一种基于物联网技术的智慧农业监控系统

1.本发明涉及监控系统技术领域，具体为一种基于物联网技术的智慧农业监控系统。


背景技术：

2.智慧农业是农业中的智慧经济，或智慧经济形态在农业中的具体表现。智慧农业是智慧经济重要的组成部分；对于发展中国家而言，智慧农业是智慧经济主要的组成部分，是发展中国家消除贫困、实现后发优势、经济发展后来居上、实现赶超战略的主要途径。智慧农业充分利用现代科技发展的成果，通过计算机技术、网络技术、5g通信技术、物联网技术、区块链技术、大数据技术、光学技术、音视频技术及专家智慧与经验，实现农业生产过程中各环节监控管理、农产品供销分析调度、农产品市场行情预测、灾变预警等功能。
3.现代农业的主要标志之一就是智慧农业。智慧农业融和生物检测技术、感知技术、区块链技术、互联网技术、大数据技术和物联网技术为一体，通过设置在农业生产现场的各种前端传感器和标本采集设备采集样本，通过网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，提高农业生产水平，减少病虫害和地质气象灾害造成的损失，对建设世界水平农业具有重要意义。
4.但是，在智慧农业监控系统中，数据采集端多数采集气候环境，不对农作物的生长过程进行实时监控，从而不能及时发现农作物生长问题和解决问题，对农作物的茁壮成长带来威胁，因此我们需要提出一种基于物联网技术的智慧农业监控系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于物联网技术的智慧农业监控系统，主要通过环境采集单元和视频采集单元的配合，在监测农作物生长环境的情况下，还通过视频采集单元实时监测农作物的生长过程，并将监测的数据信息传输至控制模块，便于对农作物的生长过程进行不间断的监控，从而便于及时发现问题和解决问题，以解决背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网技术的智慧农业监控系统，包括采集模块、数据处理模块、控制模块和通信模块，所述采集模块包括环境采集单元、视频采集单元和样本分析单元，所述数据处理模块包括数据储存单元、数据处理单元和网络数据采集与分析单元，所述环境采集单元与数据处理单元和数据储存单元电性连接，所述数据处理单元和数据储存单元电性连接，所述视频采集单元与网络数据采集与分析单元电性连接，所述环境采集单元和视频采集单元均与样本分析单元电性连接，所述样本分析单元与控制模块电性连接，所述控制模块与通信模块电性连接，所述视频采集单元包括前端高清摄像头、手持终端和pc终端，所述前端高清摄像头分别与手持终端和pc终端电性连接，所述环境采集单元包括前端传感器和前端采样仪。
7.优选的，所述前端传感器包括风力传感器、光照传感器、温湿度传感器酸碱度传感
器，所述风力传感器、光照传感器、温湿度传感器和酸碱度传感器均与控制模块电性连接。
8.优选的，所述前端采样仪包括酸碱度计、土壤采样仪和烟气采样仪，所述酸碱度计、土壤采样仪和烟气采样仪均与控制模块电性连接，所述烟气采样仪用于测量空气中的o2、so2、no、no2、co、co2、h2s的浓度。
9.优选的，所述高清摄像头设置有多个，多个所述高清摄像头安装在农田的不同位置，且多个所述高清摄像头均与通信模块电性连接。
10.优选的，所述手持终端包括手机，所述pc终端包括笔记本电脑，所述手机和笔记本电脑均与通信模块电性连接。
11.优选的，所述通信模块包括5g通信模组，所述5g通信模组设置为fm6505g模组，搭载v510芯片，自动适配5gnsa和sa双模组网，支持tdd和fdd两种模式，以及四大运营商的全部5g频段和全球主流频段，同时支持广电700mhz n28频段，充分满足市场对5g高、中、低频段的不同需求。
12.优选的，所述控制模块包括plc控制器，所述plc控制器的一端电性连接有电源，所述plc控制器的另一端电性连接有触控屏，所述plc控制器的其他端分别与数据采集模块、数据处理模块和通讯模块电性连接。
13.优选的，所述数据储存单元包括内部储存器和扩展储存器，所述内部储存器与扩展储存器通过扩展端子电性连接，所述内部储存器设置为ram半导体储存器，所述扩展储存器设置为内存卡。
14.优选的，所述数据处理单元包括cpu，所述数据处理是用收集环境采集组件收集和数据，并记录数据，经加工产生新的信息形式的技术，数据指数字、符号、字母和各种文字的集合。
15.优选的，所述网络数据采集与分析单元是通过网络爬虫方式从网站上获取数据信息，将非结构化数据从网页中抽取出来，并将其存储为统一的本地数据文件，并以结构化的方式存储，网络数据采集与分析单元支持图片、音频、视频的文件或附件的采集，附件与正文可以自动关联。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.1、本发明主要通过环境采集单元和视频采集单元的配合，在监测农作物生长环境的情况下，还通过视频采集单元实时监测农作物的生长过程，并将监测的数据信息传输至控制模块，便于对农作物的生长过程进行不间断的监控，从而便于及时发现问题和解决问题，最后通过互联网大数据技术收集农产品市场行情以及物流配送市场的相关信息，为终端用户提供销售参考信息，一定程度上便于农作物的茁壮成长。
18.2、本发明通过高清摄像头与手持终端和pc终端的配合，便于通过手持终端上传至数据存储单元和数据处理单元，完成生产过程中的监控工作；通过手持终端、pc终端、网络数据采集与分析单元的配合完成供销体系和市场趋势的监测预测工作。
附图说明
19.图1为本发明的系统框图；
20.图2为本发明的前端传感器系统框图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.本发明提供一种技术方案：一种基于物联网技术的智慧农业监控系统，如图1所示，包括采集模块、数据处理模块、控制模块和通信模块，采集模块包括环境采集单元、视频采集单元和样本分析单元，数据处理模块包括数据储存单元、数据处理单元和网络数据采集与分析单元，环境采集单元与数据处理单元和数据储存单元电性连接，数据处理单元和数据储存单元电性连接，视频采集单元与网络数据采集与分析单元电性连接，环境采集单元和视频采集单元均与样本分析单元电性连接，样本分析单元与控制模块电性连接，控制模块与通信模块电性连接，视频采集单元包括前端高清摄像头、手持终端和pc终端，前端高清摄像头分别与手持终端和pc终端电性连接，环境采集单元包括前端传感器和前端采样仪；
23.先通过通信模块为基础的物联网系统将农业生产生活中的各环节要素相连接，通过前端传感器感应当地气候环境，如风力、光照强度和温湿度，通过前端采样仪采集农作物生长的土质情况、土壤酸碱度和有害气体浓度，其次可以通过视频采集单元对农作物生长过程进行不间断的监控，及时发现问题解决问题，最后通过互联网大数据技术收集农产品市场行情以及物流配送市场的相关信息，为终端用户提供销售参考信息。
24.前端传感器包括风力传感器、光照传感器、温湿度传感器和酸碱度传感器，风力传感器、光照传感器、温湿度传感器和酸碱度传感器均与控制模块电性连接，风力传感器设置为超声波式风速传感器，空气流动通过风力传感器探头测量区域，区域处设有2对超声波探头(一般成十"字交叉排列)，通过计算超声波在两点之间的传输的时间差，就可以计算出风的速度，这种方式可以避免温度对声速带来的影响；光照传感器用于检测光的强度，光照传感器采用先进光电转换模块，将光照强度值转化为电压值，再经调理电路将此电压值转换为0-2v或4-20ma，高精度的光照强度测量体积小巧，ip65防护等级设计传感器结实、耐腐蚀响应速度快，1秒可选用电压或电流输出，电流翰出在长缆线传输的时候没有信号衰减。
25.前端采样仪包括酸碱度计、土壤采样仪和烟气采样仪，酸碱度计、土壤采样仪和烟气采样仪均与控制模块电性连接，烟气采样仪用于测量空气中的o2、so2、no、no2、co、co2、h2s的浓度；酸碱度计是用于检测农作物生长土壤的酸碱度值。
26.高清摄像头设置有多个，多个高清摄像头安装在农田的不同位置，且多个高清摄像头均与通信模块电性连接，通过多个高清摄像头采集不同位置的农作物生长过程，便于提高农作物生长过程监测的范围。
27.手持终端包括手机，pc终端包括笔记本电脑，手机和笔记本电脑均与通信模块电性连接，通过手机将视频采集单元和环境采集单元采集的数据上传至数据存储单元和数据处理单元，以及网络数据采集与分析单元，分别完成对生产过程中的监控工作和完成供销体系和市场均势的监测预测工作。
28.通信模块包括5g通信模组，5g通信模组设置为fm6505g模组，搭载紫光展锐春藤v510芯片，自动适配5gnsa和sa双模组网，支持tdd和fdd两种模式，以及四大运营商的全部
5g频段和全球主流频段，同时支持广电700mhz n28频段，充分满足市场对5g高、中、低频段的不同需求，通过通信模块便于将农业生产生活中的各环节要素相连接，从而便于物联网系统的各设备之间远程通信。
29.控制模块包括plc控制器，plc控制器的一端电性连接有电源，plc控制器的另一端电性连接有触控屏，plc控制器的其他端分别与数据采集模块、数据处理模块和通讯模块电性连接，电源设置为锂电池，通过电源给plc控制器供电，通过触控屏可对plc控制器进行编程，使设备可以自动监测。
30.数据储存单元包括内部储存器和扩展储存器，内部储存器与扩展储存器通过扩展端子电性连接，内部储存器设置为ram半导体储存器，扩展储存器设置为内存卡，通过扩展储存器可提高数据储存单元的存储空间。
31.数据处理单元包括cpu，数据处理是用收集环境采集组件收集和数据，并记录数据，经加工产生新的信息形式的技术，数据指数字、符号、字母和各种文字的集合。
32.网络数据采集与分析单元是通过网络爬虫方式从网站上获取数据信息，将非结构化数据从网页中抽取出来，并将其存储为统一的本地数据文件，并以结构化的方式存储，网络数据采集与分析单元支持图片、音频、视频的文件或附件的采集，附件与正文可以自动关联。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。