CN106022553A - 用于农业活动监控和培训的***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于农业活动的监控和培训的计算机***和方法。所述***包括多个用于感测农业活动和环境参数以生成传感器数据的传感器。呈现在***中用于传输传感器数据至服务器的收发器。包括了用于检测个人执行的农业活动的活动检测模块的服务器。用于基于被检测活动生成监控反馈的监控反馈生成器。用于基于表现分数来确定个体执行的活动的表现分数和发送培训反馈至个人的远程培训模块。

Description

用于农业活动监控和培训的***和方法

相互参照相关申请和优先权

本申请要求专利申请号为1015/MUM/2015，于2015年3月26日在印度专利局提交的专利申请的优先权，并将其整体的内容结合至本申请。

技术领域

本发明涉及与农业相关的远程培训和远程监控领域。

背景技术

在世界的大多数地方，在农业方面个人仍在采用传统的方法。然而，这些方法却赶不上世界人口增长的需求。为了满足世界需求的增长，个人和种植户不得不学习新的农业技术以通过提高产量，减少农业开销，减轻对环境的破坏以及提升产品的质量来帮助个人。

然而，在学习新技术的过程中人们要经受大量的困难。需要对在农场上进行的活动进行检测和更新以改善在农业中的决策过程。

农民培训是一种不同于在学校教育的教育，因为它发生在正式的学习机构之外。在农村区域有农场的大多数农民认为农业培训是一种负担，因为他们不得不留下他们的农场不照料，来参加在遥远的地方的培训课程。

在这个领域中存在的另一个问题是只有非常少的农业专家，因此，实际上让这些专家亲自现场培训分布在世界不同地方的大量的人们当代农业技术和最好的农业实践是不可能的。此外，在传统的培训课程中，通过监控人们的活动以判断他们是否正确的学习并运用了农业技术是非常困难的。进一步，在监控员不得不监控人们所做的工作的情况下，基于人们的活动以监控并评估人们的生产力对于监控员来说是一种挑战。

因此，存在一种能够将传统领域的知识与现代技术相结合以提供对于使用者容易理解和使用的不同的农业知识的需求。

发明内容

本发明介绍一种与应用于农业活动的监控和培训的计算机***和方法，这将在下面的详细描述中进行进一步的描述。本发明并不用于确定要求保护的主题的基本技术特征，也不用于决定或者限制要求保护的主题的范围。

用于农业活动监控和培训的***和方法包括：检测个体从事的农业活动。通过对装在身体上的传感器和/或装在农场上的传感器(设置在农场的不同位置的传感器)获得的数据进行处理来感知这些活动。这些传感器感测关于预先设定的参数的数据。这些感测数据被传输至被设置在远处的服务器。服务器接收感测数据并实时地处理这些感测数据，并且为农民提供建议。感测数据的处理可以在传感器节点进行或者在服务器上进行。

附图说明

当前揭露的应用于农业活动的监控和培训的计算机***和方法将结合附图进行描述，其中：

图1示出了与当前要求保护的主题一致的用于农业活动监控和培训的计算机实现***和方法；

图2示出了与当前要求保护的主题一致的展示了农业活动监控和培训中涉及的步骤的流程图；

图3示出了与当前要求保护的主题一致的展示了农业活动远程监控***的一示例性实施例；

图4示出了与当前要求保护的主题一致的展示了农业活动远程培训***的一示例性实施例。

具体实施方式

现在将结合附图所示的实施例来描述用于监控和培训参与了农业活动的个体的计算机实现***和方法。这些实施例并不构成对公开内容的范围的限制。这些描述仅仅与所公开***及其建议的应用的实例和优选实施例相关。

这些实施例、各种不同的特征以及由这些实施例和特征带来的有益的细节将参考下述的无限制的实施例进行解释。省略了众所周知的部件和加工技术，以避免不必要的使得这里的实施例模糊不清。这些示例仅仅是为了便于理解这里的实施例可实施的方式和促使本领域的技术人员实施这些实施例。因此，这些例子不应解释为对这里的实施例的范围的限制。

接下来对具体实施例的描述将完整的揭露这些实施例的一般性，以致其他人通过应用现有知识可以简单的修改和/或调整如这种具体实施例的不同的应用而并不背离一般的概念，因此，这种调整和修改应当被包含在公开实施例的等同的含义和范围内。应当理解的是，这里所采用的措辞和术语为描述的目的而不是限制。因此，当这里的实施例通过优选的实施例描述了以后，本领域的技术人员可意识到，这里的实施例在这里描述的实施例的范围和精神内通过修改是能够实施的。

当前要求保护的主题为用于农业活动的监控和培训的计算机***。所述***利用与特殊作物相关的信息和在农场上执行的活动的类型。所述***能够分析接收自用于精确地确定个人在他们各自的农场中执行的活动的多个传感器的数据。

参照图1，其示出了用于农业活动监控和培训的***100。该***100包括：处理器10、存储器20、多个传感器30、收发器40、服务器50和通信器60。

处理器10与存储器20耦合。处理器100可实施为一个或者多个微处理器、微型计算机、微控制器、数字信号处理器、中心处理单元、状态机、逻辑电路和/或任何根据操作指令操纵信号的设备。在其它性能中，处理器10被配置以读取并执行存储于存储器20的预定规则集。

在一实施例中，处理器10配置以接受由多个传感器30产生的存储于存储器20中的多个传感器数据。处理器10进一步配置以处理多个传感器数据以得到多个处理的传感器数据。

处理器20包括配置以存储预定规则集的***资源库25。***资源库25可包括本领域中的已知的任何计算机可读介质，包括，例如，易失性存储器(例如，RAM)和/或非易失性存储器(例如，EPROM、闪速存储器等)。

在一实施例中，存储器20可以为任何掌上电脑、计算机或服务器的存储内存。存储器20可包括本领域中的任何计算机可读介质，包括，例如，易失性存储器(例如，静态随机存储器(SRAM)和动态随机存储器(DRAM))和/或非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM)、可擦除编程ROM、闪存、硬盘、光盘和磁带)。

在另一实施例中，***资源库25配置以存储由所述多个传感器30产生的传感器数据。

所述多个传感器30与***处理器10结合以接收***处理指令。所述多个传感器30配置以检测由个体和环境参数执行的农业活动以产生多个传感器数据。

所述多个传感器30包括在体传感器(on-body sensors)30a1至30an和在地传感器(on-field)30b1至30bn。在体传感器30a1至30an是能够个体携带的配置以检测个体执行的活动的传感器。在体传感器30a1至30an可包括但不限于全球定位***(GPS)、加速度计、照相机、扩音器、磁强计、陀螺仪和近距离传感器。GPS组件定位执行农业活动的个体的位置信息。加速度计用于确定加速度以进一步推断与在农场工作的个体的姿势相关的属性。近距离传感器用于探测与个体相关的附近物体的存在。在一实施例中，手持计算设备(智能手机、tabs、苹果平板电脑(IPad)等)的内置传感器能够用于探测个体在农场中执行的活动。

在一实施例中，由在体传感器30a1至30an产生的数据可进一步用于确定不同的属性，例如速度，并且基于这些特征确定个体执行的姿势/活动。

在地传感器30b1至30bn为示例性的安装于站点或者农场的用于检测与农业因素相关的环境数据的传感器。农业因素可包括但不限于水可用性部署、天气预报、土壤湿度、温度、湿度、叶面湿度、阳光可用性、土壤中的气体含量、土壤中的肥料含量、农作物的增长、农作物的杀虫剂含量和个体在他们的农场中执行的农业活动。在地传感器30b1至30bn可包括但不限于温度传感器、湿度传感器、土壤水分传感器、叶面湿度传感器、空气传感器、光强度计、露水预警传感器和云高计。

在一实施例中，由多个传感器30产生的所述多个传感器数据存储于***资源库25中。

在另一实施例中，由多个传感器30产生的所述多个传感器数据被出现在所述多个传感器之上的微处理器处理。

收发器40配置以与处理器100协作以接收所述多个处理的传感器数据。收发器40配置以传输传感器数据。

服务器5与收发器40结合以接收所述多个处理的传感器数据。服务器50包括：服务器资源库52、活动检测模块54、监控反馈发生器56和培训模块58。服务器资源库52配置以存储预定活动数据和农作物协议数据。

在一实施例中，服务器资源库52可设置于存储器20中。

预定活动数据包括与不同的农业活动相关的感测的数据集。所述农业活动可包括但不限于整地、种植、移植、手工除草、喷洒药品、灌溉、耕作、管理、监控、耕种、种植和收获。这些活动数据包括了关于执行任何农业活动的理想的/最好的方法的数据，这些数据导致了产量的提升、农业开销的减少、对环境破坏的减轻、收益质量的提升或者为任何其它与农业相关的因素提供任何改善。在一实施例中，所述预定数据是基于农业专家执行的农业活动产生的。当专家以优选的方法执行农业活动时将在身传感器配置在农业专家的身上，在身传感器获取活动的各种方面(速度、身体姿势、加速度、运动等)的数据并产生与该活动相应的传感器数据，然后基于所述产生的传感器数据生成预先定义的理想的活动模型。同时，记录下描述农业专家以优选的方式执行农业活动的视频本件。进一步，该视频文件能够用于个体以最好的方式学习农业活动。在经历了基础学习阶段的视频的学习后，当个体(受培训的农民)通过穿戴传感器或者在农场上布置传感器的方式执行活动时，产生用于告知个人(受培训的农民)培训指导的活动表现分数。

农作物协议数据用于基于时空参数数据、农业领域数据和农作物生命周期数据来确定特殊活动的可能性。农作物协议数据包括被安排在其更可能发生的具体的时间范围内的活动。在一示例性实施例中，小麦农作物的播种日期是已知的，在第四个星期收割该农作物的可能性是非常低的，相反，给该农作物施肥的可能性则是相对较高的。

活动检测模块54具有与服务器资源库52相结合以接收预先定义的活动数据和农作物协议数据的比较器(图中未示出)。活动检测模块54配置以将多个处理的传感器数据与预先定义的活动数据和农作物协议数据进行比较，以检测农业活动。在一示例性实施例中，如果基于多个传感器数据和预先定义的活动数据的比较的活动检测模块54因密切相关的传感器数据可以检测多于一种的农业活动，则农作物协议数据有助于缩小至单独的农业活动的范围。

在一示例性实施例中，个体正在给他的麦田施肥，基于多个传感器数据和预先定义的活动数据的比较的活动检测模块54检测了两种农业活动：施肥或者除草控制，这归因于紧密关联的传感器数据。在本示例中，农作物协议数据有助于精确的确定农业活动。在本示例中，播种小麦农作物的日期是已知的，在第二周进行除草控制的概率是非常小的，然而，为该农作物施肥的概率则是相当高的。监控反馈生成器56与活动检测模块54相结合以获得检测到的活动和配置以生成基于所述监测到的活动的监控反馈。在一实施例中，反馈可以是给在农场上的个体的必要的建议或者指示。在另一实施例中，通过监控反馈发生器56将分析数据提供给管理员/监控员/专家。自动地生成的反馈是基于当个体参加培训时所采集的传感器参数的。例如，不对这些示例进行限制，监控反馈发生器56可以提供关于耕作活动中的力量、喷药的浓度、具体活动的速度等。远处设置的管理员/监控员/专家监控正在他的农场上进行的农业活动，并响应所述监控反馈。

进一步，培训模块58包括表现分数确定器58a和培训反馈生成器58b。表现分数确定器58a与活动检测模块54相结合以接收检测的农业活动。表现分数确定器58a配置以基于对多个传感器数据和预先定义的活动数据(其中，预先定义的活动数据保存有关于执行任何农业活动的理想的/最好的方法的数据)的比较来确定检测到的农业活动的表现分数。表现分数表明了相对于以理想的方法执行活动而言，个体执行的该活动有多好。

在一实施例中，培训模块58相对于活动检测模块54独立地工作。表现分数确定器58a配置以接收自收发器40的多个传感器数据以及自服务器资源库的预先定义的活动数据。表现分数确定器58a进一步配置以基于对多个传感器数据和预先定义的活动数据(其中，预先定义的活动数据保存有关于执行任何农业活动的理想的/最好的方法的数据)的比较来确定检测到的农业活动的表现分数。

培训反馈生成器58b与表现分数确定器58a相结合以接收表现分数。培训反馈生成器58b配置以生成基于表现分数的培训反馈。在一实施例中，表现分数被提供给管理员和/或监控员和/或专家用于提供反馈。处于远处的管理员和/或监控员和/或专家监控在农场上执行的农业活动并将培训反馈提供给工作在农场上的个人。在另一实施例中，培训反馈可以是指示或者建议或者是对跟人的欣赏。

通信器60与监控反馈生成器56相结合以接收监控反馈，以及与培训反馈生成器58b相结合以接收培训反馈。通信器60配置以传达监控反馈和培训反馈至参与在农业活动中的个体。在一实施例中，通信器可以为台式机或者笔记本或者手机或者能与使用者通信的平板电脑。在另一实施例中，培训反馈或者监控反馈可以文本、电话、交互语音电话或者任何由此的组合形式进行传输。

在一示例性实施例中，想要学习农业实践的个人可以通过培训教材(例如展示了最好的实践的视频)进行学习，个人可以用手机应用和其它传感器以记录他执行的活动的数据。活动数据传输至服务器60，并且用于与预先定义的活动数据和农作物协议数据进行比较。

可选的，数据处理可以在例如移动设备或者平板电脑等的手持设备上完成，而不必将数据传输至服务器50。生成自用户活动的参数可用于与在视频(预先定义的理想活动模型)中描述的执行活动的理想的方法进行比较。基于该比较，可生成数据表现分数。数据表现分数是一种指示相对于理想活动的执行的活动有多好的指标/尺度。数据表现分数被传输至在使用通信器60的使用者。

本发明的***和方法不限于这里描述的具体的实施例。此外，每一个***的组件和每一种方法可独立地并且与其它组件和这里描述的方法分开地实施。每个组件和方法可用于与其它组件和方法结合。

参照图2，示出一种用于监控和培训参与了农业活动的个体的方法200。

在块202处，多个传感器30(在图1中示出)收集1与多个农业活动和农业参数相关的多个参数。所述多个传感器30包括在身传感器30a1至30an和在地传感器30b1至30bn。在身传感器30a1至30an是个人在农场中能够携带，并且配置以感测个人执行的活动的传感器。在地传感器30b1至30bn是通常设置在站点或者农场中以感测与农业参数相关的环境数据的传感器。环境参数可包括但不限于水可用性部署、天气预报、土壤湿度、温度、湿度、叶面湿度、阳光可用性、土壤中的气体含量、土壤中的肥料含量、农作物的增长、农作物的杀虫剂含量和个体在他们的农场中执行的农业活动。

在块204处，多个传感器基于收集的与农业活动和农业参数相关的参数生成多个传感器数据。

在块206处，收发器40(在图1中示出)接收由多个传感器30(在图1中示出)生成的多个传感器数据，并进一步将多个传感器数据传输至设置在远处的服务器50。

在一实施例中，多个传感器数据首先存储在***资源库25中。然后，多个传感器数据由处理器10处理以获得多个处理的传感器数据。

在块208处，多个传感器数据用于与预先定义的活动数据和农作物协议数据进行比较，以检测农业活动。预先定义的活动数据包括与不同的农业活动相关的感测的数据集。预先定义的活动数据包括关于执行任何农业活动的理想的/最好的方法的数据。农作物协议数据基于时空参数数据、农业领域数据和农作物声明周期数据来确定具体的活动的可能性。农作物协议数据包括被安排在其更可能发生的具体的时间范围内的活动。

在块210处，监控反馈由基于由活动检测模块54检测的农业活动的监控反馈生成器56生成。监控反馈可以使必要的建议或者给个人的关于农场的指令。在另一实施例中，通过监控反馈发生器56将分析数据提供给管理员/监控员/专家。处于远处的管理员/监控员/专家监控正在他的农场上进行的农业活动，并响应所述监控反馈。

在块212处，基于多个传感器数据和预先定义的活动数据的比较来确定被检测的农业活动的表现分数，其中预先定义的活动数据保存有关于执行任何农业活动的理想的/最好的方法的数据。表现分数指示了相对于以理想的方法执行一种活动而言个人多好的执行了该活动。

在块214处，基于表现分数产生了培训反馈。在一实施例中，提供表现分数给管理员/监控员/专家以提供监控反馈。处在远处的管理员/监控员/专家监控在农场中执行的农业活动，并提供培训反馈给工作在农场上的个体。在另一实施例中，培训反馈可以是指令或者建议或者对个人的欣赏。

在块216处，监控反馈和培训反馈被提供给参加在农业活动中的个人。通信器60与监控反馈生成器56和培训反馈生成器58b相结合。在一实施例中，通过台式机或者笔记本或者手机或者tab将监控反馈和培训反馈提供给个人。

参照图3，示出了本发明的展示了远程监控个体执行的农业活动的***的一示例性的实施例。在该实施例中，个体在田野里正在执行一种农业活动(整地、种植、移植、生长和收割)，其中在身传感器30a和在地传感器正在收集与农业活动相关的参数，并且生成传感器数据。该传感器数据由收发器40送至服务器50以进行进一步处理。在服务器50中，将传感器数据与存储的预先定义的活动数据和农作物协议数据进行比较以检测一种农业活动。进一度，基于被检测的活动，监控反馈通过通信器60传至个体，其中，监控反馈可由管理员/监控员/专家生成。

参照图4，示出展示了农业活动的远程培训***的一示例性的实施例。在该实施例中，农业专家将会在农场中以理想的方式执行农业活动，其中农业专家和农场装备有在身传感器和在地传感器以感测与农业活动和环境相关的参数。同时，这已经以视频的形式记录了下来，并可用于培训目的。专家的被检测的农业活动作为预先定义的活动数据存储于服务器。想要学习新技术的个体得观看视频，并且试着在他自己的田野上执行相同的活动，其中，个体和农场装备有在身传感器30a1至30an和在地传感器30b1至30bn以感测与农业活动相关的参数。个体的被检测活动在收发器40的帮助下被发送至服务器。个体的被检测活动与预先定义的活动数据进行对比以确定个体的活动的表现分数。基于表现数据，专家将提供正确地执行活动的建议。

一种当前要求保护的主题的用于农业活动的监控和培训的计算机***和方法包括：

●一种用于农业活动监控的计算机实现***和方法；

●一种远程地指导个体最好的农业实践的***；

●一种精确的监控农场工人活动的***；

●一种为农场工人打分的***；和

●一种将农业领域的知识和传感器数据相结合的***。

整个说明书中的词“包括”或者变形“包含”或者“包含了”，应当理解为包括所述元件、整数或者步骤或者包括元件组、整数组或者步骤组，但不排除其它的元件、整数或者步骤或者其它的元件组、整数组或者步骤组。

“至少”或者“至少一个”的表述的使用表示使用一个或者多个元件，在本发明的实施例中的这种使用用于实现一个或多个所期望的目的和结果。

上述具体实施例的描述已完整地在此揭示了实施例的一般特性，本领域的技术人员可以利用已知的知识在不脱离总体构思的情况下作出简单地改变和/或调整来进行上述具体实施例的各种应用，因此，这些改变和调整应当包含在圣光术实施例的内涵中和落入其等同范围内。应当理解的是，在此采用的措辞和术语旨在描述而非限制。因此，虽然此处的实施例已经作为优选实施例予以描述，本领域的技术人员可以意识到该实施例可以在所描述的实施例的精神和范围内进行改变来实施。

Claims (9)

1.一种用于监控农业活动和培训参与农业活动的个体的计算机实现方法，所述方法包括：

利用多个传感器收集与多个农业活动相关的多个参数；

基于所述多个参数生成多个传感器数据；

传输所述多个传感器数据至远程服务器，其中，所述远程服务器包括农作物协议数据和多个预定的农业活动数据，所述农作物协议数据通过使用时空参数、农业领域数据和农作物生命周期数据确定具体农业活动的可能性；

将所述多个传感器数据与所述农作物协议数据和所述多个预定的活动数据比较以检测农业活动；

基于被检测的所述农业活动生成监控反馈；

确定被检测的所述农业活动的表现分数；

基于所述表现分数和所述多个传感器数据生成实时的培训反馈；

向参与所述农业活动的个体提供所述监控反馈和所述培训反馈。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述监控反馈和所述培训反馈通过以下至少一种方式进行传输：文本、电话、交互式语音电话、移动应用。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述多个传感器包括在身传感器和在地传感器。

4.一种用于监控农业活动和培训参与农业活动的个体的***，所述***包括：

处理器；

与所述处理器耦合的存储器，所述存储器包括：配置以存储预定的规则集的***资源库；

多个传感器，配置以感测与多个农业活动相关的参数和生成多个传感器数据，其中生成的所述传感器数据存储于所述***资源库；

收发器，配置以自所述处理器接收多个处理的传感器数据，以及进一步配置以传输所述传感器数据；

与所述收发器耦合以接收所述传感器数据的服务器，所述服务器包括：

-服务器资源库，配置以存储预定的活动数据和农作物协议数据；

-活动检测模块，其具有与所述服务器资源库耦合的比较器以接收所述预定的活动数据和所述农作物协议数据，所述活动检测模块配置以将所述多个处理的传感器数据与所述多个预定的活动数据和农作物协议数据进行比较以检测农业活动；

-监控反馈生成器，配置以与所述活动检测模块耦合以接收被检测的农业活动，以及配置以基于被检测的农业活动生成监控反馈；

-培训模块，包括：

--表现分数确定器，配置以与所述活动检测模块耦合以接收被检测的农业活动，以及配置以确定被检测的农业活动的表现分数；

--培训反馈生成器，配置以与所述表现分数确定器耦合以接收所述表现分数和基于所述表现分数生成培训反馈；

通信器，配置以与所述监控反馈生成器和所述培训反馈生成器耦合以接收所述监控反馈和所述培训反馈，所述通信器配置以向参与农业活动的个体提供所述监控反馈和所述培训反馈。

5.如权利要求4所述的***，其中所述多个传感器包括在身传感器和在地传感器。

6.如权利要求4所述的***，其中所述农作物协议数据包括时空参数数据、农业领域数据和农作物生命周期数据。

7.如权利要求4所述的***，其中所述监控反馈生成器和所述培训模块进一步配置以相互独立地工作。

8.如权利要求4所述的***，其中所述活动检测模块和所述培训模块进一步配置以相互独立地工作。

9.如权利要求4所述的***，其中所述监控反馈和所述培训反馈通过以下至少一种方式进行传输：文本、电话、交互式语音电话、移动应用。