本发明属于推进农村乡村振兴战略中共享经济模式的领域，实现农机设备共享及监管，具体涉及一种基于物联网和云平台的农机设备共享平台及方法。
背景技术
近年来，随着农田托管、土地流转的大力发展，农机设备的需求量大大增加，推进农机规模化和产业化，社会保有量的增加和产品升级换代的加快，同时，自然灾害的影响造成农业收益的不稳定必将减少农机购买。在这种情况下，对于种植大户来说一次性购买农机设备付出的成本过高，承担的风险就越大，农民更愿意租用农机设备，在国内农机行业就已经有这样一些群体或者组织在农作时节流动出租作业，但是在农忙季节同一时间段农机的需求量迸发增加，往往出现一机难求，农民短时间内找不到合适的农机设备可用，以致耽误了农忙耕种、定量施肥或让庄稼烂在了地里造成更大的损失。如果能对待租用的农机设备设立一个共享库，让使用者了解该机器使用状况和地理位置，进行提前预约，自助式租用、付款和归还，解决“人等机”或者“机等人”尴尬局面，能让用户方便、快捷、经济地使用农机进行作业，真正实现农机设备的共享的资源。这是未来农机发展的趋势，也是实现农村共享经济的具体表现。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的问题，提供一种基于物联网和云平台的农机设备共享系统及方法，基于大数据平台整合机主的农机设备、消费者以及第三方社会机构的数据，致力于实现农机设备使用过程的数字化、可视化，提升农机设备和用户需求信息的对称性，实现基于大数据驱动的云供应链协同平台。
本发明采取的技术方案如下：
一种基于物联云的农机设备共享方法，该方法包括农机租户租用与农机机主出租；
所述农机租户租用包括以下步骤：
s1：依托互联网、物联网与大数据实现集成与互联，接收来自农机租户的智能终端的租用请求；
s2：根据租用的请求，云平台进行审核，审核通过后发送农机设备租用确认消息并推荐可租用的农机相关信息至租户的智能终端；
s3：农机租户选定农机类型，云平台对该被选定农机进行预约标注，并实时显示该农机状态；
s4：租户在预约的时间内使用目标农机；
所述农机机主出租包括以下步骤：
s1：云平台接收来自农机机主的智能终端的农机设备出租申请请求；
s2：根据出租的请求，云平台进行审核，审核通过后发送农机出租成功消息至农机的机主的智能终端；
s3：在可租用的农机设备上安装上定位系统、生物特征识别装置和智能锁；
s4：平台统一管理租用的农机设备，等待出租。
进一步的，所述云平台根据农机租户租用农机设备的作业内容、作业规模、作业单价、所需农机数量，提前推送可租用的农机设备相关信息至农机租户的智能终端；或者，根据农机设备停放的地理位置和租户需要投入使用的地理位置，为减少租户的时间，结合基于免疫算法等多种多路径优化算法，为租户推送可租用的多种农机设备相关信息至租户的智能终端。
进一步的，所述云平台在审核农机租用申请请求步骤中，提示所述农机租户缴纳押金或者利用自己的蚂蚁花呗积分作为租用农机设备的信用担保；根据所述租户取得的信用担保，发送农机的租用许可消息至所述农机设备租户的智能终端。
进一步的，所述农机设备租用费用超过租户的信用担保额度时，预警系统启动；其中包括：
获取所述农机租用方的联系信息；
根据可租用农机的租用费用，当费用超过担保额度时，提醒租户续费或者远程发送锁机指令停止机器运行；
根据租用时长及收费规则，发送租用农机设备的费用账单给租户，若同时雇佣农机手，同样计算并完成农机手费用的支付。
进一步的，所述方法还包括接收来自农机手的智能终端的操作农机设备的申请消息；云平台审核所述农机手的申请消息，并发送操作农机设备许可消息至农机手的智能终端；农机租户在租用农机设备时，可以选择是否无人驾驶农机设备，若非无人驾驶时，农机租户可通过平台预约农机手。
进一步的，所述云平台审核农机手的资质，熟练操作的机型、服务的范围、工作的时间相关信息，并依据农机手的位置管理、生产调度管理，大数据平台的智能推荐以及租户的需求，向租户推荐农机手。
进一步的，所述农机上安装上定位系统、生物特征识别装置和智能锁，并通过定位系统采集农机的地理坐标，云平台记录和存储地理坐标信息并监测农机状态。通过生物特征识别装置，采集租户的生物特征信息利用深度神经网络算法进行特征提取，用于身份匹配和控制安装在农机设备上的智能锁的开关。
进一步的，所述云平台对第三方的数据用神经网络、支持向量机算法模型，预测未来一段时间内该区域租户可能需要租用的农机的数量，提前调配农机放到该区域的服务站；并且根据视频记录仪记录的农田耕整、播种、种植、植保、收割视频信息，利用深度学习方法对视频进行预处理及特征提取，对农田分布、作物产量及病虫害进行监测和预警，利用物联网、大数据、云计算、人工智能搭建智慧农业共同体，为政府相关部门提供气象地理、病虫灾害等的有效监控和决策服务。
一种云服务器，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器能够执行上述的无人机共享方法。
一种基于物联云的农机设备共享系统，包括上述的云服务器，以及大数据云平台、智能推荐系统、路径优化系统、生物特征识别系统和预警系统。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明的基于物联网和云平台的农机设备共享平台及方法，提供了农机出租与租用的平台，用户可以通过智能终端（手机、平板）的app就可以进行农机的出租和租用操作、预约农机手的服务，简单方便，具有较高的实际可行性。农机主将自己的农机放置在该平台上进行出租，平台对农机进行统一的管理，并为每台农机安装定位系统，保障农机机主的农机的安全，同时还为农机机主提供出租农机的报酬。该平台让需要使用农机的租户可以以较为低廉的价格租到农机供自己从事农业生产。
该发明针对农机机主、租户、农机手、管理人员等四级用户，开发了不同类别的管理系统。农机机主可以共享闲置农机设备，平台管理人员可以通过云服务完成共享农机的管理调度，工作量计算等业务，租户则可以看到自己的农业生产完成情况。这种共享方法是一种符合共享经济时代潮流的，探索共享农业经济模式，进一步推进实施乡村振兴战略具有重大社会效益的技术方案，适合推广到农业领域及其相似方面实施。
附图说明
图1是本发明实施例提供的共享农机的农机机主的出租农机流程示意图。
图2是本发明实施例提供的共享农机的租户的租用农机流程示意图。
图3是本发明实施例提供的共享农机的农机手的预约流程示意图。
图4是本发明实施例提供的共享农机的设置方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
以下将结合附图和具体实施例对本发明做出进一步的详细说明。
如图2，农机机主通过智能终端（手机、平板）的app进行个人实名制信息注册，注册成功后，将出租的农机设备请求信息发送至云平台，其请求信息包含农机类型、农机型号、农机品牌、农机数量、作业地点、作业时间、适用范围、现在的状态、地理位置坐标及理想报价等相关信息，同时上传购机合同。相关的技术人员对出租户的请求信息进行审核，若是符合平台的相关制度要求，则通过其待出租农机的请求，并通过云平台响应农机机主出租农机的请求，向其智能终端app发送回应消息。同时安排技术人员去实地查看该农机的状态，为符合条件的农机设备安装上gps定位模块和北斗定位模块，以便于实时的定位农机的位置，方便在农机出租的时候，大数据云平台能够利用归类算法将同一类型的农机设备放置在不同的区域，便于平台以后对农机设备的区域调配。同时大数据云平台能够利用基于免疫算法等多种路径化算法，为需要租农机的租户提供最优路径的农机出租地点，快速响应用户的需求，节约时间，从而不至于影响其农业生产。平台为每台符合出租条件的农机设备安装生物特征识别装置，租户在租用农机的时候，平台通过安装在农机上的生物特征识别装置采集租户的身份信息，利用深度神经网络等算法进行特征提取，与后台系统中租户注册时提供的生物特征采集信息进行比对，以识别租户的身份。若是身份信息相符，平台会向租户发送该出租农机的相关信息，如：农机的品牌、型号、适用范围、性能、预约情况等相关信息，该生物特征识别装置还控制着安装在农机上的智能控制锁，租户在自助租用农机时，通过生物特征识别装置与云平台系统采集的生物特征进行匹配，同时平台审核该租户是否在该时段内预约租用了该农机，若是身份信信息匹配和审核都通过，平台远程控制农机解锁，租户即可以租用该农机，同时计费系统开始计费（按时间/按天数/按小时）。平台还为农机设备安装了工作记录仪，用于将作业区域的农田耕整、播种、种植、植保、收割等生长情况等相关信息记录下来，同步传输到云平台，平台对接收到的视频利用深度学习方法进行图像的特征提取，获取到播种作物的种类、农田分布、生长情况、是否有病虫害等。以不断完善该大数据平台对农田分布、作物产量及病虫害的监测，以便为政府相关部门提供气象地理、病虫灾害等的有效监控和决策服务。
如图1，租户通过智能终端的app进行个人实名信息注册，实名认证，注册成功后，租户向云平台发送租用农机的租用申请，申请信息包含预定作业时间、地点、面积、作物类型、理想报价等，后台管理人员对租户的租用申请进行审核，其审核内容包括之前是否租用过平台的农机、租用农机是否按照约定时间进行归还、是否存在恶意损坏行为、租用费用是否结算清等相关问题。若符合平台对租户租用农机的相关管理制度，则审核通过，并通过云平台响应租户的租用农机的请求，向其发送回应消息。此时租户在平台上缴纳押金，大数据云平台依据租户租用的时间、地理位置、所需的农机类型，结合基于免疫算法等多种路径优化算法，为租户优先推送可租用的多种农机设备的相关信息，其推送信息包括：农机品牌、农机型号、适用范围、农机性能、预约情况等相关信息，现在的地理坐标位置、报价、等租用情况。租户依据平台推送的信息，选择租用的农机，并将租用的农机信息反馈给平台。租户依据平台提供的地理位置坐标前往农机所在的地点，通过生物特征识别装置与后台系统进行自己身份匹配，身份匹配通过后，请求后台对该农机进行解锁，后台审核租户的解锁请求，审核内容包括：用户是否信用担保，是否通过平台预约了在该段时间内使用该农机。若是租户与预约的农机信息一致，则后台管理人员通过平台为该农机进行自助解锁。同时平台更新该农机的当前状态信息，将农机由待出租状态变更为出租使用状态，租户即可使用该农机，计费系统开始计费。当租户使用完农机归还后，将农机归还到指定的地点，并向云平台发送租用结束的请求，请求其平台对其农机进行上锁，云平台响应请求，为农机上锁，并结束计费系统的计费，同时云平台更新该农机的状态信息，变更为等待出租的状态，等待下一位租户的租用。平台安排技术人员对租户使用过的农机进行检查，若没有出现损坏现象，则平台退还租户的押金。
为了便于对出租的农机进行统一的管理，平台安排专门的管理人员对农机进行日常的管理，将准备出租的农机集中放置在离种植面积较大的区域，同时在该区域设置农机服务中心，为农机提供加油，部件维修等便捷的服务，这样不仅方便租户在租用农机的时候，可以将农机及时的投入使用到自己需要从事农业生产的地方，可以节约租户的时间。还可以在农机使用的过程中出现故障的时候，经过平台的报备，平台可以迅速的安排技术人员过去处理农机出现的故障问题，从而不影响租户的生产任务。平台依据该区域的种植面积和农机的租用情况，基于大数据的云平台，利用机器学习等多种算法模型预测分析未来一段时间内该区域租户可能需要租用的农机的数量、类型，提前从其它区域调用农机投放到该区域，合理的调配农机，从而避免“人等机”或者“机等人”尴尬局面的出现，也可以保证租户的生产任务不被耽误。
考虑到租户在租用农机的时候，可能会存在着租户不会操作农机的情况，我们的平台也提供了农机专业操作人员预约。如图3，农机手首先在平台上进行实名制信息的注册，信息注册成功后，向平台提供相关的个人信息，若生物特征信息采集、从业执业资格证、能够被预约的时间、熟练驾驶的农机类型。平台的管理人员通过后台对操作人员的信息进行审核，若其相关信息符合平台对操作员的管理制度，则通过审核申请，并通过云平台响应操作员的操作农机的请求。同时出租户在提供农机出租的时候，也可以自己注册成为农机的机手，但是其成为操作员的标准也需要符合平台的相关要求。租户在租用农机的时候，依据自己是否熟练操作农机而选择是否租用操作员。若是自己不会操作农机，可以通过平台预约出租的农机手，平台依据租户的要求和农机手的情况，为租户推荐农机手，租户选择所需要的农机手，并将结果反馈至平台。同时平台还提供了无人驾驶的农机设备，租户在选择租用农机设备的时候，可以选择租用无人驾驶的农机设备，同时平台也会安排专门的技术人员指导租户使用无人驾驶的农机设备。
如图4，每台出租的农机上装有gps模块和北斗定位模块，通过双定位系统，可以精准的获得每台农机的位置坐标，以便后台管理系统对每台农机进行管理，并且在农机上面装有电池和充电模块，农机在使用过程中可以将部分热能转化为电能储存起来，为农机上的定位模块和智能锁随时保持供电状态。当租户在使用农机的时候，农机上的双定位系统就会自动开启并上传位置信息到定位系统的管理后台，同时过滤重要数据后，将使用者使用过程中的位置信息，发送到使用者的智能终端上，使其租户能够了解自己的使用轨迹以及使用的时间，提高使用者的体验效果。当租户完成农机使用后，定位系统将获取到农机的最终位置，并上传至管理后台，这样管理人员在后续的农机数量调配的时候，能够通过后台系统统计出区域内的农机数量以及位置，方便管理。
在农机上安装的智能控制锁是基于物联网性质的智能锁，该锁由中心控制单元、无线移动通信模块、电磁阀、油流量检测传感器、人生物特征识别装置等，由中心控制单元通过无线移动通信模块与后台管理系统进行交互。租户在租用农机的时候，平台通过安装在农机上的生物特征识别装置采集租户的身份信息，租户的身份信息将被无线移动通信模块传输至数据平台，数据平台利用深度神经网络等算法进行特征提取，与后台系统中租户注册时提供的生物特征采集信息进行比对，以进行身份信息匹配，若身份信息匹配成功，后台管理系统通过无线移动通信模块向中心控制单元发送农机解锁指令。接收到后台管理系统发送的解锁指令，中心控制单元控制电磁阀动作，将控制供油的油管阀门打开，即开锁成功。安装在油管上的油流量检测传感器检测油管中的油流量，将数据传输至中心控制单元，中心控制单元对数据进行处理后，通过无线移动通信模块将处理后的数据传至后台管理系统，后台管理系统依据接收到的数据判断该农机的租用状态信息，当油流量传感器检测到的油流量大于预先设定的值时，系统将农机的状态由原来的红色待租用状态变更为绿色使用状态，同时启动计时计费系统。农机在工作的时候，油流量检测传感器实时的传输数据，当油箱中的油只能维持很短的一段时间的时候，平台会发出低油量警告信息，并通知租户为农机加油。租户在使用完农机后，租户向平台发送锁机的请求，后台管理系统通过无线移动通信模块向中心控制单元发送锁机指令，中心控制单元接收到指令后，控制电磁阀动作，完成油路的断开，即完成锁机。系统此时根据油流量传感器的数据将农机的状态由原来的绿色使用状态变更为红色待租用状态，并结束计费。
租户在使用农机的时候，计费系统启动，为了保障农机主的权益不受损，当租户使用的时长费用超过其押金或蚂蚁花呗担保的信用额度的时候，平台会向租户发送提醒信息，告知租户需要增加担保金，否则将无法继续使用该农机，若是租户在时间限制内不增加担保金，平台将通过远程控制机器锁机。租户使用完成农机后，平台会给租户发送租用农机的费用账单，若是同时雇佣农机手，将租用农机手的费用账单一并发送给租户，租户通过支付系统支付费用，支付系统付费方式有支付宝，微信，网上银行和平台账户内的预充值款。当租户在平台内完成费用支付后，系统会自动将出租农机的机主的出租费用和农机手的费用划到其平台账户内，农机机主和农机手可以将平台账户里面的钱提现到自己的微信、支付宝或银行卡里面。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。