CN109932987A - 一种基于物联网云平台的农业害虫捕虫器数据可视化监测和预警*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对农业害虫捕虫器实时可视化监测和预警的***及其运行方法。其是一种通过将捕虫器传感数据经2G通讯模块上传至IOT云平台，经云平台服务器的数据分析和统计，实时传送至前端可视化展示和预警捕虫器设备数据的***。本发明同现有技术相比，其优点在于：2G模块对捕虫器设备数据的实时接收和发送、云平台对数据的实时处理、可视化中心对设备数据的实时可视化展示以及对异常设备的快速响应。

Description

一种基于物联网云平台的农业害虫捕虫器数据可视化监测和 预警***

技术领域

本发明涉及物联网数据通讯和分析技术，具体来说是一种基于物联网的对农业领域害虫捕虫器捕虫数可视化监测管理和预警的***。

背景技术

随着在农业领域自动化的普及，已有的农业害虫捕虫器已经能够实现对害虫的诱捕和自动计数。对于这些捕虫数的计数，现有的农业***只能通过人为遍历测报点，从而统计获取捕虫的信息(如区域热力图，捕虫高峰期，等等)。这样既需要消耗大量的人力物力，也无法为捕虫的情况和捕虫器的状态提供实时可视化数据和预警，无法提供准确的数据分析。因此，非常有必要设计一种害虫捕虫器的捕虫数据监测***，提供实时可视化的捕虫数据及预警信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网云平台的捕虫数据检测***，用于对捕虫设备状态的监测和对农业病虫害的预警。其特点是对捕虫数据实时的监测和对设备和可能存在的害虫灾害的快速预警。该发明包含的模块有：

1)附着在捕虫设备上的2G通讯模块

2)物联网云平台服务器及其捕虫数据监测预警服务后台

3)前端可视化监测和预警中心

该发明实时可视化监测捕虫设备状态、展示捕虫数据的方法如下：

步骤一、捕虫器用户在一定区域内安装捕虫器以及附着在捕虫器上的2G通讯模块，将设备接入网关。

步骤二、连网后，一个捕虫器可以通过2G通讯模块，将设备信息(捕虫器MAC地址、编号等)、设备测报点地理位置、周边的天气信息(温湿度、土壤温湿度、雨量、风力等)以及按小时统计的捕虫数据实时上报至云平台。

步骤三、云平台将捕虫器上报的设备信息，设备周边的天气信息以及按小时统计的捕虫数录入到云平台的后台数据库中。

步骤四、云平台服务器通过后台的数据处理，提供用于数据展示和设备监测的REST 接口给前端。其中，后台通过账号设置，规定了每个捕虫器用户的权限优先级，每个用户只能查看他所管辖的捕虫网关和捕虫设备。

步骤五、用户可以登录前端可视化中心实时监控捕虫数据和捕虫设备状态。可视化中心通过定时调用云平台提供的REST接口、配合图片文字信息(例：地图信息)向捕虫器用户提供实时可视化的设备和捕虫量监测平台。

步骤六、捕虫器用户还可以通过调用云平台提供的REST接口，查看每个测报点、每个捕虫器在某一段时间之内的捕虫总量和曲线图。

本发明还提供了一种基于物联网云平台的设备及捕虫数预警***，具体步骤如下：

步骤一、二、三、四同上。

步骤五、前端可视化中心通过定时调用REST接口，实时监测捕虫设备的状态和捕虫数。当捕虫器的状态值(温度、湿度、上下线状态等)超过最高阈值或低于最低阈值，前端可视化中心将会发出音频警报，并显示异常设备的信息和原因，方便农业从业人员对该故障设备进行检查和修复。

步骤六、当***监测到某个测报点或某个捕虫器在某个时间段的捕虫数超过阈值时，前端可视化中心将会发出音频警报，并显示该测报点或捕虫器的位置和捕虫器编号，用于提示可能的农业害虫灾害。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)实现了捕虫器设备数据和捕虫数据的实时接收和发送

2)提供了一套捕虫器捕充数据和设备数据自动化的管理监测***

3)提供了一种可靠快速的设备故障和捕虫量预警***

4)提供了可视化的设备分布区域信息和可视化的捕虫数据

附图说明

图1为捕虫器监测和预警平台的用户权限划分图；

图2为捕虫器设备的组织结构的层级图；

图3为平台的工作流程图；

图4为平台的监测页面；

图5为平台的可视化的捕虫设备地理分布图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明是一种农业害虫捕虫器的数据监测和预警***，通过利用物联网云平台的数据处理能力，实现捕虫数据的实时可视化监测和预警。

***的用户权限如图1所示，包括超级管理员权限、全国级用户权限、省级用户权限、市级用户权限、区级用户权限和个人用户权限，优先级分别表示为0-5。其中，超级管理员能监控全部捕虫设备和设置报警参数。全国级管理员能监测并查看部署在全国范围内所有设备和测报数据。同理，省级、市级和区级用户分别能监测并查看部署在该省、市、区范围内的设备和测报数据。个人用户可以监测并查看其个人所部署的所有捕虫设备和测报数据，这些设备可能位于不同的行政区域。

设备的层级关系如图2所示。在一个行政区域下有若干个测报点。一个测报点是***定义的捕虫设备相对集中的、地理位置相近的一片区域。一个测报点下有若干个网关，一个网关下最多能部署8个联网的捕虫设备。***认为，同一个测报点下的设备的地理位置相近，因此天气气候条件是相同的，因此2G通讯模块按照测报点为单位上传设备的天气信息。

本***的总体结构流程框图如图3所示，具体包括以下步骤：

1)农业害虫捕虫器用户安装捕虫器并联网，捕虫器设备信息捕虫器(MAC地址、编号等)通过2G模块上报至云平台数据库，同时，捕虫器上的传感装置开始实时记录周边的气候条件以及捕虫量，并通过2G模块上报云平台。其中天气信息每分钟上报一次，捕虫数信息每小时上报一次。

2)用户通过云平台账号登录运行在云平台服务器上的捕虫数据可视化监测和预警平台。用户可以看到该账号所管辖的所有捕虫器设备和网关的数据(如图4所示)，并可以按照网关id、测报点所在行政区域、害虫种类中的任意组合查找设备信息。本可视化平台展示设备周边的实时天气条件(温度、湿度、土壤温度、土壤湿度、风速、降雨量)，以及该设备的当天、3天、7天和30天捕虫数。

3)本平台亦支持历史数据的查询和导出。针对其中的一台捕虫设备，用户可以选择过去的某一段时间(时间跨度不长于半年)，平台可以按日和按小时统计该设备的捕虫数，并绘制成一张折线图。对于捕虫数的的历史数据，平台支持捕虫数折线图jpg格式的导出和捕虫数列表excel格式的批量导出。

4)本平台支持在地图上展示捕虫器网关的地理位置(如图5所示)。这种可视化展示的优点是能够让用户更直观地看到捕虫器的分布情况。图中的每一个甲壳虫代表一个捕虫器的网关，点击甲壳虫，可以查询到该网关的基本信息，包括网关ID，捕虫器ID，捕虫数量、害虫类型以及最后一次上传数据的时间戳。

5)如果一台捕虫设备连续十分钟没有上报天气信息，或者连续三个小时没有上报捕虫量的数据，监测平台将会发出音频预警，弹出对话框，显示没有收到数据的设备的网关ID和地理位置，方便管理员对故障设备进行排除检修。故障原因有可能是传感器的问题，也有可能是网络连接的故障。

6)对于每个捕虫器，***定义了其在某段时间内捕虫量的阈值γ。如果***监测到某台捕虫设备在某段时间内捕虫量超过了γ，监测平台会发出音频预警，并弹出对话框，显示异常设备的网关ID、地理位置和害虫种类。该预警功能用于提示用户可能发生的农业害虫灾害。

7)对于没有上传实时数据的捕虫设备并且没有及时处理排除故障的设备，前端可视化中心将会用“-”标记捕虫数。这样从前端可视化中心的监测页面中就能非常直观的展示出故障的设备信息。

Claims (5)

1.一种基于物联网云平台的捕虫器数据可视化管理和预警***，包括用于捕虫数据和捕虫设备信息通讯的2G模块，物联网云平台服务器及捕虫数据监测预警服务后台模块，前端捕虫数据和设备状态实时动态可视化展示模块，前端捕虫数据和设备状态预警模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网云平台的捕虫器数据可视化中心，其特征在于实时传输分析的可视化捕虫数据，实时捕虫数据信息及捕虫变化趋势的折线图。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网云平台的捕虫器数据可视化中心，其特征在于实时传输分析的捕虫设备状态信息，包括捕虫器设备周边的天气条件和地理位置信息及其可视化分布图。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网云平台的捕虫器预警中心，其特征在于对于捕虫器数据和设备状态的预警，包括：

1)对于没有捕虫量或者是天气状态上报的设备的预警

2)对于处于参数异常的设备的预警

3)对于设备单位时间捕虫量超过阈值的设备的预警。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网云平台的捕虫数据实时分析方法，其特征包括以下步骤：

步骤一、捕虫器用户在一定区域内安装捕虫器以及附着在捕虫器上的2G通讯模块，将设备接入网关。

步骤二、连网后，一个捕虫器可以通过2G通讯模块，将设备信息(捕虫器MAC地址、编号等)、设备测报点地理位置、周边的天气信息(温湿度、土壤温湿度、雨量、风力等)以及按小时统计的捕虫数据实时上报至云平台。

步骤三、云平台将捕虫器上报的设备信息，设备周边的天气信息以及按小时统计的捕虫数录入到云平台的后台数据库中。

步骤四、云平台服务器通过后台的数据处理，提供用于数据展示和设备监测的REST接口给前端。其中，后台通过账号设置，规定了每个捕虫器用户的权限优先级，每个用户只能查看他所管辖的捕虫网关和捕虫设备。

步骤五、用户可以登录前端可视化中心实时监控捕虫数据和捕虫设备状态。可视化中心通过定时调用云平台提供的REST接口、配合图片文字信息(例：地图信息)向捕虫器用户提供实时可视化的设备和捕虫量监测平台。

步骤六、捕虫器用户还可以通过调用云平台提供的REST接口，查看每个测报点、每个捕虫器在某一段时间之内的捕虫总量和曲线图。