CN108594775A - 一种农业大数据信息采集与处理*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种农业大数据信息采集与处理***，包括信息采集与处理平台，用于接收传感器采集的农业数据信息，并发送给云计算服务器进行处理和反馈；以及根据数据对农业设施实施远程控制；安全监测装置用于实时监控并将监控信息传输至处理模块；传感装置用于实时采集农场的环境信息并将该环境信息传输至所述信息采集与处理平台；远程控制装置用于根据接收的处理信息实时调节并控制农场的环境参数；云计算服务器，用于对主控制器上传的数据进行存储；并对历史数据进行统计分析；信息实时展示平台用于向用户实时接收并显示所采集的数据信息，以及当处理信息超出预设参数时所述用户终端能够实时发出警报提醒。上述方案能够有效提高农业工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种农业大数据信息采集与处理***。
背景技术
我国是农业大国，幅员辽阔，土壤类型众多，作物品种复杂，我国曾进行过多次农业普查，科技人员通过各种方式积累了大量与农业生产密切相关的属性数据和空间数据，这些数据具有多维，动态，不确定，不完整，时空变异性强等特点，能具体的反应了农业生产作业的真实情况。传感器是农业科技人员采集田间信息获取数据的常用方法，这些数据除了上述特点外还有大量、集中、持续性的特点。因此实时接收具有如上属性的农田数据是当前研究热点。
目前的农田数据***可高效实现数据的录入、查询、统计功能，但是无法根据已有数据进行预测，无法发现数据之间的关系，而数据挖掘技术能够发现数据之间的关系，因此可以解决农业领域“数据丰富知识贫乏”的现象。传统的决策树算法因其构造速度快，生成模型简单，精度高等优点而广受欢迎，是数据挖掘中重要的分类方法，然而决策树算法是内存驻留算法，即生成整个决策树过程的所有数据计算必须同时在内存中，并且只能在单机上运行，因此只能适用于小规模的数据输入，当数据挖掘的对象是一个庞大的数据集时，往往因计算量的增大而速度减慢甚至无法运行，大大影响算法的伸缩性，这是该算法的瓶颈。
综上所述，现有的农田数据分析方式，无法完成庞大数据的计算，使得农田信息采集***彼此独立，封闭运行，信息难于集成分析和共享，如何有效的将数据融合分析，是当前农业信息化进程中的重要问题。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的农业大数据信息采集与处理***够通过大数据分析有效提高农业工作效率，提高农业生产率。
为了达到上述发明目的，所述农业大数据信息采集与处理***采用的技术方案包括：一种农业大数据信息采集与处理***，其特征在于，包括大数据信息采集与处理平台，传感装置，安全监测装置，远程控制装置，信息实时展示平台，信息分析应用平台，用户终端；
所述信息采集与处理平台，用于接收传感器采集的农业数据信息，并发送给晕计算服务器进行处理和反馈；同时将各种数据发送至展示平台、分析应用平台，以及根据数据对农业设施实施远程控制；
所述安全监测装置用于实时监控并将监控信息传输至处理模块；
所述传感装置用于实时采集农场的环境信息并将该环境信息传输至所述信息采集与处理平台；
所述远程控制装置用于根据接收的处理信息实时调节并控制农场的环境参数；
云计算服务器，用于对主控制器上传的数据进行存储；并对历史数据进行统计分析；
信息实时展示平台用于向用户实时接收并显示所采集的数据信息，以及当处理信息超出预设参数时所述用户终端能够实时发出警报提醒；
远程控制装置，与所述用户终端连接并接收用户终端的控制指令。
进一步的，所述安全监测装置包括视频监控装置和气象监控装置，
所述视频监控装置为摄像装置或照相装置；
所述气象监控装置为自然环境监控装置。
进一步的，所述传感装置包括温度传感器、光照强度传感器、气体探测器、湿度传感器、水体探测器和土壤墒情采集器。
进一步的，所述传感装置为实时传感装置，用于实时采集相关数据。
进一步的，云计算服务器包括数据分析服务器，历史数据库服务器，
数据分析服务器接收不同属性的农田数据；
其中，不同属性的农田数据可以包括下列至少一项：
土壤温度、土壤湿度、电导率、大气温湿度、二氧化碳浓度；
数据分析服务器将对不同属性的农田数据的计算任务发送到云平台的不同的处理机上，执行对不同属性的农田数据对农田影响度的计算，以及对不同的处理机上得到的中间计算结果进行归约，根据进行归约后的数据得到计算结果；
数据分析服务器还将对不同属性的农田数据的计算任务发送到云平台的不同的处理机上之前，对不同属性的农田数据进行预处理；其中，预处理包括数据清洗、数据集成、空值处理和连续数据离散化；
历史数据库服务器，用于存储实时采集的数据和经过分析处理的数据。
进一步的，所述安全监测装置至少包括：
入侵探测器，用于采集农场内的动植物活动情况；
烟雾火警探测器，用于对农场内的烟雾进行烟雾火警探测；以及
漏水探测器，用于对养殖场所和种植场内的漏水量进行检测；
所述入侵探测器、所述烟雾火警探测器和所述漏水探测器通过无线网络与所述主控制器进行通信。
进一步的，进一步包括调节单元，所述调节单元至少包括灌溉***、氧气发生装置、施肥器和照明***。
进一步的，所述云计算服务器对历史数据进行统计分析进一步包括：云计算服务器基于所存储的历史数据，从历史数据中的得出最优数据，并基于该最优数据对主控制器的各项参数进行优化，将优化后的参数发送给信息采集与处理平台。
进一步的，所述远程控制装置接收云计算服务器发送的参数，自适应实时调节并控制农场的环境参数。
进一步的，所述云计算服务器还能够将历史数据的统计分析结果经由大数据信息采集与处理平台和信息实时展示平台发送给用户终端，以供用户终端查阅。
附图说明
图1为本发明实施例的农业大数据信息采集与处理***的架构图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
本发明所述的农业大数据信息采集与处理***包括前端***和后端***。
在后端***中，通过数据库服务器，防火墙，网络路由器，客户端和数据分析器构成的大数据处理***，用户可以通过互联网接入该***，查看所有的数据信息。该大数据处理***还通过无线局域网络与前端***的大数据采集***相连接。该大数据采集***包含各类传感器以进行相应的农业大数据信息采集。同时该大数据采集***还包括环境控制***，用于根据实时数据信息环境实时调节并控制农场的环境参数。进一步的，前端的大数据采集***还包括监控***，用以监控农场的安全环境。
在本发明的一个实施例中，为了便于管理者外出时仍可以对云服务器进行访问以掌握农场的实时数据。管理者通过手机终端对云服务器的数据进行查看，若觉得某个参数不合理，也可以手动控制主控制器发出控制命令，以实现对环境参数、设备的启闭、安全状况进行控制。
相较于传统的智能农业管理***，本发明的云服务器做出了较大改进，其不仅能够对主控制器上传的数据进行存储。而且通过对历史数据进行统计分析。例如对历年的气象状况和作物收成情况进行对比分析，得出最适合某种作物的气象条件，当出现相应的气象条件时，向用户提出适合种植的作物建议。
进一步的，云服务器还可以从历史数据中的得出最优数据，并基于该最优数据对主控制器的各项参数进行优化，将优化后的参数发送给主控制器。例如，云服务能够根据作物和动物的成长状况，得出作物或动物成长最好的历史数据，并根据历史数据对应的参数设置，将该参数设置发送给主控制器。主控制器根据该参数进行设置，从而调节到植物或动物生长的最佳环境。
参考图1，图1示出了***一个实施例的示意图；如图1所示，本实施例采用的架构包括：
信息采集与处理平台，用于接收传感器采集的农业数据信息，并发送给云计算服务器进行处理和反馈；同时将各种数据发送至展示平台、分析应用平台，以及根据数据对农业设施实施远程控制。
农业生态环境信息实时展示平台，用于对采集的农业数据信息通过多种手段实时展示给用户，有利于用户根据该信息及时作出调整。
在本发明的一个实施例中，传感装置可以是分别通过无线与主控制器进行通信的温度传感器、光照强度传感器、气体探测器、湿度传感器、水体探测器和土壤墒情采集器。
下面以几个示例对本***的管理工作进行说明：
当温度传感器采集的温度过高时，主控制器便会控制无线红外转发器启动增湿器，当温度达到农作物和牲畜生长的最佳温度时，便控制无线红外转发器关闭增湿器。
当检测到土壤墒情采集器采集到的土壤中的养分或PH出现异常时，***便会控制施肥器对土壤的养分和PH值进行调控，以及时给土壤提供养分。
当检测到农场内有漏水现象，***将启动报警单元进行报警提示，同时将漏水的信息发送给移动终端。
当检测到入侵探测器上传的图像中有人员或动物非法闯入时，***将启动报警单元进行报警提示，同时将这一信息发送给移动终端。
当光线过强时，***便会控制无线门窗控制器关闭大棚内的卷帘关闭。
当检测到电流采样单元上传的某个电器设备出现电路异常时***就会启动无线红外转发器关闭相应的电器设备，并将这一信息发送给移动终端。
进一步的，云计算服务器包括数据分析服务器，历史数据库服务器，
数据分析服务器接收不同属性的农田数据；
其中，不同属性的农田数据可以包括下列至少一项：
土壤温度、土壤湿度、电导率、大气温湿度、二氧化碳浓度等。
数据分析服务器将对不同属性的农田数据的计算任务发送到云平台的不同的处理机上，执行对不同属性的农田数据对农田影响度的计算，以及对不同的处理机上得到的中间计算结果进行归约，根据进行归约后的数据得到计算结果。
数据分析服务器还将对不同属性的农田数据的计算任务发送到云平台的不同的处理机上之前，对不同属性的农田数据进行预处理；其中，预处理包括数据清洗、数据集成、空值处理和连续数据离散化。
历史数据库服务器，用于存储实时采集的数据和经过分析处理的数据。
上述方案通过云计算的方式对不同属性的农田数据对农田的影响度进行计算，解决了对于海量农田数据的计算效率问题，扩大了数据输入的规模，提高了对于农田数据的挖掘效率。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种农业大数据信息采集与处理***，其特征在于，包括大数据信息采集与处理平台，传感装置，安全监测装置，远程控制装置，信息实时展示平台，信息分析应用平台，用户终端；
所述信息采集与处理平台，用于接收传感器采集的农业数据信息，并发送给云计算服务器进行处理和反馈；同时将各种数据发送至展示平台、分析应用平台，以及根据数据对农业设施实施远程控制；
所述安全监测装置用于实时监控并将监控信息传输至处理模块；
所述传感装置用于实时采集农场的环境信息并将该环境信息传输至所述信息采集与处理平台；
所述远程控制装置用于根据接收的处理信息实时调节并控制农场的环境参数；
云计算服务器，用于对主控制器上传的数据进行存储；并对历史数据进行统计分析；
信息实时展示平台用于向用户实时接收并显示所采集的数据信息，以及当处理信息超出预设参数时所述用户终端能够实时发出警报提醒；
远程控制装置，与所述用户终端连接并接收用户终端的控制指令。
2.根据权利要求1所述的一种农业大数据信息采集与处理***，其特征在于，所述安全监测装置包括视频监控装置和气象监控装置，
所述视频监控装置为摄像装置或照相装置；
所述气象监控装置为自然环境监控装置。
3.根据权利要求1所述的一种农业大数据信息采集与处理***，其特征在于，所述传感装置包括温度传感器、光照强度传感器、气体探测器、湿度传感器、水体探测器和土壤墒情采集器。
4.根据权利要求1所述的一种农业大数据信息采集与处理***，其特征在于，所述传感装置为实时传感装置，用于实时采集相关数据。
5.根据权利要求1所述的一种农业大数据信息采集与处理***，其特征在于，云计算服务器包括数据分析服务器，历史数据库服务器，
数据分析服务器接收不同属性的农田数据；
其中，不同属性的农田数据可以包括下列至少一项：
土壤温度、土壤湿度、电导率、大气温湿度、二氧化碳浓度；
数据分析服务器将对不同属性的农田数据的计算任务发送到云平台的不同的处理机上，执行对不同属性的农田数据对农田影响度的计算，以及对不同的处理机上得到的中间计算结果进行归约，根据进行归约后的数据得到计算结果；
数据分析服务器还将对不同属性的农田数据的计算任务发送到云平台的不同的处理机上之前，对不同属性的农田数据进行预处理；其中，预处理包括数据清洗、数据集成、空值处理和连续数据离散化；
历史数据库服务器，用于存储实时采集的数据和经过分析处理的数据。
6.根据权利要求1所述的一种农业大数据信息采集与处理***，其特征在于，所述安全监测装置至少包括：
入侵探测器，用于采集农场内的动植物活动情况；
烟雾火警探测器，用于对农场内的烟雾进行烟雾火警探测；以及
漏水探测器，用于对养殖场所和种植场内的漏水量进行检测；
所述入侵探测器、所述烟雾火警探测器和所述漏水探测器通过无线网络与所述主控制器进行通信。
7.根据权利要求1所述的一种农业大数据信息采集与处理***，其特征在于，进一步包括调节单元，所述调节单元至少包括灌溉***、氧气发生装置、施肥器和照明***。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种农业大数据信息采集与处理***，其特征在于，所述云计算服务器对历史数据进行统计分析进一步包括：云计算服务器基于所存储的历史数据，从历史数据中的得出最优数据，并基于该最优数据对主控制器的各项参数进行优化，将优化后的参数发送给信息采集与处理平台。
9.根据权利要求8所述的一种农业大数据信息采集与处理***，其特征在于，所述远程控制装置接收云计算服务器发送的参数，自适应实时调节并控制农场的环境参数。
10.根据权利要求9所述的一种农业大数据信息采集与处理***，其特征在于，所述云计算服务器还能够将历史数据的统计分析结果经由大数据信息采集与处理平台和信息实时展示平台发送给用户终端，以供用户终端查阅。
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