一种农情信息采集系统及方法
【专利摘要】本发明提供了一种农情信息采集系统，包括分别与交互中心通信连接的采集设备、和智能终端，采集设备内嵌有无线芯片、定位芯片；交互中心包括第一级处理单元、存储单元、第二级处理单元，存储单元分别与第一级处理单元、第二级处理单元通信连接，第一级处理单元将采集设备或智能终端上传的数据与预设的控制列表匹配后进行标记，采集设备上传的数据包括地理位置标识、型号标识、时间标识、采集数据种类标识，智能终端上传的数据包括地理位置标识、ID标识、产品标识、时间标识、价格标识；存储单元用于存储经第一级处理单元标记处理后的数据；第二级处理单元用于将存储单元存储的数据进行有效性判断。本发明通过将采集数据与预设的可接收的数据进行匹配来实现第一次对采集数据准确性的控制，再对匹配成功的数据进行有效性判断来实现采集数据第二次准确性验证，以此方便用户获得准确指导信息。
【专利说明】一种农情信息采集系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农林领域，更具体地，涉及一种农情信息采集系统及方法。
【背景技术】
[0002]当前的农情系统数据准备率低，农业指导效果差，且未对数据有效性进行验证，因此亟待发明分区域采集数据信息，并严格排除无效数据的农情信息采集工具。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术中农情信息准确率低、农业指导效果差的问题，本发明提供了一种农情信息采集系统及方法，通过对采集的农情信息进行筛选从而使得获得准确率高的农情信息，进一步用于指导农林生产。
[0004]为实现上述目的，本发明提供了一种农情信息采集系统，包括采集设备、交互中心、智能终端，交互中心分别与采集设备、智能终端通信连接，采集设备内嵌有无线芯片、定位芯片，交互中心包括第一级处理单元、存储单元、第二级处理单元，存储单元分别与第一级处理单元、第二级处理单元连接，第一级处理单元将采集设备或智能终端上传的的数据与预设的控制列表匹配后进行标记，采集设备上传的数据包括地理位置标识、型号标识、时间标识、采集数据种类标识，智能终端上传的数据包括地理位置标识、ID标识、产品标识、时间标识、价格标识；存储单元用于存储经第一级处理单元标记处理后的数据；第二级处理单元用于将存储单元存储的数据进行有效性判断。本发明通过数据匹配、有效性判断两个过程采集的农情数据准确率高，指导效果好。控制列表设置有有效区域、有效区域内的有效采集设备型号及有效区域内的有效采集设备发送的有效数据格式。
[0005]进一步地，采集设备包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器、光照传感器、PH值检测仪、CO2检测仪。本发明通过具备无线通信功能的传感器将影响农作物生长的环境因素上传到交互中心，所述环境因素包括温湿度、光照、PH值、土壤有机质、根层深度、CO2等。
[0006]进一步地，第一级处理单元包括处理模块、分别与处理模块连接的接收模块、预设模块，
[0007]接收模块用于接收采集设备或智能终端上传数据；
[0008]处理模块用于将接收模块接收到的数据与预设的控制列表进行匹配，匹配成功则将该数据标记为合格，否则标记为不合格；
[0009]预设模块用于设置控制列表，控制列表包括采集设备子列表、智能终端子列表，采集设备子列表包括采集数据时的地理范围、采集设备型号、数据格式，智能终端子列表包括地理范围。采集设备子列表包括采集数据时的地理范围限定了数据采集的特定区域，而采集数据时的采集设备型号限定的数据采集的特定区域内的符合要求的采集设备，也就是限定了只有特定区域内的特定采集设备采集的数据才是合格的数据。同时数据格式限定了特定区域内的特定采集设备采集的符合特定数据格式的，只有符合特定数据格式的数据才是合格的，如设定温度值、湿度值的数据格式，判断接收到的数据格式符合温度值还是湿度值。
[0010]更进一步地，第一级处理单元还包括与处理模块连接的提醒模块，处理模块分析标记为不合格的数据是否包括ID信息，包括则向提醒模块发送ID信息，提醒模块接收到ID信息后向该ID的智能终端发送提醒消息。
[0011]进一步地，存储单元包括分析模块、分别与分析模块连接的第一存储模块、第二存储模块，分析模块用于第一级处理单元发送的数据后提取该数据的标识，若该标识包括型号标识，则将该数据转发至第一存储模块；否则将该数据转发至第二存储模块；第一存储模块用于存储包括型号标识的数据；第二存储模块用于存储不包括型号标识的数据。
[0012]进一步地，第二级处理单元包括相互连接的分组模块、设置模块、验证模块，分组模块按照设置模块设置的分组标准将存储单元存储的数据进行分组；设置模块用于设置分组标准，分组标准包括时间段-地理范围-产品-数据种类，时间段-地理范围-产品-数据种类表示同一时间段同一地理范围内的同一产品的同一类数据；验证模块用于判断经分组模块处理后的每一分组中的数据是否有效，有效则进行标记，否则剔除无效值后再分析该组数据是否有效，直至数据有效。同一类数据指的相同的数据种类，如PH值、土壤温度、土壤湿度、光照度等。
[0013]更进一步地，验证模块判断每一分组有效性的方法包括正常波动值法，正常波动值法为将每一分组的标准差与该分组的正常波动值进行比较，如果标准差小于正常波动值，认为该组数据不存在较大偏差的数据，则通过验证并标记为有效；否则认为该组数据存在较大误差的值，从中找出该值剔除后再将该组标准差与正常波动值进行比较，其中正常波动值为每一分组平均值的一半。
[0014]进一步地，该交互中心还包括显示单元，显示单元分别与第一处理单元、存储单元、第二处理单元连接。
[0015]本发明还提供了一种农情信息采集方法，包括如下步骤，S1、利用采集设备或智能终端采集数据；S2、将采集的数据与预设的控制列表匹配后进行标记，并将标记后的数据进行存储，标记内容包括合格、不合格两种；S3、对标记为合格的数据进行验证。本发明通过对数据的两次验证实现获得准确农情数据的目的。
[0016]进一步地，S2的具体操作为:S21、设置控制列表，控制列表包括采集设备子列表、智能终端子列表，采集设备子列表包括采集设备型号、采集设备采集数据时的地理范围及数据格式，智能终端子列表包括采集数据时的地理范围；
[0017]S22、将采集设备或智能终端采集的数据与控制列表进行匹配，匹配成功就将该数据标记为合格，否则标记为不合格；
[0018]S23、将标记后的数据进行存储。
[0019]更进一步地，S23之前还包括S2201、获取标记为不合格的数据，并分析其是否包括ID标识，包括则向该ID标识的智能终端发出提示信息，否则不作处理。
[0020]更进一步地，S23通过分析标记后的数据来进行存储，将包括型号标识的数据与包括ID标识的数据分别存储。
[0021]进一步地，S3的具体操作为:
[0022]S31、提取标记为合格的数据；
[0023]S32、将提取的标记为合格的数据进行分组，分组标准包括时间段-地理范围-产品-数据类型，时间段-地理范围-产品-数据类型表示同一时间段同一地理范围内的同一产品的同一类数据；同一类数据指的是相同的测量值，如同一土壤温度值、同一土壤湿度值、光照值等。
[0024]S33、将每一分组的标准差与该分组的正常波动值进行比较，如果标准差小于正常波动值，认为该组数据不存在较大偏差的数据，则通过验证并标记为有效；否则认为该组数据存在较大误差的值，从中找出该值剔除后再将该组标准差与正常波动值进行比较，其中正常波动值为每一分组平均值的一半。
[0025]本发明的有益效果为:通过对采集的农情信息进行筛选从而使得获得准确率高的农情信息，进一步用于指导农林生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1-2为本发明所述的农情信息采集系统的结构示意图；
[0027]图3为本发明所述的农情信息采集系统中控制列表结构示意图。
[0028]图4为本发明所述的农情信息采集系统中存储单元结构示意图；
[0029]图5为本发明所述的农情信息采集方法的流程示意图。
[0030]图中:
[0031]1、交互中心；2、采集设备；3、智能终端；4、第一级处理单元；41、处理模块；42、接收模块；43、预设模块；44、提醒模块；5、存储单元；51、分析模块；52、第一存储模块；53、第二存储模块；6、第二级处理单元；61、分组模块；62、设置模块；63、验证模块；7、显示单元。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本发明的结构进行详细解释说明。
[0033]如图1-2所示的农情信息采集系统，包括交互中心1、采集设备2、智能终端3，交互中心分别与采集设备、智能终端通信连接，采集设备内嵌有无线芯片、定位芯片，交互中心包括第一级处理单元4、存储单元5、第二级处理单元6，存储单元分别与第一级处理单元、第二级处理单元连接，第一级处理单元将采集设备或智能终端上传的的数据与预设的控制列表匹配后进行标记，采集设备上传的数据包括地理位置标识、型号标识、时间标识、采集数据种类标识，智能终端上传的数据包括地理位置标识、ID标识、产品标识、时间标识、价格标识；存储单元用于存储经第一级处理单元标记处理后的数据；第二级处理单元用于将存储单元存储的数据进行有效性判断。采集设备包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器、光照传感器、PH值检测仪、CO2检测仪。第一级处理单元包括处理模块41、分别与处理模块连接的接收模块42、预设模块43，接收模块用于接收采集设备或智能终端上传数据；处理模块用于将接收模块接收到的数据与预设的控制列表进行匹配，匹配成功则将该数据标记为合格，否则标记为不合格；预设模块用于设置控制列表，控制列表包括采集设备子列表、智能终端子列表，采集设备子列表包括采集数据时的地理范围、采集设备型号、数据格式，智能终端子列表包括地理范围。第一级处理单元还包括与处理模块连接的提醒模块44，处理模块分析标记为不合格的数据是否包括ID信息，包括则向提醒模块发送ID信息，提醒模块接收到ID信息后向该ID的智能终端发送提醒消息。存储单元包括分析模块51、分别与分析模块连接的第一存储模块52、第二存储模块53，分析模块用于第一级处理单元发送的数据后提取该数据的标识，若该标识包括型号标识，则将该数据转发至第一存储模块；否则将该数据转发至第二存储模块；第一存储模块用于存储包括型号标识的数据；第二存储模块用于存储不包括型号标识的数据。第二级处理单元包括相互连接的分组模块61、设置模块62、验证模块63，分组模块按照设置模块设置的分组标准将存储单元存储的数据进行分组；设置模块用于设置分组标准，分组标准包括时间段-地理范围-产品-数据种类，时间段-地理范围-产品-数据种类表示同一时间段同一地理范围内的同一产品的同一类数据；验证模块用于判断经分组模块处理后的每一分组中的数据是否有效，有效则进行标记，否则剔除无效值后再分析该组数据是否有效，直至数据有效。验证模块判断每一分组有效性的方法包括正常波动值法，正常波动值法为将每一分组的标准差与该分组的正常波动值进行比较，如果标准差小于正常波动值，认为该组数据不存在较大偏差的数据，则通过验证并标记为有效；否则认为该组数据存在较大误差的值，从中找出该值剔除后再将该组标准差与正常波动值进行比较，其中正常波动值为每一分组平均值的一半。该交互中心还包括显示单元7，显示单元分别与第一处理单元、存储单元、第二处理单元连接。
[0034]首先采集设备或智能终端向交互中心上传数据，交互中心中的接收模块接收到该数据后，将该数据发送至第一处理模块，第一处理模块将该数据与预设模块控制列表进行匹配。预设模块设置有控制列表，如图3所示。控制列表包括采集设备子列表、智能终端子列表，采集设备子列表包括采集数据时的地理范围、采集设备型号、数据格式，智能终端子列表包括地理范围。若该数据包括的内容如，型号标识和/或地理位置在控制列表范围内则将该数据标记为合格，否则标记为不合格。标记结束后，存储单元中分析模块接收到第一级处理单元发送的数据后提取该数据的标识，若该标识为型号标识，则将该数据转发至第一存储模块；若该数据标识为地理位置标识，则将该数据转发至第二存储模块。第一存储模块、第二存储模块可如图4所示。
[0035]第二级处理单元中分组模块将存储单元中的数据分组后验证每一分组中数据的有效性。分组可按照存储单元中相同地区相同产品的价格分为一组；或者将同一农产品同一数据类型(如土壤温湿度、光照度等)分为一组。验证方法可选择正常波动值法，即将每一分组数据的标准差与该组数据的正常波动值(正常波动值=采集数据组平均值*50% )比较，如果标准差小于正常波动值，认为该组数据不存在较大偏差的数据，则通过验证；否则认为该组数据存在较大误差的值，并将从中找出该值。将该组每个数据与该组数据的均值的差的绝对值进行排序，去除其中求得的绝对值最大的数据，然后再对新获得的该组数据的标准差与正常波动值进行比较，直到该组数据通过验证或数据个数小于3。
[0036]下面以采集设备A、B、C，智能终端C、D向交互中心上传数据为例说明本发明。采集设备A、B、C的型号分别为a、b、c，地理位置分布为Ma、Mb、Mc.交互中心控制列表中包括采集设备B、C的型号b、c，但是采集设备C采集数据时的地理范围不在交互中心控制列表(采集设备子列表)中；智能终端C采集的数据时的地理位置落在控制列表地理范围中，而智能终端D采集数据时候的地理位置未落在控制列表地理范围中。
[0037]1、交互中心接收模块接收采集设备A、B、C，智能终端C、D上传的数据后，处理模块将采集设备A、B、C，智能终端C、D上传的数据与预设的控制列表进行对比。
[0038]2、因交互中心控制列表中未包括采集设备A的型号，采集设备C采集数据时的地理范围不在控制列表范围内，且智能终端D采集数据时的地理位置未落在控制列表地理范围内，因此采集设备A、采集设备C、智能终端D上传的数据被标记为不合格，而采集设备B、智能终端C上传的数据被标记为合格。因智能终端D上传的数据包括ID，因此提醒模块向智能终端D发送提示信息。
[0039]3、存储单元根据接收到数据是否包括ID来将数据进行存储，将采集设备A、B、C上传的数据存储到第一存储模块，智能终端C、D上传的数据存储到第二存储模块。
[0040]存储单元分析模块还可选择的分析第一级处理单元标记后的数据与之前一段时间内均值相比是否存储较大波动，若存在较大变动，则将该数据标记为无效后存储到第一或第二存储模块。实际应用中发现，农业生产环境中的温度、湿度关照等数据是由采集设备采集的，此类数据在环境突变时可能存在较大的波动，无法在农业生产中给出较为准备的参考数据。所以本发明的采集系统对采集设备采集的数据在存储时可选择的不进行存储前验证，仅对智能终端采集的数据进行存储前验证。所谓的存储前验证是指存储单元中分析模块将标记后的数据与上一个自然周期采集数据均值的两倍或上月均值的一半进行比较，若采集数据大于上一个自然周期采集数据均值的两倍或小于上月均值的一半，系统认为该采集数据可能存在误差，将该数据标记为无效。
[0041]4、第二级处理单元中分组模块将存储单元存储的标记为合格的数据进行分组处理后进一步验证。
[0042]下面以验证智能终端上传数据的有效性为例说明本发明。
[0043]智能终端采集的数据被存储在第二存储模块中。因此，首先将第二存储模块中存储的数据进行分组。
[0044]验证方法:
[0045]①将同一地理范围内的同一时间段同一农产品的价格分为一组。
[0046]②判断该分组数据个数，对数据个数大于等于3的分组进行验证。
[0047]系统对每组数据的验证流程为:将该组数据的标准差与该组数据的正常波动值(正常波动值=采集数据组均值*50% )比较，如果标准差小于正常波动值，系统认为该组数据不存在较大偏差的数据，则通过验证；否则系统认为该组数据存在较大误差的值，并将从中找出该值，方法为运算得到每个采集数据与均值差值的绝对值并进行排序，去除其中差值最大的采集数据，然后再次运算该组数据的标准差与正常波动值，并进行比较，直到该组数据通过验证或数据个数小于3。
[0048]实施例2
[0049]如图5所示的农情信息采集方法，包括如下步骤，S1、利用采集设备或智能终端采集数据；S2、将采集的数据与预设的控制列表匹配后进行标记，并将标记后的数据进行存储，标记内容包括合格、不合格两种；S3、对标记为合格的数据进行验证。S2的具体操作为:S21、设置控制列表，控制列表包括采集设备子列表、智能终端子列表，采集设备子列表包括采集设备型号、采集设备采集数据时的地理范围及数据格式，智能终端子列表包括采集数据时的地理范围；S22、将采集设备或智能终端采集的数据与控制列表进行匹配，匹配成功就将该数据标记为合格，否则标记为不合格；S23、将标记后的数据进行存储。S23之前还包括S2201、获取标记不合格的数据，并分析其是否包括ID标识,包括则向该ID标识的智能终端发出提示信息，否则不作处理。S23通过分析标记后的数据来进行存储，将包括型号标识的数据与包括ID标识的数据分别存储。S3的具体操作为:S31、提取标记为合格的数据；S32、将提取的标记为合格的数据进行分组，分组标准包括时间段-地理范围-产品-数据类型，时间段-地理范围-产品-数据类型表示同一时间段同一地理范围内的同一产品的同一类数据；S33、将每一分组的标准差与该分组的正常波动值进行比较，如果标准差小于正常波动值，认为该组数据不存在较大偏差的数据，则通过验证并标记为有效，并标记为有效；否则认为该组数据存在较大误差的值，从中找出该值剔除后再将该组标准差与正常波动值进行比较，其中正常波动值为每一分组平均值的一半。
[0050]本实施例中，对采集设备或智能终端采集的数据进行处理的为交互中心，交互中心接收采集设备或智能终端采集的数据后对其进行分析。
[0051]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，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种农情信息采集系统，包括分别与交互中心(I)通信连接的采集设备(2)、和智能终端(3)，其特征在于， 采集设备内嵌有无线芯片、定位芯片； 交互中心包括第一级处理单元(4)、存储单元(5)、第二级处理单元￠)，存储单元分别与第一级处理单元、第二级处理单元通信连接， 第一级处理单元将采集设备或智能终端上传的数据与预设的控制列表匹配后进行标记，采集设备上传的数据包括地理位置标识、型号标识、时间标识、采集数据种类标识，智能终端上传的数据包括地理位置标识、ID标识、产品标识、时间标识、价格标识； 存储单元用于存储经第一级处理单元标记处理后的数据； 第二级处理单元用于将存储单元存储的数据进行有效性判断。
2.根据权利要求1所述的采集系统，其特征在于，采集设备包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器、光照传感器、PH值检测仪、CO2检测仪。
3.根据权利要求1所述的采集系统，其特征在于，第一级处理单元包括处理模块(41)、分别与处理模块连接的接收模块(42)、预设模块(43)、提醒模块(44)， 接收模块用于接收采集设备或智能终端上传数据； 处理模块用于将接收模块接收到的数据与预设的控制列表进行匹配，匹配成功则将该数据标记为合格，否则标记为不合格；同时处理模块还用于分析标记为不合格的数据是否包括ID信息，包括则向提醒模块发送ID信息； 预设模块用于设置控制列表，控制列表包括采集设备子列表、智能终端子列表，采集设备子列表包括采集数据时的地理范围、采集设备型号、数据格式，智能终端子列表包括地理范围； 提醒模块用于接收处理模块发送的ID信息后向该ID的智能终端发送提醒消息。
4.根据权利要求1所述的采集系统，其特征在于，存储单元包括分析模块(51)、分别与分析模块连接的第一存储模块(52)、第二存储模块(53)， 分析模块用于接收第一级处理单元发送的数据后提取该数据的标识，若该标识包括型号标识，则将该数据转发至第一存储模块；否则将该数据转发至第二存储模块； 第一存储模块用于存储包括型号标识的数据； 第二存储模块用于存储不包括型号标识的数据。
5.根据权利要求1所述的采集系统，其特征在于，第二级处理单元包括相互连接的分组模块(61)、设置模块(62)、验证模块(63)，分组模块按照设置模块设置的分组标准将存储单元存储的数据进行分组； 设置模块用于设置分组标准，分组标准包括时间段-地理范围-产品-数据种类，时间段-地理范围-产品-数据种类表示同一时间段同一地理范围内的同一产品的同一类数据； 验证模块通过正常波动值法判断经分组模块处理后的每一分组中的数据是否有效，有效则进行标记，否则剔除无效值后再分析该组数据是否有效，直至数据有效，其中，正常波动值法为将每一分组的标准差与该分组的正常波动值进行比较，如果标准差小于正常波动值，认为该组数据不存在较大偏差的数据，则通过验证并标记为有效；否则认为该组数据存在较大误差的值，从中找出该值剔除后再将该组标准差与正常波动值进行比较，其中正常波动值为每一分组平均值的一半。
6.根据权利要求1所述的采集系统，其特征在于，该交互中心还包括显示单元(7)，显示单元分别与第一处理单元、存储单元、第二处理单元连接。
7.一种农情信息采集方法，其特征在于，包括如下步骤， 51、利用采集设备或智能终端获取数据； 52、将采集的数据与预设的控制列表匹配后进行标记，并将标记后的数据进行存储，标记内容包括合格、不合格两种； 53、对标记为合格的数据进行验证。
8.根据权利要求7所述的采集方法，其特征在于，S2的具体操作为: 521、设置控制列表，控制列表包括采集设备子列表、智能终端子列表，采集设备子列表包括采集设备型号、采集设备采集数据时的地理范围及数据格式，智能终端子列表包括采集数据时的地理范围； 522、将采集设备或智能终端采集的数据与控制列表进行匹配，匹配成功就将该数据标记为合格，否则标记为不合格； 523、分析标记后的数据，将包括型号标识的数据与包括ID标识的数据分别存储。
9.根据权利要求8所述的采集方法，其特征在于，S22还包括S2201、对数据标记后，获取标记为不合格的数据，并分析其是否包括ID标识，包括则向该ID标识的智能终端发出提示信息，否则不作处理。
10.根据权利要求7所述的采集方法，其特征在于，S3的具体操作为: .531、提取标记为合格的数据； .532、将提取的标记为合格的数据进行分组，分组标准包括时间段-地理范围-产品-数据类型，时间段-地理范围-产品-数据类型表示同一时间段同一地理范围内的同一产品的同一类数据； . 533、将每一分组的标准差与该分组的正常波动值进行比较，如果标准差小于正常波动值，认为该组数据不存在较大偏差的数据，则通过验证并标记为有效；否则认为该组数据存在较大误差的值，从中找出该值剔除后再将该组标准差与正常波动值进行比较，其中正常波动值为每一分组平均值的一半。
【文档编号】G08C17/02GK104410689SQ201410696527
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】王文生, 孙志国, 李秀峰, 杨勇, 王曦光, 冀智强, 尹国伟 申请人:中国农业科学院农业信息研究所