一种基于互联网的现代农业监控系统的制作方法

本发明涉及农业监控技术领域，具体为一种基于互联网的现代农业监控系统。

背景技术：

自古以来农业都被认为是国家经济的命脉，百姓的衣食之源，生存之本。根据2009年的统计，我国人均耕地面积仅为0.08公顷，相当于世界平均水平的40%，尽管如此，我国一直依靠仅占世界7%的耕地养活着世界22%的人口，近年来我国的工业化、城镇化进程快速发展，但农业的发展明显滞后，并面临着一系列的严峻挑战：农业生产经营大都以家庭为单位，规模较小，同时市场对农产品需求较大，小生产与大市场的矛盾明显；自然灾害多发重发，农业基础设施薄弱，抗灾减灾能力低；农产品生产成本不断上升，产业化水平低，比较效益偏低的矛盾较为突出；农业的生态坏境压力大，高于世界平均水平４倍的化肥用量，每年约180万吨的农药用量等，造成土壤和水体污染不断加剧。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提供了一种基于互联网的现代农业监控系统，设计并实现现代农业物联网监控系统的基础云平台系统，以符合restful规范的webservice接口方式提供系统的基础服务，如传感器网络数据的接收、etl、存储、展示，设备远程控制，农产品生命周期管理等，减小地形等因素干扰，保证通信品质，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于互联网的现代农业监控系统，包括机载管理设备和地面接收基站，所述机载管理设备和地面接收基站的通信链路之间连接有分布式数据处理基站，所述机载管理设备包括智能网管检测模块，所述智能网管检测模块的输入端连接有红外遥控单元，智能网管检测模块的输出端连接有水量检测系统；所述地面接收基站包括中心服务器，中心服务器内置有交互式数据库，所述中心服务器的输入端连接有设备监控管理单元，中心服务器还连接有农产品管理设备；所述分布式数据处理基站包括大数据信号处理模块，所述大数据信号处理模块的输出端还连接有大数据分析模块和处理决策模块，所述大数据分析模块与机载管理设备进行数据交换，处理决策模块与地面接收基站进行数据交换。

作为本发明一种优选的技术方案，所述智能网管检测模块包括主控芯片，所述主控芯片采用32位的armnuc950系列的处理芯片，且主控芯片的数据端连接有本地数据监控模块，主控芯片的输出端连接有视频监控单元。

作为本发明一种优选的技术方案，所述红外遥控单元包括红外检测器和静电感应单元，所述红外检测器的输出端连接有调制解调器，所述调制解调器的输出端连接有带通滤波器，所述带通滤波器连接到静电感应单元的数据端。

作为本发明一种优选的技术方案，所述水量检测系统包括土壤水分检测模块和功率调节器，所述土壤水分检测模块的输出端通过数据采集卡与阈值设定模块相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述设备监控管理单元包括数据编解码器和网络配置器，所述网络配置器的输出端连接有无线数据管理模块，所述无线数据管理模块的输出端与数据存储器相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述农产品管理设备包括温度传感器、湿度传感器和气体浓度控制器，所述气体浓度控制器的输出端连接有数据校对模块，数据校对模块的输出端连接有气体浓度转换单元。

作为本发明一种优选的技术方案，所述大数据分析模块包括预处理模块，所述预处理模块的输出端分别连接有天气预播报模块和农产品价格行情检测模块，所述天气预播报模块和农产品价格行情检测模块的输出端均与数据资讯管理单元相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述处理决策模块还连接有全方位摄像头和gps定位器，所述gps定位器的数据端通过电平转换单元与全方位摄像头相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于物联网的现代农业监控系统，采用前后台独立的幵发方式并将后台业务逻辑抽象为符合restful标准的webservice服务，通过开放这些接口服务，第三方开发人员可方便的接入，并利用本系统所提供的开放服务作为其物联网应用的支撑后台，进行设备的管理，数据的存储，处理等，主要涉及到用户登录、数据传输、控制指令下发等过程的安全性。系统根据业务的需求，设计分级的安全接口，对于低安全性和高传输效率需求的接口，采用单个设备隔离的apikey，并通过md5时间盐的方式对apikey进行随时间变换的加密方式进行数据传输认证。对于高安全性需求的接口，对数据采用公、私胡加密的方式进行传输。该平台能够满足处理海量的数据存储、分析与低延迟数据获取的需求。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为控制模块电路原理图。

图中：1-机载管理设备；2-地面接收基站；3-分布式数据处理基站；4-智能网管检测模块；5-红外遥控单元；6-水量检测系统；7-中心服务器；8-设备监控管理单元；9-农产品管理设备；10-大数据信号处理模块；11-大数据分析模块；12-处理决策模块；13-主控芯片；14-本地数据监控模块；15-视频监控单元；16-红外检测器；17-静电感应单元；18-调制解调器；19-带通滤波器；20-土壤水分检测模块；21-功率调节器；22-数据采集卡；23-阈值设定模块；24-交互式数据库；25-数据编解码器；26-网络配置器；27-无线数据管理模块；28-数据存储器；29-温度传感器；30-湿度传感器；31-气体浓度控制器；32-数据校对模块；33-气体浓度转换单元；34-预处理模块；35-天气预播报模块；36-农产品价格行情检测模块；37-数据资讯管理单元；38-全方位摄像头；39-gps定位器；40-电平转换单元。

具体实施方式

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。

实施例：

请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种基于互联网的现代农业监控系统，包括机载管理设备1和地面接收基站2，所述机载管理设备1和地面接收基站2的通信链路之间连接有分布式数据处理基站3，所述机载管理设备1包括智能网管检测模块4，所述智能网管检测模块4包括主控芯片13，所述主控芯片13采用32位的armnuc950系列的处理芯片，且主控芯片13的数据端连接有本地数据监控模块14，主控芯片13的输出端连接有视频监控单元15；

所述智能网管检测模块4的输入端连接有红外遥控单元5，所述红外遥控单元5包括红外检测器16和静电感应单元17，所述红外检测器16的输出端连接有调制解调器18，所述调制解调器18的输出端连接有带通滤波器19，所述带通滤波器19连接到静电感应单元17的数据端，智能网管检测模块4的输出端连接有水量检测系统6，所述水量检测系统6包括土壤水分检测模块20和功率调节器21；

所述土壤水分检测模块20的输出端通过数据采集卡22与阈值设定模块23相连接；所述地面接收基站2包括中心服务器7，中心服务器7内置有交互式数据库24，所述中心服务器7的输入端连接有设备监控管理单元8，所述设备监控管理单元8包括数据编解码器25和网络配置器26，所述网络配置器26的输出端连接有无线数据管理模块27，所述无线数据管理模块27的输出端与数据存储器28相连接，中心服务器7还连接有农产品管理设备9，所述农产品管理设备9包括温度传感器29、湿度传感器30和气体浓度控制器31，所述气体浓度控制器31的输出端连接有数据校对模块32，数据校对模块31的输出端连接有气体浓度转换单元33；

所述分布式数据处理基站3包括大数据信号处理模块10，所述大数据信号处理模块10的输出端还连接有大数据分析模块11和处理决策模块12，所述大数据分析模块11包括预处理模块34，所述预处理模块34的输出端分别连接有天气预播报模块35和农产品价格行情检测模块36，所述天气预播报模块35和农产品价格行情检测模块36的输出端均与数据资讯管理单元37相连接，所述大数据分析模块11与机载管理设备1进行数据交换，所述处理决策模块12还连接有全方位摄像头38和gps定位器39，所述gps定位器39的数据端通过电平转换单元40与全方位摄像头38相连接，处理决策模块12与地面接收基站2进行数据交换。

（1）所述智能网关模块，主要分为数据本地监控、农业设施控制和视频监控三个子模块，数据本地监控主要是指传感器采集到数据后传输至网关，网关除了将数据上传到云平台外，也可通过运行在网关上的本地程序进行展示，是对云端系统的冗余；同样也可通过本地程序对农业设施进行控制，例如控制灌概设备在湿度低的情况下运作；视频监控模块可对农业设施运作情况进行监控，记录农作物生长情况等；

（2）所述设备监控模块，在系统中，传感器设备都是从属于一个设施设备（可等同于网关设备），感知设备管理模块可对传感器设备进行管理，可进行增删改查等操作；数据管理与可视化是指，对获取到的感知数据，除了以数据的方式展示外，还可以以图表的方式查看；数据触发动作管理是值，用户对感知数据设置一个自动化的监控规则，比如当温度达到一定水平之后，可触发一个控制降温设备运行的指定动作；设备远程控制是指对于可控设备，可通过系统发送控制指令使其运作；

（3）所述农产品管理模块，主要包括生产资料管理、农产品生长管理、农产品培育知识库以及农产品出售与溯源。生产资料管理主要是指通过信息化的手段在系统中记录一个农场在农业生产中所用到的生产资料的进销存情况，例如记录种子、化肥、农药等的购买、使用以及库存等情况；农产品生产管理主要是指通过系统记录农产品从播种到收获整个生长阶段所进行管理情况，例如记录施肥、除草、除虫等情况；农产品培育知识库是通过建立一个农作物生长管理的知识库来指导农业生产，指导农业生产者选择合适的播种时间，进行病虫害预防与治理等；

（4）所述大数据分析与决策模块，主要包括农产品价格预测、生产管理决策分析以及商业智能多维分析。农产品价格预测，是指通过利用大数据分析技术对积累的全国大量的历史农产品价格数据进行分析，从而实现对农产品未来的价格走势进行预测，以协助农业生产者选择合理的品种和时间进行农业生产。生产管理决策分析主要是指，通过大数据分析技术对积累的农产品生产数据，如农作物培育期间所处的温度、湿度、气体浓度、肥力等，进行分析，得到一个农作物生产培育的知识库，指导农业生产；商业智能多维分析是指通过利用商业智能技术对系统数据仓库中的数据进行多维分析，以指导农业生产决策；

（5）所述数据资讯模块，主要包括天气数据、农产品价格行情、行业新闻和专家系统。天气数据是指在系统中可以查询农场当地的实时天气情况以及天气预报，以协助农业生产者做决策；通过农产品价格行情模块，农业生产者可查询实时的农产品价格，帮助其选择合理的农产品上市时间，还可以查询历史价格走势，协助其选择合理的农产品品种以及种植时间；行业新闻模块可以查看一些热门的行业新闻；在专家系统模块，农业生产者可向专家咨询农业生产的相关问题。

该基于物联网的现代农业监控系统，采用前后台独立的幵发方式并将后台业务逻辑抽象为符合restful标准的webservice服务，通过开放这些接口服务，第三方开发人员可方便的接入，并利用本系统所提供的开放服务作为其物联网应用的支撑后台，进行设备的管理，数据的存储，处理等，主要涉及到用户登录、数据传输、控制指令下发等过程的安全性。系统根据业务的需求，设计分级的安全接口，对于低安全性和高传输效率需求的接口，采用单个设备隔离的apikey，并通过md5时间盐的方式对apikey进行随时间变换的加密方式进行数据传输认证。对于高安全性需求的接口，对数据采用公、私胡加密的方式进行传输。该平台能够满足处理海量的数据存储、分析与低延迟数据获取的需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。