[發明專利]農業生態產業園智能化監控系統及方法

在審

• 申請號: 202010138622.6
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111272224A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 高華中
• 申請（專利權）人: 四川饗譽食界供應鏈管理有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 北京富天文博興知識產權代理事務所(普通合伙) 11272
• 代理人: 劉壽椿

1.農業生態產業園智能化監控系統，其特征在于，所述系統包括：室內監測終端、室外監測終端和數據分析終端；所述室內監測終端，用于進行室內環境監測，獲取監測參數，將獲取的監測參數發送至數據分析終端；所述室外監控終端，用于進行室外環境監測，獲取監測參數，將獲取的監測參數發送至數據分析終端；所述分析終端，用于通過室內監測終端獲取的監測參數和室外監測終端獲取的監測參數，進行數據融合，根據數據融合結果，進行數據分析，生成數據監控圖表，同時判斷是否環境異常，在出現環境異常的情況下，發送預警信息給用戶。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述室內監測終端包括：物聯網監測子終端和物聯網傳輸子終端；所述物聯網監測子終端包括：室內傳感器組和室內數據轉換單元；所述室內傳感器組至少包括：空氣濕度傳感器、空氣溫度傳感器、光照強度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、土壤濕度傳感器、土壤水溶性鹽濃度傳感器、葉面溫濕度傳感器和圖像傳感器；所述室內數據轉換單元，用于將室內傳感器組獲取的模擬信號轉換為數字信號；所述物聯網傳輸子終端，將轉換后的數字信號發送至數據分析終端。

3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述室外監測終端包括：室外傳感器組、室外數據轉換單元和數據傳輸單元；所述室外傳感器組包括：空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、光照強度傳感器、PM2.5傳感器、風速傳感器、風向傳感器、降雨量傳感器和病蟲害傳感器；所述室外數據轉換單元將室外傳感器獲取的模擬信號轉換為數字信號；所述數據傳輸單元，將數據轉換單元轉換得到的數字信號發送至數據分析終端。

4.如權利要求2或3所述的系統，其特征在于，所述數據分析終端包括：數據預處理單元、數據融合單元、數據分析單元、圖表生成單元和預警單元；所述數據預處理單元包括：預處理單元、數據規約單元和數據標準化單元；所述預處理單元對數據信息依次進行去除唯一屬性、處理缺失值和異常值檢測處理；所述數據規約單元，用于將數據預處理后的數據進行規約處理，使得規約處理后的數據兩兩不相干，但保持原有的信息；所述數據標準化單元，將規約處理后的數據按比例縮放，使之落入設置的特定區間；所述數據融合單元對數據預處理單元處理后的數據進行數據融合；所述數據分析單元，針對數據融合后的結果，建立數據分析模型，對接收到的數據進行數據分析。

5.如權利要求4所述的系統，其特征在于，所述數據分析單元針對數據融合后的結果，建立數據分析模型的方法執行以下步驟：

步驟S1：獲取用于建模的數據，作為輸入變量，用x_i表示，其中，i代表該數據中的第i個變量；所述x_i至少包括：室內傳感器獲取的空氣濕度數據、空氣溫度數據、光照強度數據、二氧化碳濃度數據、土壤濕度數據、土壤水溶性鹽濃度數據、葉面溫濕度數據和植物生長速度數據；所述植物生長速度數據通過圖像傳感器獲取的植物圖像進行圖像識別獲得，對植物圖像進行圖像識別后，得到植物的莖稈微變化和果實膨大數據，進而得到植物生長速度數據；

步驟S2：設定一個權重函數，用w_i表示，將每個輸入變量與相對應的權重函數進行卷積運算，得到第一中間結果；

步驟S3：設定一個激勵函數，所述激勵函數為：設定神經網絡的神經元閾值為：Θ；將第一中間結果和該激勵函數以及神經元閾值進行運算，得到前向神經網絡的結果為：

步驟S4：計算前向神經網絡的訓練誤差；由于本次訓練的輸出變量E為“客戶對網絡使用的感受得分”，但模型訓練后會產生一個預測值為O，故得出誤差函數為：

其中m代表輸入本次建模樣本的數量，i表示第i個變量。

步驟S3.4.6：反向傳播更新權重w

為讓誤差越來越小，提高模型預測的精確度，神經網絡會從輸出層反向傳播數據給輸入層，重新調整權重w的值，直到模型誤差達到最小后停止訓練，完成模型創建。

6.如權利要求5所述的系統，其特征在于，所述圖標生成單元，根據數據分析單元的分析結果，生成圖標；所述預警單元，根據數據分析單元的分析結果，判斷是否出現環境異常，在出現環境異常的情況下，發送預警信息給用戶。