[實(shí)用新型]便攜式農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集與決策的智能監(jiān)控裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220528557.9
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN202854581U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李淼;李華龍;翁士狀;張建;胡澤林;鄭守國;高會議;董俊;尤聚軍;張浩東;袁媛;陳雷;曾偉輝;萬莉;鄭曉菊;董瀚琳
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫中科智能農(nóng)業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司;中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所 34115
• 代理人: 陳進(jìn);奚華保

技術(shù)領(lǐng)域

?本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)智能化領(lǐng)域，具體說是涉及由嵌入式系統(tǒng)、智能檢測與決策、專家系統(tǒng)、可插拔的數(shù)據(jù)存儲、移動通訊等技術(shù)構(gòu)成的農(nóng)作物智能監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)??

隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，目前，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)普遍采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，?應(yīng)用先進(jìn)的管理方式，高效、均衡地生產(chǎn)各種蔬菜、水果、花卉、藥材。它可以不受地點(diǎn)和氣候的影響，能夠有效地改善農(nóng)業(yè)生態(tài)、生產(chǎn)條件，促進(jìn)農(nóng)業(yè)資源的科學(xué)開發(fā)和合理利用，提高控制機(jī)作業(yè)精度，提高土地產(chǎn)出率、勞動生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)效益。因此，世界各國在這方面研究得到了快速發(fā)展，2003年，國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心開發(fā)的農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，2004年，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研制了基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，這些“高端”產(chǎn)品，力求采用更多的信息化技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)和自動化技術(shù)創(chuàng)造適宜的作物生長發(fā)育環(huán)境條件，包括溫室內(nèi)部溫度和濕度的調(diào)節(jié)、灌水量和水溫的自動調(diào)節(jié)、施肥/CO2控制及溫室通風(fēng)換氣的自動調(diào)節(jié)等。然而，我國廣大農(nóng)村主要采用的是塑料大棚等節(jié)能型日光溫室，它只需要小溫室、分散化、低成本的調(diào)節(jié)控制，不需要引進(jìn)大型連棟溫室的高精尖的調(diào)節(jié)。

針對這一問題，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)沈佐銳于2003年5月15日申請了名為“溫室生態(tài)健康的智能監(jiān)控系統(tǒng)”的發(fā)明專利（申請?zhí)枮?3131063.X）。該發(fā)明公開了一個(gè)溫室生態(tài)健康的智能監(jiān)控系統(tǒng)，它包括測量溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照各參數(shù)的傳感器及監(jiān)視作物病蟲害圖像獲取處理器，溫室內(nèi)各參數(shù)測量依照計(jì)算機(jī)的程序，經(jīng)歷三個(gè)子系統(tǒng)處理，它們是：

1)在單片機(jī)控制下，進(jìn)行各參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、顯示、保存，此為“電子眼”監(jiān)測子系統(tǒng)；

2)將采集的數(shù)據(jù)傳給由單片機(jī)組成的作物專家系統(tǒng)知識庫，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，與設(shè)定的所需數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、保存，以及提出作物病蟲害防治方案，此為“電子腦”智能子系統(tǒng)。

3)數(shù)據(jù)比較之后，根據(jù)溫度、濕度、光照超出作物的適宜生長范圍或達(dá)到作物常發(fā)病蟲害適發(fā)條件范圍、或病蟲害超過防治指標(biāo)，即以手機(jī)短信的方式及時(shí)通知用戶，此為“電子嘴”呼叫子系統(tǒng)。

該溫室生態(tài)健康的智能監(jiān)控系統(tǒng)可以對節(jié)能型塑料大棚日光溫室內(nèi)的溫、濕度，光照及作物病蟲害進(jìn)行自動監(jiān)測，當(dāng)作物的生態(tài)健康遇到危機(jī)時(shí)可及時(shí)呼叫，提醒用戶采取措施。

該發(fā)明確實(shí)在一定程度上完成了病蟲害監(jiān)測預(yù)警功能。但存在以下缺點(diǎn)：

1)?“電子眼”監(jiān)測子系統(tǒng)僅能采集溫度、濕度、光照三個(gè)參數(shù)，采集農(nóng)作物生長環(huán)境參數(shù)太少，無法全面了解農(nóng)作物的生長情況。

2)利用單片機(jī)存儲專家系統(tǒng)，由于單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲容量有限，無法滿足大信息量的專家系統(tǒng)知識庫存儲需要，不利于根據(jù)不同農(nóng)作物，方便更新其專家系統(tǒng)知識庫，可更換性不強(qiáng)。

3)采用的采集溫度、濕度、光照參數(shù)直接與作物病蟲害預(yù)警參數(shù)相比較的方法，該智能決策方法相對簡單，很難對農(nóng)作物病蟲害防治情況做出準(zhǔn)確的決策，決策準(zhǔn)確性不夠。

?發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是，針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，利用嵌入式系統(tǒng)、智能檢測與決策、專家系統(tǒng)、可插拔的數(shù)據(jù)存儲、移動通訊等技術(shù)，提供一種便攜式農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集與決策的智能監(jiān)控裝置，解決無人值守的節(jié)能型日光溫室全天候現(xiàn)場監(jiān)控與災(zāi)害智能預(yù)警問題，達(dá)到農(nóng)作物環(huán)境的自動監(jiān)測和溫室作物的優(yōu)質(zhì)高效安全生態(tài)生產(chǎn)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型的便攜式農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集與決策的智能監(jiān)控裝置，包括置于溫室農(nóng)作物現(xiàn)場的便攜式機(jī)箱，在該機(jī)箱內(nèi)設(shè)置有多傳感器數(shù)據(jù)采集模塊和GSM/GPRS模塊、智能決策模塊、信號傳輸線路和電源電路、及位于機(jī)箱端面的輸入鍵盤、液晶顯示窗口等人機(jī)接口，其特征在于，所述智能決策模塊包括核心控制器STM32F103VBT6和SD卡接口電路；該SD卡接口電路用于由可插拔的SD卡構(gòu)成農(nóng)作物專家系統(tǒng)知識庫存儲模塊，其知識庫存儲模塊通過SD卡接口電路與STM32F103VBT6核心控制器接通。?

所述的由可插拔的SD卡構(gòu)成的農(nóng)作物專家系統(tǒng)知識庫存儲模塊存儲有農(nóng)作物專家提供的各類有關(guān)農(nóng)作物方面的系統(tǒng)知識，例如農(nóng)作物栽培知識、病蟲害防治知識與病蟲害預(yù)測、施肥決策等規(guī)則信息及管理信息，供核心控制器進(jìn)行智能決策。在實(shí)際使用時(shí)，可以根據(jù)不同農(nóng)作物的需要更換具有相應(yīng)專家系統(tǒng)知識庫的SD卡。由于SD卡能夠反復(fù)讀寫操作，因此也可根據(jù)不同農(nóng)作物，重新輸入更換相應(yīng)的專家知識庫內(nèi)容。

所述多傳感器數(shù)據(jù)采集模塊共設(shè)置八路傳感器數(shù)據(jù)采集通道，包括采集溫室內(nèi)空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照強(qiáng)度、CO2、土壤PH值和土壤鹽分等。