設(shè)備發(fā)送災(zāi)情、作物長勢預(yù)警。

4、進(jìn)一步，所述的土壤監(jiān)測子模塊包括ec傳感器、ph檢測儀和土壤溫濕度傳感器，與所述的中央處理器連接。

5、進(jìn)一步，所述的氣候監(jiān)測子模塊包括空氣溫濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、雨量傳感器，與所述的中央處理器連接。

6、進(jìn)一步，所述的苗情監(jiān)測子模塊包括紅外熱成像裝置，與所述的中央處理器連接。用戶可以通過熱成像隨時(shí)觀察作物長勢，不在受到光線的局限。

7、進(jìn)一步，所述的蟲害監(jiān)測子模塊包括自動(dòng)蟲情測報(bào)燈，與所述的中央處理器連接。

8、進(jìn)一步，所述的水肥調(diào)節(jié)子模塊和施藥子模塊包括多個(gè)儲(chǔ)肥罐、泵、電磁閥等，與所述的中央處理器連接。

9、進(jìn)一步，所述通信裝置包括lora通信模塊、nb-iot通信模塊以及zigbee通信模塊中至少一種。

10、進(jìn)一步，所述的驅(qū)鳥子模塊包含智能驅(qū)鳥裝置，與所述的中央處理器連接。

11、本發(fā)明的有益效果是：

12、(1)采用云服務(wù)器分析和計(jì)算農(nóng)情信息，降低了維護(hù)成本。

13、(2)通過通信模塊與用戶移動(dòng)設(shè)備連接，可以向用戶發(fā)送預(yù)警和可視化專欄分析，提高了用戶的操作便利性。

14、(3)作物長勢監(jiān)測模塊采用紅外熱成像裝置，在陰天和夜晚環(huán)境下監(jiān)測不再有局限性，提高了農(nóng)情監(jiān)測的準(zhǔn)確性和全面性。

15、(4)蟲害監(jiān)測采用自動(dòng)蟲情測報(bào)燈，自動(dòng)殺蟲并上傳云服務(wù)器自動(dòng)記錄，當(dāng)蟲害數(shù)據(jù)異常自動(dòng)發(fā)送預(yù)警給用戶移動(dòng)設(shè)備，簡化用戶操作。

16、(5)土壤墑情信息上傳至云服務(wù)器，并實(shí)時(shí)計(jì)算出最佳配比的水肥濃度，通過中央處理器控制施肥，進(jìn)一步推動(dòng)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化，達(dá)到節(jié)水施肥的目的。

技術(shù)特征：

1.一種基于大數(shù)據(jù)的大田農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測模塊、中央處理器、執(zhí)行模塊順序連接，中央處理器由太陽能電池板供電。其特征是：所述中央處理器通過通信模塊與云服務(wù)器、移動(dòng)設(shè)備順序連接，中央處理器受云服務(wù)器控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是：所述的土壤監(jiān)測子模塊包括ec傳感器、ph檢測儀和土壤溫濕度傳感器。其中，ec傳感器用于監(jiān)測水肥濃度、ph檢測儀用于土壤酸堿度監(jiān)測、土壤溫濕度傳感器用于土壤溫濕度監(jiān)測。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是：所述的氣候監(jiān)測子模塊包括空氣溫濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、雨量傳感器。氣候監(jiān)測模塊的數(shù)據(jù)通過中央處理器傳向云服務(wù)器，通過分析與計(jì)算，判斷當(dāng)前大田作物是否需要灌溉。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是：所述的苗情監(jiān)測子模塊包括紅外熱成像裝置，用戶可以通過熱成像隨時(shí)觀察作物長勢。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是：所述的蟲害監(jiān)測子模塊包括自動(dòng)蟲情測報(bào)燈，利用現(xiàn)代光、電、數(shù)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在無人監(jiān)管的情況下，能自動(dòng)完成誘蟲、殺蟲、收集、分裝等系統(tǒng)作業(yè)，通過中央處理器自動(dòng)上傳到云服務(wù)器，服務(wù)器每天自動(dòng)記錄采集數(shù)據(jù)，形成蟲害數(shù)據(jù)庫。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是：所述的水肥調(diào)節(jié)子模塊包括5個(gè)儲(chǔ)肥罐，分別裝有氮、磷、鉀肥與酸堿液，通過泵和電磁閥控制，在混合罐與水混合，然后流往滴灌帶。結(jié)合土壤監(jiān)測子模塊和氣候監(jiān)測子模塊的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過云服務(wù)器的計(jì)算與控制，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)肥液濃度和酸堿液濃度，達(dá)到作物最佳水肥濃度與最佳ph環(huán)境，實(shí)現(xiàn)智能灌溉。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是：所述的施藥子模塊是基于水肥調(diào)節(jié)子模塊增添一個(gè)藥液罐，云服務(wù)器結(jié)合蟲害數(shù)據(jù)庫，向用戶移動(dòng)設(shè)備發(fā)出蟲害預(yù)警后，用戶可根據(jù)可視化的專題分析選擇對應(yīng)的藥液種類添加入藥液罐。藥液同樣通過泵和電磁閥控制流入混合罐。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述通信裝置包括lora通信模塊、nb-iot通信模塊以及zigbee通信模塊中至少一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是：所述的驅(qū)鳥子模塊包含智能驅(qū)鳥裝置，系統(tǒng)默認(rèn)開啟探測，當(dāng)探測到鳥類靠近時(shí)，啟用系統(tǒng)發(fā)出超聲波刺激鳥類的神經(jīng)系統(tǒng)，同時(shí)模擬老鷹聲源等方式嚇阻鳥類，在夜晚有飛鳥靠近的情況下，根據(jù)鳥類懼怕閃光的習(xí)性，啟用頻閃強(qiáng)光刺激鳥類的視覺系統(tǒng)，破壞鳥類的生存環(huán)境，從而驅(qū)趕鳥類靠近防御區(qū)域，以達(dá)到杜絕鳥害，保證作物安全的目的。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于大數(shù)據(jù)的大田農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，由太陽能電池板、中央處理器、云服務(wù)器、通信模塊、土壤監(jiān)測模塊、氣候監(jiān)測模塊、苗情監(jiān)測模塊、蟲情監(jiān)測模塊、水肥調(diào)節(jié)模塊、施藥模塊以及驅(qū)鳥模塊組成。中央處理器獲取各監(jiān)測模塊采集的大田農(nóng)情數(shù)據(jù)，通過通信模塊發(fā)送到云服務(wù)器進(jìn)行分析計(jì)算，生成可視化專欄發(fā)送到用戶移動(dòng)設(shè)備，方便用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控農(nóng)田。在災(zāi)害情況下發(fā)送預(yù)警和決策給用戶移動(dòng)設(shè)備，協(xié)助用戶管理農(nóng)田。相較于傳統(tǒng)的農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，本發(fā)明采用云服務(wù)器分析和計(jì)算農(nóng)情信息，降低了維護(hù)成本，增加了交互性；通過多元監(jiān)測，提高了農(nóng)情監(jiān)測的準(zhǔn)確性和全面性；通過中央處理器控制施肥，進(jìn)一步推動(dòng)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化，達(dá)到節(jié)水施肥的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：張鵬,王浩男,李志剛,胡雪,張立新,于文浩,董萬城
受保護(hù)的技術(shù)使用者：石河子大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19