CN107835244A - 基于物联网的农业大田气候灾害监测预警*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的农业大田气候灾害监测预警***，包括农业大田气候灾害数据监测***、农业大田气候灾害视频图像监控***、4G无线网络传输***、物联网服务器、数据图像软件平台和预警信息分析***。通过监测采集农业大田气候灾害数据和农业大田气候灾害视频图像，可以整合农业大田气候数据监测与视频采集集成***，并利用移动4G无线通讯网络，将全国各个不同地区农业大田的各个传感器监测出的气候数据和摄像机采集到的视频图像同时传输至市、省、国家农业气象分析部门的电脑终端，或者客户电脑终端，便于研究人员及时进行数据分析，达到预警功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种农田气候预警***，具体是一种基于物联网的农业大田气候灾害监测预警***。
背景技术
农业是国民经济的基础，广义的农业包括耕作业、林业、畜牧业和渔业。在我国，大田种植业是农业的主体。大田种植业受自然条件的影响很大，它一方面要求有适宜耕作的土地，一般要求地形平坦，土壤深厚、肥沃，水源丰富，灌溉便利；另一方面要有足够的供农作物生长所需的光照、热量和水分。世界上农业发展较早、农业发达的地区多分布在降水适中的热带、温带平原地区。我国地处东亚季风区，是世界上主要的“气候脆弱区”之一，也是农业气候灾害的多发区。据统计，中国每年因各种气候灾害造成的农田受灾面积达3.4*107hm2,造成的经济损失约占国民生产总值(GDP)的3%—6%。1995年以来，在全球变暖的大背景下，中国每年因气候灾害造成的直接经济损失超过1000亿元。
目前，我国的物联网，在农业领域的应用尚处于尝试性起步阶段，整体应用水平和建设规模明显落后于电力、医疗、环保等其它行业。尤其各地农业大田种植气候灾害监测体系基本呈各自为战、散兵游勇式发展，点多面广，严重缺乏整体整合设计，重复投入问题较突出，农业大田气象灾害信息分析和防灾减灾工作不能深入开展，可持续发展不够。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于物联网的农业大田气候灾害监测预警***，解决了各地农业大田种植气候灾害监测预警体系分散，重复投入，点多面广，数据和图像信息缺乏，研究人员获取数据、分析数据、采取措施及其不方便的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
基于物联网的农业大田气候灾害监测预警***，包括农业大田气候灾害数据监测***、农业大田气候灾害视频图像监控***、4G无线网络传输***、物联网服务器、数据图像软件平台和预警信息分析***；所述农业大田气候灾害数据监测***，用于对大田气候灾害环境的数据进行监测；所述农业大田气候视频图像监控***，用于对大田气候环境的视频和图像进行监控；所述4G无线网络传输***连接于所述物联网服务器，接收来自农业大田气候数据监测***和农业大田气候视频图像监控***的信息并处理，然后将处理后的信息实时发送至所述数据图像软件平台；所述预警信息分析***，用来存储、对比、分析农田气候灾害数据和农田气候灾害视频图像。
作为本发明的优选方案：所述农业大田气候灾害数据监测***和所述农业大田气候灾害视频图像监控***，都能够实时通过所述4G无线网络传输***，进行数据和视频图像的同步传送。
作为本发明的优选方案：所述物联网服务器，接收来自农业大田气候灾害数据监测***和农业大田气候灾害视频图像监控***的大田数据信息和大田视频图像信息并处理，然后将处理后的信息下发，包括物联网服务器接收来自农业大田气候灾害数据监测***的农业大田空气温湿度数据、光照度数据、二氧化碳数据、太阳辐射数据、大气压力数据、风速数据、风向数据、雨量数据、蒸发数据、土壤水分数据和土壤温度数据，并判断农业大田环境气候温度是否太高、湿度是否太大、光照度是否太强，太阳辐射、大气压力、风速、风向、雨量、蒸发、土壤水分、土壤温度是否正常范围内数值，当判断结果为是时，将上述信息下发至数据图像软件平台；当判断农业大田环境气候数据过高、过大、过强、数值超出正常时，将上述信息下发至预警信息分析***。
作为本发明的优选方案：所述农业大田气候灾害数据监测***，包括农业大田空气温湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器、太阳辐射传感器、大气压力传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、蒸发传感器、土壤水分传感器和土壤温度传感器；传感器监测到的气候环境数据以人机界面触摸液晶屏显示，并通过Zigbee或者RS485传送至PLC数据处理终端。
作为本发明的优选方案：所述Zigbee为一种短距离数据传输技术。
作为本发明的优选方案：所述4G无线网络传输***，包括GPRS模块、4G移动手机卡、智能天线；所述4G移动手机卡***所述GPRS模块的卡槽内。所述智能天线连接所述GPRS模块，将所述农业大田气候灾害数据监测***的传感器监测采集到的大田环境数据和所述农业大田气候灾害视频图像监控***监控到的大田视频图像信息，快速传输出去。
作为本发明的优选方案：所述数据图像软件平台，能够在同一软件界面上，实时的分区域显示农业大田气候数据信息和农业大田视频图像信息。
作为本发明的优选方案：所述预警信息分析***包括农业大田环境气候的数据信息预警分析、图像视频信息预警分析和地理位置信息预警分析。
通过上述公开内容，本发明的有益效果是：通过监测采集农业大田气候灾害数据和农业大田气候灾害视频图像，可以整合气候数据监测与视频采集集成***，并利用移动4G无线通讯网络，将全国各个不同地区农业大田的各个传感器监测出的气候数据和摄像机采集到的视频图像同时传输至市、省、国家农业气象分析部门的电脑终端，或者客户电脑终端。综上，本发明解决了各地农业大田种植气候灾害监测预警体系分散，重复投入，点多面广，数据和图像信息缺乏，研究人员获取数据、分析数据、采取措施及其不方便的问题。
附图说明
图1为本发明的整体***图。
图2为本发明物联网服务器接收数据和图像的流程图。
图3为本发明4G无线网络传输***示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照附图1，一种基于物联网的农业大田气候灾害监测预警***，包括农业大田气候灾害数据监测***、农业大田气候灾害视频图像监控***、4G无线网络传输***、物联网服务器、数据图像软件平台和预警信息分析***。
所述农业大田气候灾害数据监测***，包括农业大田空气温湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器、太阳辐射传感器、大气压力传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、蒸发传感器、土壤水分传感器和土壤温度传感器；其中，空气温度传感器监测范围是-40～80℃，精度是±1℃，分辨率是1℃。空气湿度传感器监测范围是0～100%RH，精度是±5%RH，分辨率是1%RH。光照度传感器测量范围是0～200Klux，精度是±5%FS。二氧化碳传感器检测量程是0～5000ppm，精度是±50 ppm。太阳辐射传感器测量的光谱范围是0.3～3μm，年变化率小于±2%。大气压力传感器监测量程是0kPa～110kPa，精度是±10Pa。风速传感器测量范围是0～70m/s，精度是±0.3m/s。风向传感器监测范围是0～360度，精度是±1度。蒸发传感器监测量程是0～200mm，精度是±1%。土壤水分传感器用来监测土壤容积含水量，监测水分量程是0～100%，精度是±2%。土壤温度传感器监测土壤温度量程是-40～70℃，精度是±0.5℃。这些传感器都是输出4-20Ma和485信号。其中雨量传感器的承水口径是φ200mm，测量范围是0～4mm/min，精度是±0.4mm，雨量传感器是输出脉冲信号，1脉冲=0.2mm降水。以及参见图2，PLC数据处理终端采集传感器监测到的气象数据和脉冲量数据，并通过4G无线网络传输至电脑PC端的数据图像软件平台。研究人员对环境数据进行分析，可以及时掌握农作物生长情况，当农作物因环境气候因素生长受限时，用户可快速反应，采取应急措施。
所述农业大田气候灾害视频图像监控***，包括IP网络摄像头，硬盘录像机，安装基站，实时监控大田农作物的生长信息，并将图像视频传输到监控中心。在监控中心或异地互联网上即可随时看到农作物的生长情况。
所述物联网服务器，接收来自农业大田气候灾害数据监测***和农业大田气候灾害视频图像监控***的大田数据信息和大田视频图像信息并处理，然后将处理后的信息下发，包括物联网服务器接收来自农业大田气候灾害数据监测***的农业大田空气温湿度数据、光照度数据、二氧化碳数据、太阳辐射数据、大气压力数据、风速数据、风向数据、雨量数据、蒸发数据、土壤水分数据和土壤温度数据，并判断农业大田环境气候温度是否太高、湿度是否太大、光照度是否太强，太阳辐射、大气压力、风速、风向、雨量、蒸发、土壤水分、土壤温度是否正常范围内数值，当判断结果为是时，将上述信息下发至数据图像软件平台；当判断农业大田环境气候数据过高、过大、过强、数值超出正常时，将上述信息下发至预警信息分析***。
请参照图3，所述4G无线网络传输***，包括GPRS模块、4G移动手机卡、智能天线；所述4G移动手机卡***所述GPRS模块的卡槽内。所述智能天线连接所述GPRS模块，将所述农业大田气候灾害数据监测***的传感器监测采集到的大田环境数据和所述农业大田气候灾害视频图像监控***监控到的大田视频图像信息，快速传输至集中监控中心。
所述数据图像软件平台，能够在同一软件界面上，实时的分区域显示农业大田气候数据信息和农业大田视频图像信息。需要说明的是数据图像软件平台，通过云数据管理中心，实现数据和视频图像的采集、接入、审核、交换、共享、管理、分析、模型生成功能。通过历史曲线、数据对比达到预警分析功能。
所述预警信息分析***包括农业大田环境气候的数据信息预警分析、图像视频信息预警分析和地理位置信息预警分析。能够整合全国不同地域的农田气候数据和视频图像信息，便于研究人员进行预警信息分析。
以上结合附图详细描述了本发明的实施方式，但是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求。
Claims (8)
1.一种基于物联网的农业大田气候灾害监测预警***，其特征在于包括农业大田气候灾害数据监测***、农业大田气候灾害视频图像监控***、4G无线网络传输***、物联网服务器、数据图像软件平台和预警信息分析***，其中，所述农业大田气候灾害数据监测***，用于对大田气候灾害环境的数据进行监测，所述农业大田气候视频图像监控***，用于对大田气候环境的视频和图像进行监控，所述4G无线网络传输***连接于所述物联网服务器，接收来自农业大田气候数据监测***和农业大田气候视频图像监控***的信息并处理，然后将处理后的信息实时发送至所述数据图像软件平台，所述预警信息分析***，用来存储、对比、分析农田气候灾害数据和农田气候灾害视频图像。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的农业大田气候灾害监测预警***，其特征在于，所述农业大田气候灾害数据监测***和所述农业大田气候灾害视频图像监控***，都能够实时通过所述4G无线网络传输***，进行数据和视频图像的同步传送。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的农业大田气候灾害监测预警***，其特征在于，所述物联网服务器，接收来自农业大田气候灾害数据监测***和农业大田气候灾害视频图像监控***的大田数据信息和大田视频图像信息并处理，然后将处理后的信息下发，包括物联网服务器接收来自农业大田气候灾害数据监测***的农业大田空气温湿度数据、光照度数据、二氧化碳数据、太阳辐射数据、大气压力数据、风速数据、风向数据、雨量数据、蒸发数据、土壤水分数据和土壤温度数据，并判断农业大田环境气候温度是否太高、湿度是否太大、光照度是否太强，太阳辐射、大气压力、风速、风向、雨量、蒸发、土壤水分、土壤温度是否正常范围内数值，当判断结果为是时，将上述信息下发至数据图像软件平台；当判断农业大田环境气候数据过高、过大、过强、数值超出正常时，将上述信息下发至预警信息分析***。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的农业大田气候灾害监测预警***，其特征在于，所述农业大田气候灾害数据监测***，包括农业大田空气温湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器、太阳辐射传感器、大气压力传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、蒸发传感器、土壤水分传感器和土壤温度传感器；传感器监测到的气候环境数据以人机界面触摸液晶屏显示，并通过Zigbee或者RS485传送至PLC数据处理终端。
5.根据权利要求4所述的基于物联网的农业大田气候灾害监测预警***，其特征在于，所述Zigbee为一种短距离数据传输技术。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的农业大田气候灾害监测预警***，其特征在于，所述4G无线网络传输***包括GPRS模块、4G移动手机卡、智能天线；所述4G移动手机卡***所述GPRS模块的卡槽内，所述智能天线连接所述GPRS模块，将所述农业大田气候灾害数据监测***的传感器监测采集到的大田环境数据和所述农业大田气候灾害视频图像监控***监控到的大田视频图像信息，快速传输出去。
7.根据权利要求1所述的基于物联网的农业大田气候灾害监测预警***，其特征在于，所述数据图像软件平台，能够在同一软件界面上，实时的分区域显示农业大田气候数据信息和农业大田视频图像信息。
8.根据权利要求1所述的基于物联网的农业大田气候灾害监测预警***，其特征在于，所述预警信息分析***包括农业大田环境气候的数据信息预警分析、图像视频信息预警分析和地理位置信息预警分析。
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