[發明專利]一種基于物聯網的作物生長信息監測系統和方法

在審

• 申請號: 201811218601.4
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109470299A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 王愛臣;沈建煒;魏新華
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于物聯網的作物生長信息監測系統，其特征在于，包括信息感知系統、無線傳輸系統和智能管理系統，所述信息感知系統包括墑情監測模塊、病蟲害監測模塊、作物營養狀態監測模塊、雜草監測模塊、作物長勢監測模塊和田間巡檢車，所述墑情監測模塊實時監測土壤含水率，病蟲害監測模塊和雜草監測模塊通過圖像分析處理實現病蟲害信息的檢測，作物營養狀態監測模塊實時監測作物生長環境的養分情況，作物長勢監測模塊采集作物生長圖像以分析作物的長勢情況；田間巡檢車前部和尾部安裝有近紅外相機和多光譜相機，并安裝有北斗定位系統；

所述無線傳輸系統包括n個采集節點、匯聚節點及無線通信模塊，每個采集節點均與匯聚節點通訊，匯聚節點通過無線通信模塊與智能管理系統通訊；

所述智能管理系統包括服務器、數據庫、網頁端，其中服務器通過無線傳輸系統接收信息感知系統采集的信息，并保存至數據庫，從而在網頁端進行顯示和曲線繪制，以提供數據篩選和查詢的功能，用戶可通過終端設備訪問網頁端。

2.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的作物生長信息監測系統，其特征在于，所述墑情監測模塊包括土壤溫濕度傳感器、小型氣象站和第一控制器，第一控制器和土壤溫濕度傳感器、小型氣象站連接，第一控制器讀取傳感器實時數據和氣象站采集的氣象信息。

3.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的作物生長信息監測系統，其特征在于，所述病蟲害監測模塊包括多個攝像頭、遠程拍照式智能孢子捕捉儀及遠程拍照式智能蟲情測報器，所述攝像頭根據需求采集作物圖像以判斷是否存在肉眼可見病蟲害，所述捕捉儀定時拍攝捕捉到孢子，并傳輸給服務器；所述蟲情測報器定時拍攝捕捉到蟲子，并傳輸給服務器；當以上三種儀器探測到有病蟲害信息時啟動田間巡檢車，以進入田塊大面積采集作物生長圖像；所述捕捉儀、蟲情測報器分別在傳統捕捉儀、傳統蟲情測報器的基礎上增加了攝像頭和控制器。

4.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的作物生長信息監測系統，其特征在于，所述作物營養狀態監測模塊包括氮磷鉀傳感器及第二控制器，所述氮磷鉀傳感器埋設在土壤里，以測量土壤氮磷鉀含量，第二控制器和氮磷鉀傳感器連接，并實時讀取傳感器數據，監測到土壤中氮磷鉀含量較低時啟動田間巡檢車通過多光譜相機采集葉片圖像進行分析作物營養狀況。

5.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的作物生長信息監測系統，其特征在于，所述雜草監測模塊及作物長勢監測模塊包括多個攝像頭，該攝像頭與病蟲害監測模塊的攝像頭共用，探測到雜草信息時啟動田間巡檢車進行田間雜草信息采集。

6.一種基于物聯網的作物生長信息監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)，作物種植信息錄入；

步驟(2)，閾值設置：設置土壤水分、土壤氮磷鉀含量、雜草密度、病蟲害程度的閾值，監測系統分析結果超過閾值時，服務器系統界面發出警報圖案提示監測人員以進行相應操作；

步驟(3)，作物生長環境信息采集：墑情監測模塊固定時間間隔讀取土壤溫濕度傳感器和氣象站的信息并發送至服務器進行數據保存，服務器統計分析后在網頁端進行曲線繪制和顯示，提供查詢、篩選功能；

步驟(4)，雜草蟲害信息采集：作物生長一段時間后，服務器接收雜草的圖像信息和病蟲害的圖像信息并分析，若發現病蟲害或雜草信息，則啟動田間巡檢車通過多光譜和近紅外相機拍照采集數據并分析，若分析結果顯示病蟲害或雜草明顯，則進行相應的作業；

步驟(5)，作物營養狀態信息采集：作物生長一段時間后，服務器接收氮磷鉀數據并分析，若發現土壤中氮磷鉀含量較低，則啟動田間巡檢車通過高光譜和近紅外相機拍照采集數據，分析作物葉片營養狀況，以確定是否需要進行施肥作業；

步驟(6)，作物長勢信息采集：預估作物成熟時間，接近作物成熟期時，通過攝像頭采集作物長勢信息，遠程傳送至服務器并分析，若長勢趨于成熟則啟動田間巡檢車進行近距離的作物圖像采集分析，若分析結果顯示成熟度高則進行收獲作業。

7.根據權利要求6所述的一種基于物聯網的作物生長信息監測方法，其特征在于，所述步驟(1)具體為：作物種植后通過服務器系統界面錄入種植作物品種、種植日期、土壤特性及田塊信息。