CN112327703A - 一种传感网农牧业数据采集***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种传感网农牧业数据采集***及方法，包括监测层、传输层、管理层和云服务器，所述监测层通过传输层与管理层相连接，监测层还通过传输层与云服务器相连接，管理层与云服务器相连接，监测层包括有传感器控制模块、农业监测传感器网络、畜牧业监测传感器网络，农业监测传感器网络和畜牧业监测传感器网络均与传感器控制模块相互连接。本发明通过监测层对农牧业养殖环境中的环境信息、农作物生长信息、牲畜生长信息和养殖人员信息进行采集和上传，通过管理层和云服务器对采集得到的传感器信息进行人工和智能分析，协助养殖人员进行农牧业养殖和管理，提高农牧业养殖效果，增加农牧业养殖产量，同时简化了农牧业养殖管理。
Description
技术领域
本发明涉及农牧业养殖技术领域，具体是一种传感网农牧业数据采集***及采集方法。
背景技术
农业是利用动植物的生长发育规律，通过人工培育来获得产品的产业，农业属于第一产业，是提供支撑国民经济建设与发展的基础产业。农业的劳动对象是有生命的动植物，获得的产品是动植物本身；畜牧业是利用畜禽等已经被人类驯化的动物，或者鹿、麝、狐、貂、水獭、鹌鹑等野生动物的生理机能，通过人工饲养、繁殖，使其将牧草和饲料等植物能转变为动物能，以取得肉、蛋、奶、羊毛、山羊绒、皮张、蚕丝和药材等畜产品的生产部门。
物联网产业的发展，为实现农业、畜牲业的贪睡化、产业化提供了前所未有的机遇。同时，农业、畜牲业也为物联网产业的发展提供了最为广阔的应用平台。但是目前关于物联网的技术还主要是单一种类、封闭的私有网络体系，未能形成一种多元化、开放化的真正意义上的物联网络***。
因此，针对以上现状，迫切需要开发一种传感网农牧业数据采集***及方法，以克服当前实际应用中的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种传感网农牧业数据采集***，以解决上述背景技术中提出的目前关于物联网的技术还主要是单一种类、封闭的私有网络体系，未能形成一种多元化、开放化的真正意义上的物联网络***的问题。
本发明的另一个目的在于提供上述采集***的采集方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种传感网农牧业数据采集***，包括监测层、传输层、管理层和云服务器，所述监测层通过传输层与管理层相连接，监测层还通过传输层与云服务器相连接，管理层与云服务器相连接，监测层包括有传感器控制模块、农业监测传感器网络、畜牧业监测传感器网络，农业监测传感器网络和畜牧业监测传感器网络均与传感器控制模块相互连接。
作为本发明进一步的方案：所述农业监测传感器网络包括有设置于农业养殖环境中的外界温湿度传感器、气体浓度检测传感器、农作物检测摄像头，外界温湿度传感器、气体浓度检测传感器、农作物检测摄像头均通过数据转换单元Ⅰ与智能控制模块Ⅰ连接，智能控制模块Ⅰ还与温湿度调节单元、农作物养护单元以及土壤改良单元连接。
作为本发明进一步的方案：所述畜牧业监测传感器网络包括有饲养场温湿度传感器、大气压强检测传感器、牲畜生长监测摄像头，饲养场温湿度传感器、大气压强检测传感器、牲畜生长监测摄像头均通过数据转换单元Ⅱ与智能控制模块Ⅱ连接，智能控制模块Ⅱ与空调***、饲养员管理单元、牲畜健康管理单元连接。
作为本发明进一步的方案：所述传输层包括有数据总线传输单元和无线网络传输单元。
作为本发明进一步的方案：所述管理层包括有数据采集模块、数据分析模块和显示控制模块，采集模块、数据分析模块和显示控制模块依次连接，所述数据采集模块用于从传输层接收监测层采集得到的各项传感器数据信息，并传输给数据分析模块，数据分析模块对各项数据进行调节后通过显示控制模块进行显示和对农牧业养殖现场进行人工调节。
作为本发明进一步的方案：所述云服务器包括有数据接收模块、智能分析模块、指令发送模块和数据备份模块，数据接收模块和智能分析模块相连接，智能分析模块与指令发送模块及数据备份模块相连接。
上述传感网农牧业数据采集***的采集方法，包括以下步骤：
S1、在农业养殖环境中布局农业监测传感器网络，在畜牧业养殖环境中布局畜牧业监测传感器网络，建立监测层；
S2、在农牧业养殖中心建立管理层，将管理层通过传输层与监测层连接，并将传输层和管理层与建立于互联网中的云服务器连接；
S3、通过监测层对农牧业养殖环境中的环境信息、农作物生长信息、牲畜生长信息和养殖人员信息进行采集和上传，通过管理层和云服务器对采集得到的传感器信息进行人工和智能分析，协助养殖人员进行农牧业养殖和管理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设置有监测层、传输层、管理层和云服务器，通过监测层对农牧业养殖环境中的环境信息、农作物生长信息、牲畜生长信息和养殖人员信息进行采集和上传，通过管理层和云服务器对采集得到的传感器信息进行人工和智能分析，协助养殖人员进行农牧业养殖和管理，提高农牧业养殖效果，增加农牧业养殖产量，同时简化了农牧业养殖管理。
附图说明
图1为传感网农牧业数据采集***的结构示意图。
图2为传感网农牧业数据采集***中农业监测传感器网络的结构示意图。
图3为传感网农牧业数据采集***中畜牧业监测传感器网络的结构示意图。
图4为传感网农牧业数据采集***中云服务器的结构示意图。
图中：1-监测层、11-传感器控制模块、12-农业监测传感器网络、121-外界温湿度传感器、122-气体浓度检测传感器、123-农作物监测摄像头、124-数据转换单元Ⅰ、125-智能控制模块Ⅰ、126-温湿度调节单元、127-农作物养护单元、128-土壤改良单元、13-畜牧业监测传感器网络、131-饲养场温湿度传感器、132-大气压强检测传感器、133-牲畜生长监测摄像头、134-数据转换单元Ⅱ、135-智能控制模块Ⅱ、136-空调***、137-饲养员管理单元、138-牲畜健康管理单元、2-传输层、21-数据总线传输单元、22-无线网络传输单元、3-管理层、31-数据采集模块、32-数据分析模块、33-显示控制模块、4-云服务器、41-数据接收模块、42-智能分析模块、43-指令发送模块、44-数据备份模块。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
实施例1
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种传感网农牧业数据采集***，包括监测层1、传输层2、管理层3和云服务器4，所述监测层1通过传输层2与管理层3相连接，监测层1还通过传输层2与云服务器4相连接，管理层3与云服务器4相连接；
所述监测层1包括有传感器控制模块11、农业监测传感器网络12、畜牧业监测传感器网络13，农业监测传感器网络12和畜牧业监测传感器网络13均与传感器控制模块11相互连接，农业监测传感器网络12和畜牧业监测传感器网络13分别用于对农业和畜牧业的养殖情况进行监测，监测过程中由传感器控制模块11进行调节控制；
具体的，本实施例中，所述农业监测传感器网络12包括有设置于农业养殖环境中的外界温湿度传感器121、气体浓度检测传感器122、农作物检测摄像头123，外界温湿度传感器121、气体浓度检测传感器122、农作物检测摄像头123均通过数据转换单元Ⅰ124与智能控制模块Ⅰ125连接，智能控制模块Ⅰ125还与温湿度调节单元126、农作物养护单元127以及土壤改良单元128连接；
所述外界温湿度传感器121和气体浓度检测传感器122用于检测农业养殖环境中的温湿度信息以及空气中二氧化碳、氧气和一氧化碳等气体的浓度信息，所述农作物检测摄像头123用于拍摄农作物的生长情况；
所述温湿度调节单元126用于对农业养殖环境中的温湿度进行调节，农作物养护单元127用于对生长中的农作物进行浇水、施肥、除草和杀虫，确保农作物茁壮成长，土壤改良单元128用于对种植农作物的土壤进行改良；
具体的，本实施例中，所述畜牧业监测传感器网络13包括有饲养场温湿度传感器131、大气压强检测传感器132、牲畜生长监测摄像头133，饲养场温湿度传感器131、大气压强检测传感器132、牲畜生长监测摄像头133均通过数据转换单元Ⅱ134与智能控制模块Ⅱ135连接，智能控制模块Ⅱ135与空调***136、饲养员管理单元137、牲畜健康管理单元138连接；
所述传输层2包括有数据总线传输单元21和无线网络传输单元22，分别用于进行不同方式的数据传输；
所述管理层3包括有数据采集模块31、数据分析模块32和显示控制模块33，采集模块31、数据分析模块32和显示控制模块33依次连接，所述数据采集模块31用于从传输层2接收监测层1采集得到的各项传感器数据信息，并传输给数据分析模块32，数据分析模块32对各项数据进行调节后通过显示控制模块33进行显示和对农牧业养殖现场进行人工调节。
实施例2
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种传感网农牧业数据采集***，包括监测层1、传输层2、管理层3和云服务器4，所述监测层1通过传输层2与管理层3相连接，监测层1还通过传输层2与云服务器4相连接，管理层3与云服务器4相连接；
所述监测层1包括有传感器控制模块11、农业监测传感器网络12、畜牧业监测传感器网络13，农业监测传感器网络12和畜牧业监测传感器网络13均与传感器控制模块11相互连接，农业监测传感器网络12和畜牧业监测传感器网络13分别用于对农业和畜牧业的养殖情况进行监测，监测过程中由传感器控制模块11进行调节控制；
具体的，本实施例中，所述农业监测传感器网络12包括有设置于农业养殖环境中的外界温湿度传感器121、气体浓度检测传感器122、农作物检测摄像头123，外界温湿度传感器121、气体浓度检测传感器122、农作物检测摄像头123均通过数据转换单元Ⅰ124与智能控制模块Ⅰ125连接，智能控制模块Ⅰ125还与温湿度调节单元126、农作物养护单元127以及土壤改良单元128连接；
所述外界温湿度传感器121和气体浓度检测传感器122用于检测农业养殖环境中的温湿度信息以及空气中二氧化碳、氧气和一氧化碳等气体的浓度信息，所述农作物检测摄像头123用于拍摄农作物的生长情况；
所述温湿度调节单元126用于对农业养殖环境中的温湿度进行调节，农作物养护单元127用于对生长中的农作物进行浇水、施肥、除草和杀虫，确保农作物茁壮成长，土壤改良单元128用于对种植农作物的土壤进行改良；
具体的，本实施例中，所述畜牧业监测传感器网络13包括有饲养场温湿度传感器131、大气压强检测传感器132、牲畜生长监测摄像头133，饲养场温湿度传感器131、大气压强检测传感器132、牲畜生长监测摄像头133均通过数据转换单元Ⅱ134与智能控制模块Ⅱ135连接，智能控制模块Ⅱ135与空调***136、饲养员管理单元137、牲畜健康管理单元138连接；
所述传输层2包括有数据总线传输单元21和无线网络传输单元22，分别用于进行不同方式的数据传输；
所述管理层3包括有数据采集模块31、数据分析模块32和显示控制模块33，采集模块31、数据分析模块32和显示控制模块33依次连接，所述数据采集模块31用于从传输层2接收监测层1采集得到的各项传感器数据信息，并传输给数据分析模块32，数据分析模块32对各项数据进行调节后通过显示控制模块33进行显示和对农牧业养殖现场进行人工调节。
请参阅图4，本实施例与实施例1的不同之处在于：
所述云服务器4包括有数据接收模块41、智能分析模块42、指令发送模块43和数据备份模块44，数据接收模块41和智能分析模块42相连接，智能分析模块42与指令发送模块43及数据备份模块44相连接，数据接收模块41采集接收监测层1中传感器数据和管理层3的管理数据，通过与互联网连接后进行智能分析，协助养殖人员进行农牧业养殖管理。
实施例3
实施例2所述的传感网农牧业数据采集***的采集方法，包括以下步骤：
S1、在农业养殖环境中布局农业监测传感器网络12，在畜牧业养殖环境中布局畜牧业监测传感器网络13，建立监测层1；
S2、在农牧业养殖中心建立管理层3，将管理层3通过传输层2与监测层1连接，并将传输层2和管理层3与建立于互联网中的云服务器4连接；
S3、通过监测层1对农牧业养殖环境中的环境信息、农作物生长信息、牲畜生长信息和养殖人员信息进行采集和上传，通过管理层3和云服务器4对采集得到的传感器信息进行人工和智能分析，协助养殖人员进行农牧业养殖和管理。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (7)
1.一种传感网农牧业数据采集***，其特征在于，包括监测层(1)、传输层(2)、管理层(3)和云服务器(4)，所述监测层(1)通过传输层(2)与管理层(3)相连接，监测层(1)还通过传输层(2)与云服务器(4)相连接，管理层(3)与云服务器(4)相连接，监测层(1)包括有传感器控制模块(11)、农业监测传感器网络(12)、畜牧业监测传感器网络(13)，农业监测传感器网络(12)和畜牧业监测传感器网络(13)均与传感器控制模块(11)相互连接。
2.根据权利要求1所述的传感网农牧业数据采集***，其特征在于，所述农业监测传感器网络(12)包括有设置于农业养殖环境中的外界温湿度传感器(121)、气体浓度检测传感器(122)、农作物检测摄像头(123)，外界温湿度传感器(121)、气体浓度检测传感器(122)、农作物检测摄像头(123)均通过数据转换单元Ⅰ(124)与智能控制模块Ⅰ(125)连接，智能控制模块Ⅰ(125)还与温湿度调节单元(126)、农作物养护单元(127)以及土壤改良单元(128)连接。
3.根据权利要求2所述的传感网农牧业数据采集***，其特征在于，所述畜牧业监测传感器网络(13)包括有饲养场温湿度传感器(131)、大气压强检测传感器(132)、牲畜生长监测摄像头(133)，饲养场温湿度传感器(131)、大气压强检测传感器(132)、牲畜生长监测摄像头(133)均通过数据转换单元Ⅱ(134)与智能控制模块Ⅱ(135)连接，智能控制模块Ⅱ(135)与空调***(136)、饲养员管理单元(137)、牲畜健康管理单元(138)连接。
4.根据权利要求1所述的传感网农牧业数据采集***，其特征在于，所述传输层(2)包括有数据总线传输单元(21)和无线网络传输单元(22)。
5.根据权利要求3所述的传感网农牧业数据采集***，其特征在于，所述管理层(3)包括有数据采集模块(31)、数据分析模块(32)和显示控制模块(33)，采集模块(31)、数据分析模块(32)和显示控制模块(33)依次连接，所述数据采集模块(31)用于从传输层(2)接收监测层(1)采集得到的各项传感器数据信息，并传输给数据分析模块(32)，数据分析模块(32)对各项数据进行调节后通过显示控制模块(33)进行显示和对农牧业养殖现场进行人工调节。
6.根据权利要求1-5任一所述的传感网农牧业数据采集***，其特征在于，所述云服务器(4)包括有数据接收模块(41)、智能分析模块(42)、指令发送模块(43)和数据备份模块(44)，数据接收模块(41)和智能分析模块(42)相连接，智能分析模块(42)与指令发送模块(43)及数据备份模块(44)相连接。
7.根据权利要求1-6所述的传感网农牧业数据采集***的采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在农业养殖环境中布局农业监测传感器网络(12)，在畜牧业养殖环境中布局畜牧业监测传感器网络(13)，建立监测层(1)；
S2、在农牧业养殖中心建立管理层(3)，将管理层(3)通过传输层(2)与监测层(1)连接，并将传输层(2)和管理层(3)与建立于互联网中的云服务器(4)连接；
S3、通过监测层(1)对农牧业养殖环境中的环境信息、农作物生长信息、牲畜生长信息和养殖人员信息进行采集和上传，通过管理层(3)和云服务器(4)对采集得到的传感器信息进行人工和智能分析，协助养殖人员进行农牧业养殖和管理。
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