[發明專利]一種基于物聯網的農業小環境監測平臺

有效

• 申請號: 201410447163.4
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104268784B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 朱旭華;陳渝陽
• 申請（專利權）人: 浙江托普儀器有限公司
• 主分類號: G06Q50/02
• 分類號: G06Q50/02
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11384
• 代理人: 鄭青松

技術領域

本發明涉及農業信息技術，更具體地，涉及一種基于物聯網的農業小環境監測平臺。

背景技術

農業生產是食品供應的源頭。為了使農產品具有充足的營養，其生產過程中的溫度、濕度、光照、土壤墑情等環境因素都具有決定性的影響。更何況，從目前的情況來看，農業生產中還存在著比較嚴重的隱患，包括過度使用農藥、化肥或催產激素，農業用水受到污染，土壤存在重金屬超標，作物受到酸雨或其它有害空氣物質侵害等等。可見，為了保證食品安全和質量，非常有必要從農業生產環節中提取足量信息，對其加強過程監測和控制。

在現有技術中，使用各類傳感器采集相關信息，監測農業環境狀況，進而為科學高效的生產作業提供數據支持，已經成為提高農業信息化水平的重要手段。通過在農業生產環境中設立傳感器監測站點，結合通信和遠程控制技術，已經可以實現全自動無人化的信息采集。

從空間范圍上看，上述現有技術的信息監測屬于宏觀尺度上的樣本采集，通過數據整合分析，確實能夠對判斷整個農業生產環境的氣象條件、水分供給等總體狀況起到重要作用。

但是，作為以食品安全和品質保障為目標的監測來說，上述現有技術所采集信息的作用是很不充分的，而針對農業小環境的監測對于這一目標的實現則表現得尤其重要。從空間上看，農業小環境在水平面方向上的尺度范圍一般在數米到數十米之間，在垂直方向上的尺度范圍一般在數米以內。農業小環境是農作物生長的微觀環境，對農作物產品具有直接影響。

例如，在某一規?；N植園內，少量果樹所在區域出現過度施藥或者用水污染的異常，并不會對整個種植園的宏觀環境帶來明顯影響。相應地，現有的信息監測系統也不足以對這一局部區域上的有限異常狀態產生響應，因為這一局部區域的異常并不會使整體的監測數據產生顯著變化，甚至有可能由于遠離采樣點，這一異常根本沒有被系統所檢測到。但是，這一局部區域范圍內農業小環境的變化對于該區域出產水果的安全和質量存在著決定性的影響?？梢姡挥衅占昂蛷娀瘜ξ⒂^空間尺度上農業小環境的監測，才能夠避免存在漏洞，造成不合格的農產品流入市場。

為了實現對農業小環境的微觀監測，當然需要增加傳感器監測站點的數量，從而加大采樣密度。但是，我們不可能為種植園的每一棵果樹或是農田中的每一株作物都設立一個傳感器監測站點，因為這樣不但從成本上說是無法接受的，也會過度占用種植空間，影響正常的生產作業?？梢姡瑐鞲衅鞅O測站點的數量要保持在合理程度，具有上限值。

因此，在傳感器監測站點的總數量有限的前提下，需要對其分布方案進行充分優化，才能夠保證對生產區域內農業小環境的全面覆蓋和有效監測。而現有技術中大多采用將傳感器平均布設在生產區域內的分布方式，不能夠實現這一目標。對現有技術進行改進，關鍵是使各個站點發揮相互協同作用，實現自組織，防止存在監測空白區域，也避免對同一農業小環境的重復覆蓋。就傳感器監測站點的協同整合來說，物聯網技術實現了物與物之間的信息連通，為這一問題的解決提供了良好的技術基礎平臺。

發明內容

根據現有技術中的上述需求，本發明提供了一種基于物聯網的農業小環境監測平臺。本發明以面向農業小環境的傳感器監測站點的優化分布和組織為目標，基于傳感器監測站點組建物聯網，實現站點之間的信息共享、分析和自組織，從而達到傳感器監測站點布局與農業小環境分布狀態的匹配，提高對農業小環境監測的準確性和可靠性。

本發明所述的基于物聯網的農業小環境監測平臺，其特征在于，包括農業小環境監測物聯網以及中心服務器；所述農業小環境監測物聯網包括分布于農業生產空間的監測傳感器站點；所述監測傳感器站點采集采樣點處與農業小環境相關的環境信息，生成環境描述數據；并且處于有效通信距離內的所述監測傳感器站點相互傳輸自身生成的所述環境描述數據；監測傳感器站點根據自身及有效通信距離內其它監測傳感器站點的所述環境描述數據，通過環境相似度計算確定自身與其它監測傳感器站點之間的環境相似度；對于相互之間的環境相似度大于組網閾值的監測傳感器站點，通過共享相同的子網ID碼組成小環境監測子網；并且，所述監測傳感器站點向所述中心服務器上傳自身的站點標識以及子網ID碼；所述中心服務器根據所接收的站點標識以及子網ID碼，判斷所述小環境監測子網是否符合預定的分布調整條件，在符合所述分布調整條件的情況下所述中心服務器確定進行分布調整的監測傳感器站點。