基於3g技術的農業生產可視化實時監測預警系統的製作方法

2023-07-09 02:59:11 2

專利名稱：基於3g技術的農業生產可視化實時監測預警系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種農業生產環境數據採集與服務系統，更具體地，涉及一種基 於3G無線傳輸技術的農業生產可視化實時監測預警系統。
背景技術：
農業生產環境數據採集通常應用於農田、林地、牧場等環境的小氣候監測，通過傳 感器對環境數據按設定的時間間隔進行採集。現有的數據採集器主要是單機服務，其數據 應用方式主要是當地存儲或列印記錄，也有一些產品具備數據的遠程傳輸功能，可提供較 簡單的數據管理和統計分析服務，但上述產品主要是單機服務，沒有形成網絡化管理的後 臺數據處理機制，採集的數據類型多為普通環境及氣候數據，不能支持圖像、視頻、聲音等 多種媒體格式的數據採集及傳輸，缺少強大的後臺數據處理及數據服務功能，無法滿足日 益提高的用戶需求。由於農業生產本身的多樣性，我國地質資源的豐富多彩性，農業生產所需監控的 環境除了農田生態系統外，還包括林地、牧場、公路沿線、河灘、荒郊等野外環境，現有的農 田氣候數據採集設備存在的主要問題包括1、野外數據採集的非電線(電纜)供電問題； 2、功能相對比較單一，無法滿足更高的用戶需求；3、無法做到遠程數據傳送或採用普通的 2G無線網絡傳送，數據傳送的速度和傳輸質量不高；4、後臺數據處理及服務功能不夠強 大。

實用新型內容(一 )要解決的技術問題本實用新型要解決的技術問題是實現野外數據採集的非電線(電纜)供電；實 現遠程數據傳送和無線網絡數據傳送；擴展農業生產環境數據採集與服務系統的功能；提 高后臺數據處理及服務功能。( 二 )技術方案為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種基於3G技術的農業生產可視化實 時監測預警系統，其包括監測設備終端，設置在農業生產監測點；監測預警平臺，設置在用戶端；所述監測設備終端與所述監測預警平臺之間通過3G網絡視頻伺服器進行數據傳輸。其中，所述監測設備終端包括氣候數據傳感器組，通過採集器與所述3G網絡視頻伺服器相連；視頻採集終端模塊，與所述3G網絡視頻伺服器相連；GPS模塊，與所述3G網絡視頻伺服器相連。其中，還包括供電系統，分別與所述3G網絡視頻伺服器和所述採集器相連。[0016]其中，所述供電系統為風光互補供電系統，其包括風力發電機；太陽能電板；蓄電池組，分別與所述風力發電機和所述太陽能電板相連；風光互補控制器，分別與所述風力發電機、所述太陽能電板以及所述蓄電池組相 連，用於控制所述風力發電機和所述太陽能電板的工作狀態，並防止所述蓄電池組過充電 或過放電。其中，所述氣候數據傳感器組包括空氣溫度傳感器、空氣溼度傳感器、土壤溫度 傳感器、土壤水分傳感器、太陽輻射傳感器、風力傳感器、風向傳感器以及降雨量傳感器。其中，所述監測預警平臺包括公眾用戶平臺和專業用戶平臺，所述公眾用戶平臺 包括信息發布模塊和信息交互模塊；所述專業用戶平臺包括信息檢索模塊、統計分析模塊、 決策支持模塊、數據建模模塊、遠程指揮模塊、遠程控制模塊以及遠程培訓模塊。(三)有益效果上述技術方案具有如下優點(1)數據傳輸實現3G技術標準，能夠顯著提高數據傳送的速度和傳輸質量，特別 是能夠很好地實現視頻和聲音數據的傳送，以滿足農業生產更進一步的實時監測和預警管 理需求；(2)終端具有GPS功能，能夠向系統平臺傳輸GPS定位數據；(3)終端具有視頻採集功能，通過系統平臺可對終端採集的視頻影像進行遠程查 看和控制，為用戶提供更加全面的數據服務；(4)可根據用戶需要選用電網電源供電方式或風光互補供電方式，適用範圍廣。
圖1是本實用新型實施例的農業生產監測設備終端整體結構圖；圖2是本實用新型實施例的農業生產可視化實時監測預警系統方框圖；圖3是本實用新型實施例的農業生產監測預警平臺示意圖。其中，1 風力發電機；2 太陽能電池組；3 視頻採集終端；4 氣候數據傳感器組； 5 主機箱；6 機架；7 採集器；8 :3G網絡視頻伺服器；9 風光互補控制器；10 蓄電池組； 11 :GPS模塊；12 農業生產監測預警平臺；13 用戶。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下 實施例用於說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的範圍。本實用新型提供了一種基於3G技術的農業生產可視化實時監測預警系統，利用 風光互補系統提供電力，保證陰天48小時連續供電，解決了設備對電源要求的局限性；通 過氣候數據傳感器組採集野外氣候數據，通過3G模塊遠程傳送到系統平臺進行數據處理， 終端具有GPS功能和視頻採集功能，能夠向系統平臺傳輸GPS定位數據及視頻影像，系統平 臺可對採集終端的視頻影像進行遠程查看和控制，為用戶提供更加全面的數據服務。本實用新型基於3G技術的農業生產可視化實時監測預警系統由農業生產監測設備終端及農業生產監測預警平臺兩部分組成。農業生產監測設備終端可固定設置在監測點，具有GPS功能，可向系統平臺傳輸 GPS定位數據。設備終端利用風力和太陽能供電裝置提供電力，白天有日光照射時太陽能發 電和風力發電同時提供用電，夜間無日光照射時利用風能發電，利用風光互補技術實現陰 天48小時供電，太陽能電板將太陽輻射轉換為電能，風力發電機將風能轉換為電能，貯存 於蓄電池組，需要的時候釋放出電能供設備運轉，風光互補控制器控制裝置的工作狀態，並 對蓄電池起到過充電、過放電保護的作用。該供電系統還可以將風能和太陽能產生的能量 逆變為220V的交流電，以滿足在終端設備周圍增加其他用電設備。監測設備終端包含有一 個基於3G的視頻和網絡轉換設備及與採集器設備用戶信號的轉換、風光互補控制器、逆變 器、空氣溫溼度傳感器電路信號處理端。氣候數據傳感器組採集空氣溫度、空氣溼度、土壤 溫度、土壤水分、風速、風向、太陽輻射、降水量等野外氣候數據，經過傳感器將採集到的電 信號傳送到採集器，採集器對數據信號進行數據轉換、數據打包等處理，通過3G視頻終端 模塊將數據包及其相關的採集時間、儀器號等信息遠程傳送到系統平臺進行數據處理。同 時，終端具有視頻採集功能，可通過系統平臺對採集終端的視頻影像進行遠程查看和控制， 如實時觀看野外環境及農作物生長情況，根據設定的時間間隔自動聯網獲取圖像，可實現 錄像和拍照等功能等。農業生產監測預警平臺利用數據融合技術實現3G網絡和Internet網的兩網數據 統一處理，平臺利用GIS系統展現各個監測點位置信息，可直接點擊查看各監測點的歷史 採集數據和視頻。監測終端傳送的野外氣候數據通過該系統底層的數據通訊協議進入數據 庫，再通過模型庫完成特定的計算後得到預警或決策等結果，並返回數據通訊協議層，以文 字、語音或視頻等多種方式將預警或決策等結果反饋給用戶，使之得到預期的數據服務。圖1和圖2給出了本實用新型一個實施例的圖示，從圖中可知，農業生產監測設備 終端通過機架6固定設置在監測點，太陽能電池組2將太陽輻射轉換為電能，風力發電機1 將風能轉換為電能，兩臺設備利用風光互補的原理將電能貯存於蓄電池組10為設備供電。 風光互補控制器9控制裝置的工作狀態，並對蓄電池組10起到過充電、過放電保護的作用。設備主機箱5中包括採集器7，3G網絡視頻伺服器8、風光互補控制器9及蓄電池 組10，其中3G網絡視頻伺服器8內置了 GPS模塊11。視頻採集終端3和採集器7均與3G 網絡視頻伺服器8相連接。氣候數據傳感器組4將採集到的監測點的空氣溫度、空氣溼度、土壤溫度、土壤水 分、風速、風向、太陽輻射、降水量等野外各種氣候數據傳送至主機箱5，經過3G網絡視頻服 務器8對採集的數據信號進行數據轉換、數據打包等處理，3G網絡視頻伺服器8中的GPS 模塊11產生地理坐標位置等定位數據，視頻採集終端3採集周邊環境及農作物生長的視頻 圖像，以上三類數據按伺服器設置的頻率通過3G網絡視頻伺服器8傳送到農業生產監測預 警平臺12進行數據處理，為用戶13提供數據服務。用戶13登錄到農業生產監測預警平臺 12，選擇相應的採集設備，可以查看視頻，並且可以對視頻採集終端進行遠程控制。 由圖3可知，對於公眾用戶，農業生產監測預警平臺通過建立專項的網絡門戶，可 以面向公眾進行多種形式的信息發布，用戶可以通過網絡平臺瀏覽公開的信息，以網絡、呼 叫中心、簡訊等方式與相關農業專家進行在線交互、資料下載等。系統可集中地通過語音呼 叫或簡訊的方式向公眾發布相關的提醒或預警信息。對於專業用戶，平臺具備以下主要功能1、信息檢索用戶可以通過平臺查詢各個監測點的基本信息，可以在GIS地圖上 選擇具體的地點，系統可以提示該監測點當前的監測數據，點擊進入後可以看到的監測點 的基本信息，同時關聯近期的採集數據。如果用戶點擊視頻按鈕，可以看到當前的監測點周 邊視頻圖像，並可對視頻終端進行控制。2、統計分析利用系統的統計分析功能，可以根據數據分析的需要定製相應的報 表和統計規則，系統可以自動生成報表及統計圖型。3、決策支持當預警消息被確認後，系統可以通過專家系統向所在地區的農戶發 布預警消息及防治措施，消息發布的形式可以是簡訊、語音或郵件，達到為民服務的目的。4、數據建模可以在系統中根據監測項目的目的建立各種模型，利用系統採集的 數據預測或預報實際系統某些狀態的未來發展趨勢，為使用者提供決策支持。同時也可以 根據採集數據的分析，對已經建立的模型進行調整。5、遠程指揮利用系統可以直接通過視頻+語音的方式，對監測點的作業進行遠 程指揮。6、遠程控制系統可以通過http訪問等方式直接對監測終端進行控制，隨時調整 監控設備的運行參數。7、遠程培訓可以利用系統召集農戶或專家進行研討會議，可以在會議中直接調 取相關監測點的視頻圖像，分析研究現象的原因，或者對農戶的作業進行指導和培訓。本實用新型採用3G技術實現監測數據的無線傳送，極大地提升了數據的傳輸速 度及傳輸質量，能夠傳輸及處理圖像、聲音、視頻等多種媒體形式數據，為用戶提供多種信 息服務；利用風光互補供電裝置提供電力，解決了設備對電源的依賴性及局限性，可以廣 泛設置在野外環境中，滿足監測工作的需要，達到了野外設備要求的陰天48小時供電的要 求；視頻採集功能能夠實時查看並獲取周邊環境及植物影像數據，便於用戶及時了解和掌 握環境變化情況；GPS功能可向系統平臺傳輸GPS定位數據，直觀地展現各個監測點位置信 息；平臺強大的後臺數據處理及數據服務功能能夠更好地滿足日益提高的用戶需求。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技 術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改 進和替換也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求一種基於3G技術的農業生產可視化實時監測預警系統，其特徵在於，包括監測設備終端，設置在農業生產監測點；監測預警平臺，設置在用戶端；所述監測設備終端與所述監測預警平臺之間通過3G網絡視頻伺服器進行數據傳輸。
2.如權利要求1所述的基於3G技術的農業生產可視化實時監測預警系統，其特徵在 於，所述監測設備終端包括氣候數據傳感器組，通過採集器與所述3G網絡視頻伺服器相連；視頻採集終端模塊，與所述3G網絡視頻伺服器相連；GPS模塊，與所述3G網絡視頻伺服器相連。
3.如權利要求1或2所述的基於3G技術的農業生產可視化實時監測預警系統，其特徵 在於，還包括供電系統，分別與所述3G網絡視頻伺服器和所述採集器相連。
4.如權利要求3所述的基於3G技術的農業生產可視化實時監測預警系統，其特徵在 於，所述供電系統為風光互補供電系統，其包括風力發電機；太陽能電板；蓄電池組，分別與所述風力發電機和所述太陽能電板相連；風光互補控制器，分別與所述風力發電機、所述太陽能電板以及所述蓄電池組相連，用 於控制所述風力發電機和所述太陽能電板的工作狀態，並防止所述蓄電池組過充電或過放電
5.如權利要求2所述的基於3G技術的農業生產可視化實時監測預警系統，其特徵在 於，所述氣候數據傳感器組包括空氣溫度傳感器、空氣溼度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤 水分傳感器、太陽輻射傳感器、風力傳感器、風向傳感器以及降雨量傳感器。
6.如權利要求1所述的基於3G技術的農業生產可視化實時監測預警系統，其特徵在 於，所述監測預警平臺包括公眾用戶平臺和專業用戶平臺，所述公眾用戶平臺包括信息發 布模塊和信息交互模塊；所述專業用戶平臺包括信息檢索模塊、統計分析模塊、決策支持模 塊、數據建模模塊、遠程指揮模塊、遠程控制模塊以及遠程培訓模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種基於3G技術的農業生產可視化實時監測預警系統，其包括監測設備終端，設置在農業生產監測點；監測預警平臺，設置在用戶端；所述監測設備終端與所述監測預警平臺之間通過3G網絡視頻伺服器進行數據傳輸。本實用新型能夠數據傳輸實現3G技術標準，能夠顯著提高數據傳送的速度和傳輸質量，特別是能夠很好地實現視頻和聲音數據的傳送，以滿足農業生產更進一步的實時監測和預警管理需求；在終端設置GPS模塊，能夠向系統平臺傳輸GPS定位數據；終端還設有視頻採集模塊，通過系統平臺可對終端採集的視頻影像進行遠程查看和控制，為用戶提供更加全面的數據服務；選用電網電源供電方式或風光互補供電方式，適用範圍更廣。
文檔編號H02H7/18GK201774631SQ20102025721
公開日2011年3月23日 申請日期2010年7月14日 優先權日2010年7月14日
發明者李毅 申請人:李毅