基于物联网的智能农业安全监测系统的制作方法

本发明涉及物联网，具体为基于物联网的智能农业安全监测系统。

背景技术：

1、随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，农业生产已经逐步向智能化、信息化和数字化转型。在智慧农业的场景下，传统的人力作业活动正逐渐被自动化和智能化技术所替代。由此，农业区域的管理和作业方式也在不断改变。如今，在农业作业中，大面积区域的管理已经不再需要大量人力，而是通过少数工作人员实现智能化管理和作业。农业作业人员作业范围更广，若出现身体意外情况更加不易被及时发现，因此农业作业人员的安全监测是一个重要的问题。从而设计实用性强和安全监测力度高的基于物联网的智能农业安全监测系统是很有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于物联网的智能农业安全监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于物联网的智能农业安全监测系统，包括数据采集模组、数据传输模块、数据处理模块、姿态分析模块、云平台和移动终端；

3、所述数据采集模组适用于农业作业场景下，采集农业作业人员的生理数据及其环境数据；

4、所述数据传输模块用于将传感器采集到的数据通过无线网络传输到数据处理模块。

5、所述数据处理模块用于对采集到的数据进行实时处理，包括数据的存储、统计、整理；

6、所述姿态分析模块用于对农业作业人员的姿态进行分析，并判断异常状况；

7、所述云平台用于接收数据处理、分析和判断的结果，并为数据分析提供可视化界面；

8、所述移动终端用于为农业作业人员提供查看自己的生理和环境数据的终端，同时也可以接收安全预警信息；

9、所述数据采集模组与数据处理模块网络连接，所述数据处理模块与姿态分析模块以及云平台电连接，所述云平台与移动终端网络连接。

10、根据上述技术方案，所述数据采集模组包括生理数据采集子模块、环境数据采集子模块、定位单元和感应标签；

11、所述生理数据采集子模块用于采集农业作业人员的生理数据，所述环境数据采集子模块用于采集农业作业人员的环境数据，所述定位单元用于采集农业作业人员的位置信息，所述感应标签用于采集农业作业人员的身体姿态数据。

12、根据上述技术方案，所述姿态分析模块包括模型构建子模块、异常特征分析子模块和逻辑分析判断子模块；

13、所述模型构建子模块用于建立农业作业人员的身体姿态的数学模型，所述异常特征分析子模块用于根据建立好的模型对采集到的数据进行实时分析异常特征，所述逻辑分析判断子模块用于根据采集的数据综合输出监测结果。

14、根据上述技术方案，所述基于物联网的智能农业安全监测系统的运行步骤包括：

15、步骤s1：在农业作业人员身上布设数据采集模组，采集人员的生理数据和所处环境数据；

16、步骤s2：将步骤s1中采集到的数据通过无线网络传输到数据处理模块；

17、步骤s3：然后开始对采集的数据实时的存储、统计和整理；

18、步骤s4：接着对数据分析，构建数据模型，分析农业作业人员的姿态；

19、步骤s5：云平台接收农业作业人员的姿态分析判断结果，储存处理数据，并为数据分析提供可视化界面；

20、步骤s6：在农业作业人员作业过程中，通过移动终端查看自己的生理和环境数据，同时可以根据姿态分析判断结果，在移动终端上接收云平台发布的安全预警信息。

21、根据上述技术方案，所述步骤s1进一步包括以下步骤：

22、步骤s11：首先，在农业作业人员身上安装数据采集模组，包括体温传感器、心率传感器、血氧传感器，用来实时监测人员体温、心率和血氧饱和度数值；

23、步骤s12：数据采集模组还包括温度、湿度、二氧化碳传感器，用来实时监测农业作业人员的作业环境温度、湿度和二氧化碳数值；

24、步骤s13：开启定位单元，记录农业作业人员的实时位置信息；

25、步骤s14：在农业作业人员身上布设多个感应标签，感应标签分别布设于农业作业人员的手臂、腰部、腿部，通过身体感应标签采集农业作业人员的身体姿态数据，包括身体的角度、方向、速度参数。

26、根据上述技术方案，所述步骤s3进一步包括：

27、步骤s31：数据处理模块获取采集的数据，将数据存储，并建立数据整理表，将数据进行分类、赋值整理，同时数据处理模块还可以通过系统获取登记绑定的作业人员基本信息，包括年龄、性别、体型，并给出符合人员基本信息体型下的数值预设标准，清洗异常数据；

28、步骤s32：获取定位单元实时记录的位置信息，将位置信息整合处理后，输出为农业作业人员的行动轨迹。

29、根据上述技术方案，所述步骤s4进一步包括以下步骤：

30、步骤s41：建立身体姿态的数学模型，将感应标签采集的相对位置信息在数学模型中进行空间拟合，其拟合方法主要为感应标签之间相互发射信号和接收信号，根据接收信号强度和接收信号识别的方向度及其在身体姿态数学模型中的身体部位标签，拟合出身体姿态数学模型；

31、步骤s42：利用建立好的模型对采集并处理后的数据进行实时分析，分析方法主要包括：识别身体姿态数学模型，通过云平台可视化展示身体姿态的角度、方向和相对运动速度，结合当前农业作业人员的年龄、性别、体型因素对身体姿态的影响，以及不同作业任务对身体姿态的要求，系统给出预设不同维度下的设定区间，当身体姿态的角度、方向和相对运动速度处于设定区间之外时，则输出异常特征分析结果。

32、根据上述技术方案，所述步骤s6进一步包括：

33、在农业作业人员作业过程中，通过移动终端查看自己的生理和环境数据，同时当实时监测到的生理数据和环境数据超过设定的安全阈值时，系统将通过无线网络对用户移动终端发送初级预警，提醒农业作业人员休息和环境事项的注意；

34、当实时监测到的生理数据和环境数据超过设定的安全阈值时，且监测到两小时内累计行动轨迹大于单次劳动设定的距离时，发送中级预警，重点提醒农业作业人员长时间劳作，迫切需要休息；

35、当实时监测到的生理数据和环境数据超过设定的安全阈值时，且监测到姿态分析判断同时存在异常特征时，判断农业作业人员可能存在晕倒、摔跤现象，发送紧急预警，若一分钟内收不到农业作业人员的安全回复，则调度工作人员根据位置信息前往救援。

36、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，可以实现对农业作业人员身体姿态的实时监测和分析，当出现身体异常情况时，能够及时发现并处理，保障农业作业人员的安全。此外，采用身体感应标签还可以对农业作业人员的身体活动量、能量消耗等数据进行监测和分析，为农业生产管理提供参考和指导。

技术特征：

1.一种基于物联网的智能农业安全监测系统，其特征在于：该系统包括数据采集模组、数据传输模块、数据处理模块、姿态分析模块、云平台和移动终端；

2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能农业安全监测系统，其特征在于：所述数据采集模组包括生理数据采集子模块、环境数据采集子模块、定位单元和感应标签；

3.根据权利要求2所述的基于物联网的智能农业安全监测系统，其特征在于：所述姿态分析模块包括模型构建子模块、异常特征分析子模块和逻辑分析判断子模块；

4.根据权利要求3所述的基于物联网的智能农业安全监测系统，其特征在于：所述基于物联网的智能农业安全监测系统的运行步骤包括：

5.根据权利要求4所述的基于物联网的智能农业安全监测系统，其特征在于：所述步骤s1进一步包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的基于物联网的智能农业安全监测系统，其特征在于：所述步骤s3进一步包括：

7.根据权利要求6所述的基于物联网的智能农业安全监测系统，其特征在于：所述步骤s4进一步包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的基于物联网的智能农业安全监测系统，其特征在于：所述步骤s6进一步包括：

技术总结
本发明公开了基于物联网的智能农业安全监测系统，包括数据采集模组、数据传输模块、数据处理模块、姿态分析模块、云平台和移动终端；所述数据采集模组适用于农业作业场景下，采集农业作业人员的生理数据及其环境数据；所述数据传输模块用于将传感器采集到的数据通过无线网络传输到数据处理模块。所述数据处理模块用于对采集到的数据进行实时处理，包括数据的存储、统计、整理；所述姿态分析模块用于对农业作业人员的姿态进行分析，并判断异常状况；所述云平台用于接收数据处理、分析和判断的结果，并为数据分析提供可视化界面，本发明，具有实用性强和安全监测力度高的特点。

技术研发人员：张蕾,马随随,姜勇
受保护的技术使用者：江苏业派生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15