一種基於雲服務的農業智能優化監控系統及優化監控方法

2023-05-21 22:20:46 2

一種基於雲服務的農業智能優化監控系統及優化監控方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於雲服務的農業智能優化監控系統，包括多個用戶單元和雲計算中心伺服器，每個用戶單元包括傳感器、用戶端採集器、用戶端控制器、被控設備和用戶終端網關，傳感器與用戶端採集器連接，用戶端控制器與被控設備連接，用戶端採集器和用戶端控制器分別與用戶終端網關通訊連接，用戶終端網關與雲計算中心伺服器通訊連接。本發明還公開了一種農業智能優化監控方法，包括：預置多套環境參數；用戶獲取最優預置環境參數，並控制被控設備的運行狀態；採集實時環境參數信息，控制被控設備，使實時環境參數保持最優狀態。通過本發明，各用戶能夠實現數據共享和優化實施，使農業具有精細化、智能化和低門檻的優勢，從而帶動農業快速發展。
【專利說明】—種基於雲服務的農業智能優化監控系統及優化監控方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種農業監控系統及監控方法，尤其涉及一種基於雲服務的農業智能優化監控系統及優化監控方法。
【背景技術】
[0002]在農業養殖和/或種植中，由於技術水平和經驗的差異，各用戶的收益狀況差距較大，特別涉及農業養殖和/或種植行業中產品附加值較高的行業，如中高端經濟農作物種植或稀有類/批量動物養殖等，由於這類行業的產品經濟價值高，所以導致了它們對種植和養殖的經驗和技術相對要求比較高，而行業內大多數種養殖戶和種植戶由於對專業經驗的缺乏，或者專業技術沒有得到很好的提高，直接導致了他們收益過低甚至虧本，從而導致很多行業外人士對於該行業望而卻步，最終導致行業發展受阻。
[0003]傳統農業養殖和/或種植中很多種植養殖戶自己購買控制設備進行手動控制，通常情況是根據天氣熱了打開風扇散熱，感覺空氣溼度太低了，再手動打開控制設備。另外一種是通過購買普通的控制設備人工設定溫溼度的範圍，然後與傳感器聯動起來實現簡單的環境控制。但這些方法在實際應用中並不完善，第一種僅僅根據天氣情況和經驗來調整動植物生長環境，由於無法量化具體的數據，同時由於人工自己操作也經常存在忘記控制或由於事情繁忙無法控制的情況，從而導致植物不能保持最優的生長環境導致減產，也可能由於生長環境過於惡劣卻又無法及時調整導致動植物死亡。第二種雖然可以簡單的實現環境控制，但是這些溫溼度範圍的參數也只能憑個人感覺或者經驗來制定，不能真正意義上做到最優，也無法根據不同的植物制定不同的監測方案。
[0004]所以，傳統農業還沒有比較完善的監控系統用於完成養殖和/或種植業的全程監控和優化系統，嚴重阻礙了農業向智能化、規模化、精細化方向發展。

【發明內容】

[0005]本發明的目的就在於為了解決上述問題而提供一種基於雲服務的農業智能優化監控系統及優化監控方法。
[0006]為了達到上述目的，本發明採用了以下技術方案:
[0007]本發明所述基於雲服務的農業智能優化監控系統包括多個用戶單元和雲計算中心伺服器，每個所述用戶單元包括傳感器、用戶端採集器、用戶端控制器、被控設備和用戶終端網關，所述傳感器的信號輸出端與所述用戶端採集器的信號輸入端連接，所述用戶端控制器的控制輸出端與所述被控設備的控制輸入端連接，所述用戶端採集器和所述用戶端控制器分別與所述用戶終端網關通訊連接，所述用戶終端網關與所述雲計算中心伺服器通訊連接。
[0008]上述結構中，雲計算中心伺服器是近年發展起來的集成型高速運算伺服器，其通過網絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數個較小的子程序，再交由多部伺服器所組成的龐大系統經搜尋、計算分析之後將處理結果回傳給用戶。通過這項技術，網絡服務提供者可以在數秒之內，達成處理數以千萬計甚至億計的信息，達到和「超級計算機」同樣強大效能的網絡服務。傳感器是一種成熟應用多年的檢測裝置，能感受到被測量的信息，並能將檢測感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求，它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。用戶端採集器、用戶端控制器、被控設備和用戶終端網關均為監控常用的配套設備，其具體結構不在本發明專利的討論範圍內。
[0009]具體地，所述用戶端採集器和所述用戶端控制器分別與所述用戶終端網關通過Zigbee網絡通訊連接。Zigbee網絡為目前的優選無線通訊網絡，根據實際需要也可選擇其它通訊網絡。
[0010]所述用戶終端網關與所述雲計算中心伺服器通過GPRS或3G網絡通訊連接。GPRS或3G網絡為目前的優選無線通訊網絡，根據實際需要也可選擇其它無線/有線通訊網絡。
[0011]具體而言，所述傳感器包括溫溼度傳感器、氣體傳感器和光照傳感器，根據實際應用需要也可包括其它傳感器；所述被控設備包括噴水/噴霧機、風機和遮陽板，根據實際應用需要也可包括其它被控設備。
[0012]本發明所述農業智能優化監控系統採用的優化監控方法，包括以下步驟:
[0013](I)在雲計算中心伺服器內預置動物養殖和/或植物種植的多套環境參數，該預置環境參數與類別信息和生長周期信息一一對應；
[0014](2)用戶通過用戶終端網關向雲計算中心伺服器發送動物養殖和/或植物種植的類別信息和生長周期信息；
[0015](3)雲計算中心伺服器根據用戶終端網關發送的類別信息和生長周期信息，選擇最優預置環境參數發送給用戶終端網關，用戶終端網關將環境參數信息發送給用戶端控制器，用戶端控制器控制被控設備的運行狀態；
[0016](4)傳感器採集動物養殖和/或植物種植的實時環境參數並將採集的信息發送給用戶端採集器，用戶端採集器發送給用戶終端網關，用戶終端網關將實時環境參數與第(3)步驟中從雲計算中心伺服器獲得的最優預置環境參數相比較，當發現兩者不一致時，用戶終端網關將告警信息發送給雲計算中心伺服器做記錄，同時向用戶端控制器發送運行控制指令；
[0017](5)用戶終端網關將實時環境參數信息與第(3)步驟中從雲計算中心伺服器獲得的環境參數相比較，發現兩者一致時，用戶終端網關將解除告警信息發送給雲計算中心伺服器做記錄，同時向用戶端控制器發送停止運行控制指令。
[0018]進一步，本發明所述優化監控方法還包括以下步驟:
[0019]①用戶將自己的動物養殖和/或植物種植的類別信息、生長周期信息、環境參數信息和收穫狀況信息通過用戶終端網關一一對應地發送給雲計算中心伺服器；
[0020]②雲計算中心伺服器將不同用戶終端網關發過來的信息進行對比，在具有相同的類別信息和生長周期信息的前提下，根據收穫狀況判斷並獲取最優環境參數，並將該最優環境參數作為與類別信息和生長周期信息一一對應的最優預置環境參數；
[0021]所述步驟(3)中，選擇所述步驟②的最優預置環境參數發送給用戶終端網關；
[0022]所述步驟①和步驟②可以單獨進行，也可以穿插於所述步驟(I) - (5)中。
[0023]本發明的有益效果在於:[0024]本發明所述農業智能優化監控系統能將所有使用到該系統的用戶(如家庭農戶)聯網，把所有的養殖和/或種植數據實時地保存到雲計算中心伺服器上，同時將收集而來的數據(包括從養殖和/或種植初期到最後農產品收益的全部數據)進行對比分析，把最優的養殖和/或種植方法即最優環境參數實時地反饋到使用該系統中對應的各個用戶終端並自動控制被控設備，最終實現農業養殖和/或種植的智能化看監控，從而達到讓所有用戶都能提聞收益的目的。
[0025]通過本發明，既能簡單有效地幫助沒有經驗的用戶快速提高他們養殖和/或種植的產量，又能把有經驗用戶的經驗快速推廣出去，各用戶能夠實現數據共享和優化實施，使農業具有精細化、智能化和低門檻的優勢，從而帶動農業快速發展。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發明所述農業智能優化監控系統的結構框圖；
[0027]圖2是本發明所述優化監控方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發明作進一步具體描述:
[0029]如圖1所示，本發明所述基於雲服務的農業智能優化監控系統包括多個用戶單元和雲計算中心伺服器，每個用戶單元包括傳感器、用戶端採集器、用戶端控制器、被控設備和用戶終端網關，傳感器的信號輸出端與用戶端採集器的信號輸入端連接，用戶端控制器的控制輸出端與被控設備的控制輸入端連接，用戶端採集器和用戶端控制器分別與用戶終端網關通訊連接，用戶終端網關與雲計算中心伺服器通訊連接。其中，用戶端採集器和用戶端控制器分別與用戶終端網關通過Zigbee網絡或其它網絡通訊連接；用戶終端網關與雲計算中心伺服器通過GPRS或3G網絡或其它網絡通訊連接；傳感器包括溫溼度傳感器、氣體傳感器和光照傳感器，還可包括其它傳感器；被控設備包括噴水/噴霧機、風機和遮陽板，還可包括其它被控設備。圖1中以用戶終端網關1、用戶終端網關2…用戶終端網關N代替多個用戶單元的用戶終端網關，與用戶終端網關2…用戶終端網關N對應的傳感器、用戶端採集器、用戶端控制器和被控設備未在圖中示出；圖1中還示出了資料庫，該資料庫可以置於雲計算中心伺服器內，也可以置於與雲計算中心伺服器連接的資料庫伺服器內。
[0030]如圖2所示，圖2中的方法流程是本發明所述農業智能優化監控系統採用的優化監控方法的總體體現，下述內容的部分細節和語言描述與圖2不一定完全相同，但在此基礎上易於理解，所述優化監控方法包括以下步驟:
[0031](I)在雲計算中心伺服器內預置動物養殖和/或植物種植的多套環境參數，該預置環境參數與類別信息和生長周期信息一一對應；
[0032](2)用戶通過用戶終端網關向雲計算中心伺服器發送動物養殖和/或植物種植的類別信息和生長周期信息；
[0033](3)雲計算中心伺服器根據用戶終端網關發送的類別信息和生長周期信息，選擇最優預置環境參數發送給用戶終端網關，用戶終端網關將環境參數信息發送給用戶端控制器，用戶端控制器控制被控設備的運行狀態；
[0034](4)傳感器採集動物養殖和/或植物種植的實時環境參數並將採集的信息發送給用戶端採集器，用戶端採集器發送給用戶終端網關，用戶終端網關將實時環境參數與第(3)步驟中從雲計算中心伺服器獲得的最優預置環境參數相比較，當發現兩者不一致時，用戶終端網關將告警信息發送給雲計算中心伺服器做記錄，同時向用戶端控制器發送運行控制指令；
[0035](5)用戶終端網關將實時環境參數信息與第(3)步驟中從雲計算中心伺服器獲得的環境參數相比較，發現兩者一致時，用戶終端網關將解除告警信息發送給雲計算中心伺服器做記錄，同時向用戶端控制器發送停止運行控制指令。
[0036]本發明所述優化監控方法還包括以下步驟:
[0037]①用戶將自己的動物養殖和/或植物種植的類別信息、生長周期信息、環境參數信息和收穫狀況信息通過用戶終端網關一一對應地發送給雲計算中心伺服器；
[0038]②雲計算中心伺服器將不同用戶終端網關發過來的信息進行對比，在具有相同的類別信息和生長周期信息的前提下，根據收穫狀況判斷並獲取最優環境參數，並將該最優環境參數作為與類別信息和生長周期信息一一對應的最優預置環境參數；
[0039]所述步驟(3)中，選擇所述步驟②的最優預置環境參數發送給用戶終端網關；
[0040]所述步驟①和步驟②可以單獨進行，也可以穿插於所述步驟(1) - (5)中。
[0041]下面以一個具體實例對本發明作具體說明: [0042]結合圖1和圖2，以某地區同一品種的I畝大棚辣椒為例，首先種植戶A、種植戶B、種植戶C將種植的類別信息和生長周期信息配置到用戶終端網關中，設置完成後用戶終端網關將這些信息發送到雲計算中心伺服器並保存於資料庫，同時雲計算中心伺服器實時收集並保存從不同用戶採集到的溫度、溼度、光照、二氧化碳等參數信息直到該階段的種植結束。
[0043]最終形成數據信息庫信息如下:(為了讓數據簡潔化，僅以溫度為例)
[0044]
【權利要求】
1.一種基於雲服務的農業智能優化監控系統，其特徵在於:包括多個用戶單元和雲計算中心伺服器，每個所述用戶單元包括傳感器、用戶端採集器、用戶端控制器、被控設備和用戶終端網關，所述傳感器的信號輸出端與所述用戶端採集器的信號輸入端連接，所述用戶端控制器的控制輸出端與所述被控設備的控制輸入端連接，所述用戶端採集器和所述用戶端控制器分別與所述用戶終端網關通訊連接，所述用戶終端網關與所述雲計算中心伺服器通訊連接。
2.根據權利要求1所述的基於雲服務的農業智能優化監控系統，其特徵在於:所述用戶端採集器和所述用戶端控制器分別與所述用戶終端網關通過Zigbee網絡通訊連接。
3.根據權利要求1或2所述的基於雲服務的農業智能優化監控系統，其特徵在於:所述用戶終端網關與所述雲計算中心伺服器通過GPRS或3G網絡通訊連接。
4.根據權利要求1或2所述的基於雲服務的農業智能優化監控系統，其特徵在於:所述傳感器包括溫溼度傳感器、氣體傳感器和光照傳感器；所述被控設備包括噴水/噴霧機、風機和遮陽板。
5.一種如權利要求1所述的農業智能優化監控系統採用的優化監控方法，其特徵在於:包括以下步驟: (1)在雲計算中心伺服器內預置動物養殖和/或植物種植的多套環境參數，該預置環境參數與類別信息和生長周期信息對應； (2)用戶通過用戶終端網關向雲計算中心伺服器發送動物養殖和/或植物種植的類別信息和生長周期信息； (3)雲計算中心伺服器根據用戶終端網關發送的類別信息和生長周期信息，選擇最優預置環境參數發送給用戶終端網關，用戶終端網關將環境參數信息發送給用戶端控制器，用戶端控制器控制被控設備的運`行狀態； (4)傳感器採集動物養殖和/或植物種植的實時環境參數並將採集的信息發送給用戶端採集器，用戶端採集器發送給用戶終端網關，用戶終端網關將實時環境參數與第(3)步驟中從雲計算中心伺服器獲得的最優預置環境參數相比較，當發現兩者不一致時，用戶終端網關將告警信息發送給雲計算中心伺服器做記錄，同時向用戶端控制器發送運行控制指令； (5)用戶終端網關將實時環境參數信息與第(3)步驟中從雲計算中心伺服器獲得的環境參數相比較，發現兩者一致時，用戶終端網關將解除告警信息發送給雲計算中心伺服器做記錄，同時向用戶端控制器發送停止運行控制指令。
6.根據權利要求5所述的優化監控方法，其特徵在於:還包括以下步驟: ①用戶將自己的動物養殖和/或植物種植的類別信息、生長周期信息、環境參數信息和收穫狀況信息通過用戶終端網關一一對應地發送給雲計算中心伺服器； ②雲計算中心伺服器將不同用戶終端網關發過來的信息進行對比，在具有相同的類別信息和生長周期信息的前提下，根據收穫狀況判斷並獲取最優環境參數，並將該最優環境參數作為與類別信息和生長周期信息一一對應的最優預置環境參數； 所述步驟(3)中，選擇所述步驟②的最優預置環境參數發送給用戶終端網關； 所述步驟①和步驟②可以單獨進行，也可以穿插於所述步驟(1)- (5)中。
【文檔編號】G05B19/418GK103605353SQ201310629051
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】張正偉, 宋華 申請人:四川五豐科技有限公司