CN105388809A - 基于北斗定位技术的土壤熵情分布自动监测*** - Google Patents

基于北斗定位技术的土壤熵情分布自动监测*** Download PDF

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赵发勇
王宪菊
周小波
陈曙光
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Fuyang Normal University
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Fuyang Normal University
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    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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    • G05B19/0428—Safety, monitoring
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Abstract

一种基于北斗定位技术的土壤熵情分布自动监测***，包括具有北斗定位功能的土壤墒情监测终端、无线Ad？Hoc网络、移动网关和数据分析中心平台；其中任意两个土壤墒情监测终端之间通过无线Ad？Hoc网络通信，且无线Ad？Hoc网络经数据传送给移动网关，移动网关再通过移动通信网，如3G/4G或Internet远程上传到数据分析中心平台，在数据分析中心平台，将采样点的数据转换采样点点位图，并对各采样点数据进行空间插值，形成采集数据分布图，如土壤湿度分布图、pH值分布图及土壤养分分布图等，实现对精准农业的自动监测和管理。

Description

基于北斗定位技术的土壤熵情分布自动监测***
技术领域
本发明涉及农业物联网应用技术领域，具体涉及一种基于北斗定位技术的土壤熵情分布自动监测***。
背景技术
精准农业(PrecisionAgriculture)是依靠信息技术支撑，实现精准播种、精准施肥、精准灌溉、精准动态管理和精准收获，通过精细化管理实现农业高效益、可持续发展是农业发展新潮流。其核心是卫星定位技术、地理信息技术、遥感技术和自动控制技术。
农田环境监测作为精准农业中的基础环节，能够直接获得农作物气象环境、土壤条件、农作物苗情等相关参数，为精准农业的执行过程提供最直接的依据，是精准农业实现过程中重要组成部分。
农田的环境监测是支撑精准农业技术的关键，实时、方便、有效地采集农作物生长环境参数是实现精准农业的重要基础。传统的农田环境监测***多采用有线组网的方式或者直接采用人工实地检测获得环境数据，这两者都具有局限性。有线组网方式缺乏灵活性，受地理环境的限制，线路资源损耗较大，难以实现远距离监测；人工实地检测更耗费人力、物力，且获取的数据量有限，无法获得较大范围内的数据分布情况，此外受主观因素限制，测量结果难免出现误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种智能、高效的基于北斗定位技术的土壤熵情分布自动监测***。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种基于北斗定位技术的土壤熵情分布自动监测***，包括具有北斗定位功能的土壤墒情监测终端、无线AdHoc网络、移动网关和数据分析中心平台；其中任意两个土壤墒情监测终端之间通过无线AdHoc网络通信，且无线AdHoc网络经数据传送给移动网关，移动网关再通过移动通信网，如3G/4G或Internet远程上传到数据分析中心平台，在数据分析中心平台，将采样点的数据转换采样点点位图，并对各采样点数据进行空间插值，形成采集数据分布图，如土壤湿度分布图、pH值分布图及土壤养分分布图等，实现对精准农业的自动监测和管理。
所述土壤墒情监测终端安放在各个采集点，实现对农作物生长环境，如湿度、pH值及土壤养分等数据的自动采集，主要包括北斗定位模块、土壤墒情传感模块、微处理器、无线通讯模块和电源模块；
所述土壤墒情传感模块采集土壤墒情，如湿度、pH值及土壤养分等信息，所述北斗定位模块采集该节点的经度、纬度信息，所述微处理器接收到采集信息后，经过分析处理，将该节点的土壤墒情数据及地理位置信息通过无线通讯模块传输给相邻节点，所述电源为土壤墒情监测终端提供电能，可以根据条件选择电池和市电供电；
所述数据分析中心平台基于云计算平台***构建，通过云计算的相关技术，把内存、I/O设备、存储和计算能力集中起来成为一个虚拟的资源池；借助GIS技术中的数据库技术，通过计算中心将各终端采集的附带北斗定位的数据进行***集成和计算分析，建立层次数据库、关系数据库和网络数据库，并将采样点的北斗点位数据通过适当的比例变换转换成点位图，对各采样点数据进行空间插值，形成监测数据的自动分布图，在自动分布图中，每一个采样点与监测点一一对应，不但可以观测各个点的农田环境监测数据和经纬度信息，而且各个采样点的相对位置一目了然，非采样点之间的所有位置均可以自动显示出相应的土壤熵情。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，设计合理，抗干扰能力强，解决土壤墒情自动检测问题，降低生产成本，提高劳动生产力和管理效率。
附图说明
图1为本发明网络传输示意图；
图2为本发明农田节点布局图；
图3为本发明土壤墒情监测终端原理框图；
图4为本发明点位数据转换示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1-4所示，一种基于北斗定位技术的土壤熵情分布自动监测***，包括具有北斗定位功能的土壤墒情监测终端、无线AdHoc网络、移动网关和数据分析中心平台；其中任意两个土壤墒情监测终端之间通过无线AdHoc网络通信，且无线AdHoc网络经数据传送给移动网关，移动网关再通过移动通信网，如3G/4G或Internet远程上传到数据分析中心平台，在数据分析中心平台，将采样点的数据转换采样点点位图，并对各采样点数据进行空间插值，形成采集数据分布图，如土壤湿度分布图、pH值分布图及土壤养分分布图等，实现对精准农业的自动监测和管理。
土壤墒情监测终端安放在各个采集点，实现对农作物生长环境，如湿度、pH值及土壤养分等数据的自动采集，主要包括北斗定位模块、土壤墒情传感模块、微处理器、无线通讯模块和电源模块；土壤墒情传感模块采集土壤墒情，如湿度、pH值及土壤养分等信息，所述北斗定位模块采集该节点的经度、纬度信息，所述微处理器接收到采集信息后，经过分析处理，将该节点的土壤墒情数据及地理位置信息通过无线通讯模块传输给相邻节点，所述电源为土壤墒情监测终端提供电能，可以根据条件选择电池和市电供电；
数据分析中心平台基于云计算平台***构建，通过云计算的相关技术，把内存、I/O设备、存储和计算能力集中起来成为一个虚拟的资源池；借助GIS技术中的数据库技术，通过计算中心将各终端采集的附带北斗定位的数据进行***集成和计算分析，建立层次数据库、关系数据库和网络数据库，并将采样点的北斗点位数据通过适当的比例变换转换成点位图，对各采样点数据进行空间插值，形成监测数据的自动分布图，在自动分布图中，每一个采样点与监测点一一对应，不但可以观测各个点的农田环境监测数据和经纬度信息，而且各个采样点的相对位置一目了然，非采样点之间的所有位置均可以自动显示出相应的土壤熵情。
在图2所示的各个监测点安放数据采集终端，任意两个监测点之间通过adhoc无线网络通信，adhoc网络是一种可以自由组织、自恢复、低功耗的网状网络，在AdHoc网络中没有中心控制节点，终端通过分布式协议互联。一旦网络的某个或某些节点发生故障，其余的节点仍然能够正常工作。在AdHoc网络中，由于每个终端的通信范围有限，因此路由一般都由多跳组成，数据通过多个终端的转发才能到达目的地，即到达距离移动网关较近监测点。如图2所示的监测点2和监测点4。各个传感器模块监测的信息再通过无线传感器网络传输至移动网关，移动网关再通过移动通信网如4G或Internet远程上传到数据分析中心。数据处理中心接受各种传感数据并经过信号处理、图像处理、专家***等技术形成数据处理、显示、使用***平台，并提供快速有效地反馈功能。
本***具有如下功能。
A.提供单个点的农田环境监测数据随时间变化；
B.提供不同观测点的某种熵情分布图；
C.根据大数据中心给出土壤熵情判断，提供用户决策参考。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种基于北斗定位技术的土壤熵情分布自动监测***，其特征在于，包括具有北斗定位功能的土壤墒情监测终端、无线AdHoc网络、移动网关和数据分析中心平台；其中任意两个土壤墒情监测终端之间通过无线AdHoc网络通信，且无线AdHoc网络经数据传送给移动网关，移动网关再通过移动通信网将数据远程上传到数据分析中心平台，在数据分析中心平台，将采样点的数据转换采样点点位图，并对各采样点数据进行空间插值，形成采集数据分布图。
2.根据权利要求1所述的基于北斗定位技术的土壤熵情分布自动监测***，其特征在于，所述土壤墒情监测终端安放在各个采集点，实现对农作物生长环境中湿度、pH值及土壤养分数据的自动采集，包括北斗定位模块、土壤墒情传感模块、微处理器、无线通讯模块和电源模块；
所述土壤墒情传感模块采集土壤墒情，所述微处理器接收到采集信息后，经过分析处理，将该节点的土壤墒情数据及地理位置信息通过无线通讯模块传输给相邻节点，所述电源为土壤墒情监测终端提供电能，根据条件选择电池和市电供电。
3.根据权利要求1所述的基于北斗定位技术的土壤熵情分布自动监测***，其特征在于，所述数据分析中心平台基于云计算平台***构建，通过计算中心将各终端采集的附带北斗定位的数据进行***集成和计算分析，建立层次数据库、关系数据库和网络数据库，并将采样点的北斗点位数据通过适当的比例变换转换成点位图，对各采样点数据进行空间插值，形成监测数据的自动分布图，在自动分布图中，每一个采样点与监测点一一对应，其它任意位置熵情均可自动显示或查询。
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