CN111045467B - 一种基于物联网的智能农业机械控制方法 - Google Patents
一种基于物联网的智能农业机械控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出了一种基于物联网的智能农业机械控制方法，包括以下步骤：S1）特征建模：通过摄像头和DSP视频处理***构成的机器采集不同作物和牲畜的外部特征规格作为样本图片，该基于物联网的智能农业机械控制方法，实现对作物和牲畜不同规格建模，对作物和牲畜的各类传感器全方位感知，信息的高效传输和处理，与模型库数据对比分析，通过查找虫害模型库、作物生长模型库、信息指导模型库来发出指令，获取农业机械的运行参数，并对农业机械的故障加以排除，之后根据农业作物管控指令，将指令信息呈递给现场的控制机调节农业机械运转，农业生产养殖智能便捷，农业机械更加合理有效的加以利用。
Description
技术领域
本发明涉及农业控制方法技术领域，具体为一种基于物联网的智能农业机械控制方法。
背景技术
随着科技的发展，农业的生产也得到大幅度的智能化提升，基于物联网概念的普及，在农业生产领域得到了极大的应用，传统的农业机械控制方法，控制方法陈旧，不能惠及农户，农业生产养殖和农业机械的控制为两个独立的结构，不能够同时加以物联网智能关联，增加了人们的工作难度，农业生产效率得不到实质性的提升，农业生产养殖与农业机械控制不够合理，农业机械不能够得到有效的利用，因此能够解决此类问题的一种基于物联网的智能农业机械控制方法的实现势在必行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于物联网的智能农业机械控制方法，能够通过对作物和牲畜不同规格建模，针对作物和牲畜的各类传感器监测，在无线网的支持下，通过GPRS传输模块将监测数据传送至远程主机，远程主机整合显示在显示器上，并提取作物和牲畜特征信息和模型库数据对比分析，通过查找虫害模型库、作物生长模型库、信息指导模型库来发出指令，获取农业机械的运行参数，并对农业机械的故障加以排除，之后***主机对收集的信息进行处理判断，并将指令通过GPRS网络传递给现场控制机，根据农业作物管控指令，将指令信息呈递给现场的控制机调节农业机械运转，管理员也可以远程访问服务工作网站监控作物信息，农业机械也更加合理有效的加以利用，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于物联网的智能农业机械控制方法：包括以下步骤：
S1）特征建模：通过摄像头和DSP视频处理***构成的机器采集不同作物和牲畜的外部特征规格作为样本图片，对每张图片进行中心化和尺寸标准化的归一化处理预处理操作，对原始图像进行滤波处理，通过中值滤波实现图像去噪，以减小原始图像的噪声，对滤波后的图像进行灰度化，每张图像均被处理为大小为32cm×32cm，并保证图像特征向量维数与输入层的随机单元数相同，输出层的输出单元个数可与待分类数据样本的类别数相同，得到图像的特征向量，以得到特征生长模型；
S2）农业信息感知：通过作物生长环境感知设备、养殖环境感知设备、动物识别和生理感知器材将农作物各项特征监测，并通过GPS定位模块定位该作物或动物养殖区域的位置信息；
S3）农业信息传输：在无线网络的支持下，通过GPRS模块每隔5-30分钟将信息传递给远程终端主机，***主机综合处理显示在显示器上；
S4）获取农业机械的运行参数：通过各类传感器获取包括速度、转向角度、作业泵压力信号在内的农业机械运行参数信号，通过摄像头将机械运转画面采集，并通过GPS定位模块定位监测的位置信息；
S5）农业机械的故障排除：***主机对上传的运行参数信号进行识别和运算，判断当前的农业机械是否存在机械故障，如果存在，则发出包含故障种类的报警信息，如果不存在，则发出机械正常使用信息；
S6）农业信息处理：***主机对收集的信息进行处理判断，并将指令通过GPRS网络传递给现场控制机，管理员也可以远程访问服务工作网站监控作物信息，用图像处理技术提取作物和牲畜特征信息和模型库数据对比分析，根据采集到牲畜的生活习惯和健康状态，记录采食、运动量、疾病发生率等；
S7）农业机械操作：根据农业作物管控指令，将指令信息呈递给现场的控制机调节农业机械运转，可以调节风机、水泵、拉幕机、卷膜器、开窗机、加热和灌溉等设备来调节现场种植环境，***主机也可以计算出农作物生长所需的营养、肥料和水分等，调节现场控制机按照技术参数配置营养液，通过喷灌设备灌溉作业，***主机通过查找虫害模型库、作物生长模型库、信息指导模型库来指导农药的使用，通过现场控制机调节喷药设备喷洒药物，实现对虫害的实时监控和管控，帮助饲养场掌握牲畜的发情期，筛选品种。
作为本发明的一种优选技术方案：所述作物生长环境感知设备包括土壤水分传感器、土壤PH值传感器、土壤养分传感器、二氧化碳浓度传感器和图像采集设备。
作为本发明的一种优选技术方案：所述养殖环境感知设备包括氨气传感器和水溶氧传感器。
作为本发明的一种优选技术方案：所述动物识别和生理感知器材包括耳标和留胃式电子标签。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：能够通过对作物和牲畜不同规格建模，针对作物和牲畜的各类传感器监测，在无线网的支持下，通过GPRS传输模块将监测数据传送至远程主机，远程主机整合显示在显示器上，并提取作物和牲畜特征信息和模型库数据对比分析，通过查找虫害模型库、作物生长模型库、信息指导模型库来发出指令，现场控制机调控机械运转之前，事先通过各类传感器获取包括速度、转向角度、作业泵压力信号在内的农业机械运行参数信号，通过摄像头将机械运转画面采集，并通过GPS定位模块定位监测的位置信息，对上传的运行参数信号进行识别和运算，判断当前的农业机械是否存在机械故障，如果存在，则发出包含故障种类的报警信息，如果不存在，则发出机械正常使用信息，判定正常使用后，***主机对收集的信息进行处理判断，并将指令通过GPRS网络传递给现场控制机，根据农业作物管控指令，将指令信息呈递给现场的控制机调节农业机械运转，管理员也可以远程访问服务工作网站监控作物信息。
附图说明
图1为本发明一种基于物联网的智能农业机械控制方法的步骤图。
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。
请参阅图1，本发明提供以下技术方案：
实施例一：通过摄像头和DSP视频处理***构成的机器采集不同作物和牲畜的外部特征规格作为样本图片，对每张图片进行中心化和尺寸标准化的归一化处理预处理操作，对原始图像进行滤波处理，通过中值滤波实现图像去噪，以减小原始图像的噪声，对滤波后的图像进行灰度化，每张图像均被处理为大小为32cm×32cm，并保证图像特征向量维数与输入层的随机单元数相同，输出层的输出单元个数可与待分类数据样本的类别数相同，得到图像的特征向量，以得到特征生长模型，通过土壤水分传感器、土壤PH值传感器、土壤养分传感器、二氧化碳浓度传感器、图像采集设备、氨气传感器、水溶氧传感器、耳标和留胃式电子标签将农作物各项特征监测，并通过GPS定位模块定位该作物或动物养殖区域的位置信息，在无线网络的支持下，通过GPRS模块每隔5分钟将信息传递给远程终端主机，***主机综合处理显示在显示器上，通过各类传感器获取包括速度、转向角度、作业泵压力信号在内的农业机械运行参数信号，通过摄像头将机械运转画面采集，并通过GPS定位模块定位监测的位置信息，***主机对上传的运行参数信号进行识别和运算，判断当前的农业机械是否存在机械故障，如果存在，则发出包含故障种类的报警信息，如果不存在，则发出机械正常使用信息，***主机对收集的信息进行处理判断，并将指令通过GPRS网络传递给现场控制机，管理员也可以远程访问服务工作网站监控作物信息，用图像处理技术提取作物和牲畜特征信息和模型库数据对比分析，根据采集到牲畜的生活习惯和健康状态，记录采食、运动量、疾病发生率等，根据农业作物管控指令，将指令信息呈递给现场的控制机调节农业机械运转，可以调节风机、水泵、拉幕机、卷膜器、开窗机、加热和灌溉等设备来调节现场种植环境，***主机也可以计算出农作物生长所需的营养、肥料和水分等，调节现场控制机按照技术参数配置营养液，通过喷灌设备灌溉作业，***主机通过查找虫害模型库、作物生长模型库、信息指导模型库来指导农药的使用，通过现场控制机调节喷药设备喷洒药物，实现对虫害的实时监控和管控，帮助饲养场掌握牲畜的发情期，筛选品种。
能够通过查找虫害模型库、作物生长模型库、信息指导模型库来发出指令，现场控制机调控机械运转之前，事先通过各类传感器获取包括速度、转向角度、作业泵压力信号在内的农业机械运行参数信号，通过摄像头将机械运转画面采集，并通过GPS定位模块定位监测的位置信息，对上传的运行参数信号进行识别和运算，判断当前的农业机械是否存在机械故障，如果存在，则发出包含故障种类的报警信息，如果不存在，则发出机械正常使用信息，判定正常使用后，***主机对收集的信息进行处理判断，并将指令通过GPRS网络传递给现场控制机，根据农业作物管控指令，将指令信息呈递给现场的控制机调节农业机械运转，管理员也可以远程访问服务工作网站监控作物信息。
实施例二：通过摄像头和DSP视频处理***构成的机器采集不同作物和牲畜的外部特征规格作为样本图片，对每张图片进行中心化和尺寸标准化的归一化处理预处理操作，对原始图像进行滤波处理，通过中值滤波实现图像去噪，以减小原始图像的噪声，对滤波后的图像进行灰度化，每张图像均被处理为大小为32cm×32cm，并保证图像特征向量维数与输入层的随机单元数相同，输出层的输出单元个数可与待分类数据样本的类别数相同，得到图像的特征向量，以得到特征生长模型，通过土壤水分传感器、土壤PH值传感器、土壤养分传感器、二氧化碳浓度传感器、图像采集设备、氨气传感器、水溶氧传感器、耳标和留胃式电子标签将农作物各项特征监测，并通过GPS定位模块定位该作物或动物养殖区域的位置信息，在无线网络的支持下，通过GPRS模块每隔15分钟将信息传递给远程终端主机，***主机综合处理显示在显示器上，通过各类传感器获取包括速度、转向角度、作业泵压力信号在内的农业机械运行参数信号，通过摄像头将机械运转画面采集，并通过GPS定位模块定位监测的位置信息，***主机对上传的运行参数信号进行识别和运算，判断当前的农业机械是否存在机械故障，如果存在，则发出包含故障种类的报警信息，如果不存在，则发出机械正常使用信息，***主机对收集的信息进行处理判断，并将指令通过GPRS网络传递给现场控制机，管理员也可以远程访问服务工作网站监控作物信息，用图像处理技术提取作物和牲畜特征信息和模型库数据对比分析，根据采集到牲畜的生活习惯和健康状态，记录采食、运动量、疾病发生率等，根据农业作物管控指令，将指令信息呈递给现场的控制机调节农业机械运转，可以调节风机、水泵、拉幕机、卷膜器、开窗机、加热和灌溉等设备来调节现场种植环境，***主机也可以计算出农作物生长所需的营养、肥料和水分等，调节现场控制机按照技术参数配置营养液，通过喷灌设备灌溉作业，***主机通过查找虫害模型库、作物生长模型库、信息指导模型库来指导农药的使用，通过现场控制机调节喷药设备喷洒药物，实现对虫害的实时监控和管控，帮助饲养场掌握牲畜的发情期，筛选品种。
能够通过查找虫害模型库、作物生长模型库、信息指导模型库来发出指令，现场控制机调控机械运转之前，事先通过各类传感器获取包括速度、转向角度、作业泵压力信号在内的农业机械运行参数信号，通过摄像头将机械运转画面采集，并通过GPS定位模块定位监测的位置信息，对上传的运行参数信号进行识别和运算，判断当前的农业机械是否存在机械故障，如果存在，则发出包含故障种类的报警信息，如果不存在，则发出机械正常使用信息，判定正常使用后，***主机对收集的信息进行处理判断，并将指令通过GPRS网络传递给现场控制机，根据农业作物管控指令，将指令信息呈递给现场的控制机调节农业机械运转，管理员也可以远程访问服务工作网站监控作物信息。
实施例三：通过摄像头和DSP视频处理***构成的机器采集不同作物和牲畜的外部特征规格作为样本图片，对每张图片进行中心化和尺寸标准化的归一化处理预处理操作，对原始图像进行滤波处理，通过中值滤波实现图像去噪，以减小原始图像的噪声，对滤波后的图像进行灰度化，每张图像均被处理为大小为32cm×32cm，并保证图像特征向量维数与输入层的随机单元数相同，输出层的输出单元个数可与待分类数据样本的类别数相同，得到图像的特征向量，以得到特征生长模型，通过土壤水分传感器、土壤PH值传感器、土壤养分传感器、二氧化碳浓度传感器、图像采集设备、氨气传感器、水溶氧传感器、耳标和留胃式电子标签将农作物各项特征监测，并通过GPS定位模块定位该作物或动物养殖区域的位置信息，在无线网络的支持下，通过GPRS模块每隔30分钟将信息传递给远程终端主机，***主机综合处理显示在显示器上，通过各类传感器获取包括速度、转向角度、作业泵压力信号在内的农业机械运行参数信号，通过摄像头将机械运转画面采集，并通过GPS定位模块定位监测的位置信息，***主机对上传的运行参数信号进行识别和运算，判断当前的农业机械是否存在机械故障，如果存在，则发出包含故障种类的报警信息，如果不存在，则发出机械正常使用信息，***主机对收集的信息进行处理判断，并将指令通过GPRS网络传递给现场控制机，管理员也可以远程访问服务工作网站监控作物信息，用图像处理技术提取作物和牲畜特征信息和模型库数据对比分析，根据采集到牲畜的生活习惯和健康状态，记录采食、运动量、疾病发生率等，根据农业作物管控指令，将指令信息呈递给现场的控制机调节农业机械运转，可以调节风机、水泵、拉幕机、卷膜器、开窗机、加热和灌溉等设备来调节现场种植环境，***主机也可以计算出农作物生长所需的营养、肥料和水分等，调节现场控制机按照技术参数配置营养液，通过喷灌设备灌溉作业，***主机通过查找虫害模型库、作物生长模型库、信息指导模型库来指导农药的使用，通过现场控制机调节喷药设备喷洒药物，实现对虫害的实时监控和管控，帮助饲养场掌握牲畜的发情期，筛选品种。
能够通过查找虫害模型库、作物生长模型库、信息指导模型库来发出指令，现场控制机调控机械运转之前，事先通过各类传感器获取包括速度、转向角度、作业泵压力信号在内的农业机械运行参数信号，通过摄像头将机械运转画面采集，并通过GPS定位模块定位监测的位置信息，对上传的运行参数信号进行识别和运算，判断当前的农业机械是否存在机械故障，如果存在，则发出包含故障种类的报警信息，如果不存在，则发出机械正常使用信息，判定正常使用后，***主机对收集的信息进行处理判断，并将指令通过GPRS网络传递给现场控制机，根据农业作物管控指令，将指令信息呈递给现场的控制机调节农业机械运转，管理员也可以远程访问服务工作网站监控作物信息。
本发明好处：能够通过对作物和牲畜不同规格建模，针对作物和牲畜的各类传感器加以监测，在无线网的支持下，通过GPRS传输模块将监测数据传送至远程主机，远程主机整合显示在显示器上，并提取作物和牲畜特征信息和模型库数据对比分析，通过查找虫害模型库、作物生长模型库、信息指导模型库来发出指令，现场控制机调控机械运转之前，事先通过各类传感器获取包括速度、转向角度、作业泵压力信号在内的农业机械运行参数信号，通过摄像头将机械运转画面采集，并通过GPS定位模块定位监测的位置信息，对上传的运行参数信号进行识别和运算，判断当前的农业机械是否存在机械故障，如果存在，则发出包含故障种类的报警信息，如果不存在，则发出机械正常使用信息，判定正常使用后，***主机对收集的信息进行处理判断，并将指令通过GPRS网络传递给现场控制机，根据农业作物管控指令，将指令信息呈递给现场的控制机调节农业机械运转，管理员也可以远程访问服务工作网站监控作物信息。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种基于物联网的智能农业机械控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1）特征建模：通过摄像头和DSP视频处理***构成的机器采集不同作物和牲畜的外部特征规格作为样本图片，对每张图片进行中心化和尺寸标准化的归一化处理预处理操作，对原始图像进行滤波处理，通过中值滤波实现图像去噪，以减小原始图像的噪声，对滤波后的图像进行灰度化，每张图像均被处理为大小为32cm×32cm，并保证图像特征向量维数与输入层的随机单元数相同，输出层的输出单元个数可与待分类数据样本的类别数相同，得到图像的特征向量，以得到特征生长模型；
S2）农业信息感知：通过作物生长环境感知设备、养殖环境感知设备、动物识别和生理感知器材将农作物各项特征监测，并通过GPS定位模块定位该作物或动物养殖区域的位置信息；
S3）农业信息传输：在无线网络的支持下，通过GPRS模块每隔5-30分钟将信息传递给远程终端主机，***主机综合处理显示在显示器上；
S4）获取农业机械的运行参数：通过各类传感器获取包括速度、转向角度、作业泵压力信号在内的农业机械运行参数信号，通过摄像头将机械运转画面采集，并通过GPS定位模块定位监测的位置信息；
S5）农业机械的故障排除：***主机对上传的运行参数信号进行识别和运算，判断当前的农业机械是否存在机械故障，如果存在，则发出包含故障种类的报警信息，如果不存在，则发出机械正常使用信息；
S6）农业信息处理：***主机对收集的信息进行处理判断，并将指令通过GPRS网络传递给现场控制机，管理员远程访问服务工作网站监控作物信息，用图像处理技术提取作物和牲畜特征信息和模型库数据对比分析，根据采集到牲畜的生活习惯和健康状态，记录采食、运动量、疾病发生率；
S7）农业机械操作：根据农业作物管控指令，将指令信息呈递给现场的控制机调节农业机械运转，调节风机、水泵、拉幕机、卷膜器、开窗机、加热和灌溉设备来调节现场种植环境，***主机计算出农作物生长所需的营养、肥料和水分，调节现场控制机按照技术参数配置营养液，通过喷灌设备灌溉作业，***主机通过查找虫害模型库、作物生长模型库、信息指导模型库来指导农药的使用，通过现场控制机调节喷药设备喷洒药物，实现对虫害的实时监控和管控，帮助饲养场掌握牲畜的发情期，筛选品种；所述作物生长环境感知设备包括土壤水分传感器、土壤PH值传感器、土壤养分传感器、二氧化碳浓度传感器和图像采集设备；所述养殖环境感知设备包括氨气传感器和水溶氧传感器；所述动物识别和生理感知器材包括耳标和留胃式电子标签。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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