CN103747009A - 一种监测水稻生长状况的***及其方法 - Google Patents

一种监测水稻生长状况的***及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种监测水稻生长状况的***及其方法，所述的***包括传感器、开关电路、信号处理电路、物联网手机、网络服务器、管理电脑和联网控制器，所述的传感器用于检测水稻病虫害与生长状况信息，用于检测水稻病虫害种类及数量的多少，检测水稻的营养成分及环境的温度、湿度和水分；所述的物联网手机中安装有物联网手机***。本发明通过研究和开发新的水稻病虫害与生长状况信息数据采集技术，建立网络化的专家数据库***防控模型，实现数据传送的网络自动化，是对各类农业病虫害与生长状况进行高效预测、预报和防护、控制，以及对农业领域展开广泛深入研究，大面积提高农业产量与质量、降低成本、提高效益的必然趋势。

Description

一种监测水稻生长状况的***及其方法
技术领域
本发明涉及一种农业与农村信息化技术，特别是涉及一种监测水稻生长状况的***及其方法。
背景技术
众所周知，手机通常是用来通话、发短信、聊天及视频的，但一般没有被用来做物联网的信息采集、显示、传输、联网、控制及用户管理的，这使得手机的资源与功能没有得到充分发挥。
农业是通过培育动植物生产食品及工业原料的产业，本发明主要是针对水稻，特别是以水稻病虫害与生长状况为核心。在农业生产中，受到水稻害虫的危害，使农业经济遭受很大的损失。根据***粮农组织估计，世界粮食常年因虫害损失14％、因病害损失10％、因草害损失11％。据统计，每年我国每公顷土地病虫害发生24起左右，防治25起左右。但有些病虫害并不严重，也大面积进行了防治。这样的防治，仅10％的农药发挥了防治有害生物的作用，其余90％都释放到环境中，给环境带来了沉重的负担和污染。
造成这一结果的主要原因有四：
(1)病虫害与生长状况信息采集和处理手段基本上靠人工，费时费力，导致病虫害预测预报的滞后和失误；
(2)信息传递采取广播电视、传真、邮件和书面等落后、被动、低效的手段，使得病虫害测报和防控严重滞后；
(3)对各类农作物的各类病虫害、生长状况、产量、质量与施药、施肥、耕作之间的关系缺少***性研究，水稻在大面积种植的全过程中我们不能更好实施科学指导与防控。
(4)由于缺少现代化的信息采集与网络处理平台，农业植保领域研究的深度和广度都受到很大制约。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种具有网络自动化监测能力的监测水稻生长状况的***及其方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种监测水稻生长状况的***，包括传感器、开关电路、信号处理电路、物联网手机、网络服务器、管理电脑和联网控制器，所述的传感器依次顺序与开关电路、信号处理电路和物联网手机连接，所述的物联网手机还分别与联网控制器的输入端和网络服务器连接，所述的网络服务器还与管理电脑连接；
所述的传感器用于检测水稻病虫害与生长状况信息，用于检测水稻病虫害种类及数量的多少，检测水稻的营养成分及环境的温度、湿度和水分；
所述的开关电路为手动开关或集成电路自动开关，用于开启和控制传感器；
所述的信号处理电路用于处理传感器的信号，将传感器的模拟信号转换成数字信息；
所述的物联网手机放置在传感器检测现场，它除用于通信外，还用于接收、处理和显示传感器的信息，物联网手机将预测防控处理模块处理的预测防控方法传递给联网控制器；
所述的联网控制器用于控制传感器现场的水稻病虫害种类及数量的多少，控制水稻的营养成分及环境的温度、湿度和水分；
所述的物联网手机中安装有物联网手机***，所述的物联网手机***包括传感器信息存储显示模块、预测防控处理模块、联网控制器信息传送模块、联网控制器信息传送模块和物联网手机***管理模块，还安装有农业病虫害与生长状况预测防控专家***数据库；所述的传感器信息存储显示模块与网络服务器前端连接，所述的预测防控处理模块与网络服务器后端连接，所述的联网控制器信息传送模块与联网控制器的输入端连接，网络服务器的后端与管理电脑连接；
所述的网络服务器安装有网络服务器模块，用于建立网站和对物联网手机***进行升级、通信、信息处理、文件处理、网站资讯更新、邮件服务、搜索服务、广告服务、微博服务和用户管理；
所述的管理电脑安装有管理电脑***管理模块，用于管理物联网手机***、管理网站、打印和存储；
所述的传感器信息存储显示模块用于处理传感器信号的存储和显示；
所述的信息接收与处理模块用于物联网手机对预测防控处理模块传送过来的信息进行显示、存储和处理；
所述的预测防控处理模块用于对采集的数据自动制定相应的预测防控方法；
所述的联网控制器信息传送模块用于控制联网控制器，实现有效控制传感器现场水稻病虫害种类及数量的多少，水稻的营养成分及环境的温度、湿度和水分。
本发明所述的物联网手机包括物理传感器手机、化学传感器手机和生物传感器手机，所述的物理传感器手机是连接物理传感器的物联网手机，所述的化学传感器手机是连接化学传感器的物联网手机，所述的生物传感器手机是连接生物传感器的物联网手机；所述的物联网手机将实时接收的农业病虫害与生长状况信息送到物联网手机的预测防控处理模块进行处理，处理时查询和更新农业病虫害与生长状况预测防控专家***数据库，处理后生成农业病虫害与生长状况预测防控方案，然后再通过物联网手机预防和控制相应农业病虫害，指导施药、施肥、施料和耕作。
本发明所述的传感器与开关电路及信号处理电路外置，通过接口与物联网手机连接；或内置到物联网手机电路板上或集成到物联网手机硬件模块里面。
本发明所述的传感器为数字传感器时，省去信号处理电路。
本发明所述的传感器为多个。
一种监测水稻生长状况的监测***的监测方法，包括以下步骤：
A、开关电路接通传感器，传感器获取信息后传送给信号处理电路变换成数字信号，然后输送给物联网手机的传感器信息存储显示模块；
B、传感器信息存储显示模块将信息处理成显示数字在物联网手机屏上显示出来；
C、网络服务器将物联网手机的数据进行显示、存储和管理，所述的数据是指经过传感器信息存储显示模块处理后的信息；
D、物联网手机的预测防控处理模块通过网络服务器对物联网手机的信息的传递，自动处理信息得到预测防控的控制方案；
E、物联网手机从物联网手机的预测防控处理模块中得到预测防控的控制方案，接收方案后通过物联网手机设置的联网控制器信息传送模块，自动对联网控制器发出控制指令，有效的控制传感器现场水稻病虫害种类及数量的多少，水稻的营养成分及环境的温度、湿度和水分；
F、物联网手机通过网络服务器模块对物联网手机***进行通信、存储信息、处理信息、升级、文件处理、网站资讯更新、邮件服务、搜索服务、广告服务、微博服务和用户管理
G、管理电脑接收来自网络服务器传递的信息，用于管理网站、打印、显示和存储。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过研究、开发新的水稻病虫害(包含疫情，下同)与生长状况信息数据采集技术，建立网络化的专家数据库***防控模型，实现数据传送的网络自动化，然后将该防控模型存入在手机上，再通过手机对整个***的控制，是对各类农业病虫害与生长状况进行高效预测、预报和防护、控制，以及对农业领域展开广泛深入研究，大面积提高农业产量与质量、降低成本、提高效益的必然趋势。
2、本发明不需要人为的通过电脑联网对得到的信息进行手动的控制，而是通过物联网手机***（其中的物联网手机的预测防控处理模块）自动对信息进行判断，得出预测防控方案后，物联网手机接收该方案后自动对联网控制器进行控制并实施方案，省去了人们时不时对电脑进行查看的时间，大量减轻了劳动力，提高了生产效率，本物联网手机建成后，将在水稻病虫害和生长监测，防控方面带来极大的便利。
3、本发明针对手机没有被用于物联网的问题，提出了一种具有信息采集、显示、传输、联网、控制、用户管理等功能的物联网手机及***，并对一种农业病虫害与生长状况预测防控。
附图说明
本发明共有附图3张，其中：
图1是本发明的原理框图。
图2是物联网手机的电路原理图。
图3是本发明的方法流程图。
图中：1、传感器，2、开关电路，3、信号处理电路，4、物联网手机，5、传感器信息存储显示模块，6、网络服务器，7、管理电脑，8、预测防控处理模块，9、联网控制器，D1为物联网手机内部温度传感器,D2为物联网手机外部温度传感器,R1-R3为电阻,C1-C3为电容。
具体实施方式
以下结合附图，说明本发明的具体实施方式：
物联网手机及***如图1所示，1-n个(种)传感器1，通过开关电路2与信号处理电路3连接，信号处理电路3接入物联网手机4，传感器信息存储显示模块5与网络服务器6的前端连接，物联网的预测防控处理模块8与网络服务器6的后端连接，联网控制器9与物联网手机4的后端连接，管理电脑7与网络服务器6的后端连接。
图2是一种物联网温度手机的电路原理图。在手机硬件模块的输入端接入信号处理电路3，在其输入端连接开关电路2，在开关电路2的输入端分别接入温度手机内部二极管温度传感器D1和外部二极管温度传感器D2。内部二极管温度传感器D1用于测量手机环境温度；外部二极管温度传感器D2用于测量手机环境以外温场的温度。
按图1所示物联网手机及***原理图，物联网温度手机***的硬件除了传感器1、开关电路2、信号处理电路3和温度手机外，还需要设置网络服务器6、管理电脑7及联网控制器9三部分***硬件。
为了处理物联网手机4及物联网手机***温度数据的通信、传输、管理，需要设置以下部分软件模块：
在物联网手机硬件模块中设置温度数据存储显示模块。
在物联网手机硬件模块中设置信息接收与处理模块。
在网络服务器中设置服务器管理模块。
在物联网手机中设置物联网手机预测防控处理模块。
在物联网手机中并设置温度控制信息传送模块。
在管理电脑中设置温度手机管理电脑***管理模块。
如图1、图2所示，二极管温度传感器D1、D2将温度-电压信号通过开关电路2传送给信号处理电路3转换成数字信号，然后传送给物联网手机4将温度数据存储显示模块变成温度数据在物联网手机4屏上显示出来。
以下结合图1进行说明：物联网手机4的预测防控处理模块8通过网络服务器6将温度手机温度数据进行处理，并自动制定出预测防控方案；联网控制器9通过物联网手机温度控制信息传送模块，接收温度控制信息，控制温度传感器现场的温度；物联网手机4通过网络服务器模块对物联网手机***进行升级、存储信息、处理信息、网站资讯更新、邮件服务、搜索服务、广告服务、微博等管理和用户管理；通过管理电脑7的管理电脑***管理模块对物联网手机***、网站、等进行管理。
在图2中接入多个温度传感器，通过开关电路2切换，可以实现对多个温场的温度数据采集、显示、传输、联网、控制。
本发明温度手机不仅具有手机功能，而且可以用来检测固体、气体、液体及空间温度，温度手机***可以用来对固体、气体、液体及空间温度的检测、显示、传输、通信、打印、联网、控制和对温度手机用户、网站进行管理。
以下是物联网手机的预测防控处理模块得到预测防控方案的具体内容；
图3所示是一种农业病虫害与生长状况预测防控方法，包括获得农业病虫害与生长状况综合信息的方法、对该综合信息进行处理的软件和农业病虫害与生长状况预测防控专家***数据库（存在于物联网手机的预测防控处理模块中）。

Claims (6)

1.一种监测水稻生长状况的***，其特征在于：包括传感器（1）、开关电路（2）、信号处理电路（3）、物联网手机（4）、网络服务器（6）、管理电脑（7）和联网控制器（9），所述的传感器（1）依次顺序与开关电路（2）、信号处理电路（3）和物联网手机（4）连接，所述的物联网手机（4）还分别与联网控制器（9）的输入端和网络服务器（6）连接，所述的网络服务器（6）还与管理电脑（7）连接；
所述的传感器（1）用于检测水稻病虫害与生长状况信息，用于检测水稻病虫害种类及数量的多少，检测水稻的营养成分及环境的温度、湿度和水分；
所述的开关电路（2）为手动开关或集成电路自动开关，用于开启和控制传感器（1）；
所述的信号处理电路（3）用于处理传感器（1）的信号，将传感器（1）的模拟信号转换成数字信息；
所述的物联网手机（4）放置在传感器（1）检测现场，它除用于通信外，还用于接收、处理和显示传感器（1）的信息，物联网手机（4）将预测防控处理模块（8）处理的预测防控方法传递给联网控制器（9）；
所述的联网控制器（9）用于控制传感器（1）现场的水稻病虫害种类及数量的多少，控制水稻的营养成分及环境的温度、湿度和水分；
所述的物联网手机（4）中安装有物联网手机***，所述的物联网手机***包括传感器信息存储显示模块（5）、预测防控处理模块（8）、联网控制器（9）信息传送模块、联网控制器（9）信息传送模块和物联网手机***管理模块，还安装有农业病虫害与生长状况预测防控专家***数据库；所述的传感器信息存储显示模块（5）与网络服务器（6）前端连接，所述的预测防控处理模块（8）与网络服务器（6）后端连接，所述的联网控制器（9）信息传送模块与联网控制器（9）的输入端连接，网络服务器（6）的后端与管理电脑（7）连接；
所述的网络服务器（6）安装有网络服务器模块，用于建立网站和对物联网手机***进行升级、通信、信息处理、文件处理、网站资讯更新、邮件服务、搜索服务、广告服务、微博服务和用户管理；
所述的管理电脑（7）安装有管理电脑***管理模块，用于管理物联网手机***、管理网站、打印和存储；
所述的传感器信息存储显示模块（5）用于处理传感器（1）信号的存储和显示；
所述的信息接收与处理模块用于物联网手机（4）对预测防控处理模块（8）传送过来的信息进行显示、存储和处理；
所述的预测防控处理模块（8）用于对采集的数据自动制定相应的预测防控方法；
所述的联网控制器（9）信息传送模块用于控制联网控制器（9），实现有效控制传感器（1）现场水稻病虫害种类及数量的多少，水稻的营养成分及环境的温度、湿度和水分。
2.根据权利要求1所述的一种监测水稻生长状况的***，其特征在于：所述的物联网手机（4）包括物理传感器（1）手机、化学传感器（1）手机和生物传感器（1）手机，所述的物理传感器（1）手机是连接物理传感器（1）的物联网手机（4），所述的化学传感器（1）手机是连接化学传感器（1）的物联网手机（4），所述的生物传感器（1）手机是连接生物传感器（1）的物联网手机（4）；所述的物联网手机（4）将实时接收的农业病虫害与生长状况信息送到物联网手机（4）的预测防控处理模块（8）进行处理，处理时查询和更新农业病虫害与生长状况预测防控专家***数据库，处理后生成农业病虫害与生长状况预测防控方案，然后再通过物联网手机（4）预防和控制相应农业病虫害，指导施药、施肥、施料和耕作。
3.根据权利要求1所述的一种监测水稻生长状况的***，其特征在于：所述的传感器（1）与开关电路（2）及信号处理电路（3）外置，通过接口与物联网手机（4）连接；或内置到物联网手机（4）电路板上或集成到物联网手机（4）硬件模块里面。
4.根据权利要求1所述的一种监测水稻生长状况的***，其特征在于：所述的传感器（1）为数字传感器（1）时，省去信号处理电路（3）。
5.根据权利要求1所述的一种监测水稻生长状况的***，其特征在于：所述的传感器（1）为多个。
6.一种监测水稻生长状况的监测***的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、开关电路（2）接通传感器（1），传感器（1）获取信息后传送给信号处理电路（3）变换成数字信号，然后输送给物联网手机（4）的传感器信息存储显示模块（5）；
B、传感器信息存储显示模块（5）将信息处理成显示数字在物联网手机（4）屏上显示出来；
C、网络服务器（6）将物联网手机（4）的数据进行显示、存储和管理，所述的数据是指经过传感器信息存储显示模块（5）处理后的信息；
D、物联网手机（4）的预测防控处理模块（8）通过网络服务器（6）对物联网手机（4）的信息的传递，自动处理信息得到预测防控的控制方案；
E、物联网手机（4）从物联网手机（4）的预测防控处理模块（8）中得到预测防控的控制方案，接收方案后通过物联网手机（4）设置的联网控制器（9）信息传送模块，自动对联网控制器（9）发出控制指令，有效的控制传感器（1）现场水稻病虫害种类及数量的多少，水稻的营养成分及环境的温度、湿度和水分；
F、物联网手机（4）通过网络服务器模块对物联网手机***进行通信、存储信息、处理信息、升级、文件处理、网站资讯更新、邮件服务、搜索服务、广告服务、微博服务和用户管理
G、管理电脑（7）接收来自网络服务器（6）传递的信息，用于管理网站、打印、显示和存储。
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