[發明專利]一種基于大數據的農作物種植生長及環境智能監測分析系統

有效

• 申請號: 202011155726.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112258331B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 劉曉君;李根;胡歆柯
• 申請（專利權）人: 廣東新智農信息科技有限公司
• 主分類號: G06Q50/02
• 分類號: G06Q50/02;G06Q10/06;G06F16/29;A01G22/22
• 代理公司: 廣州中粵知識產權代理事務所(普通合伙) 44752
• 代理人: 楊毅宇

1.一種基于大數據的農作物種植生長及環境智能監測分析系統，其特征在于：包括梯度區域劃分模塊、梯度區域監測點布設模塊、管理數據庫、環境參數采集模塊、參數預處理模塊、分析云平臺和顯示終端，其中梯度區域劃分模塊分別與梯度區域監測點布設模塊和分析云平臺連接，梯度區域監測點布設模塊與環境參數采集模塊連接，環境參數采集模塊與參數預處理模塊連接，參數預處理模塊和管理數據庫分別與分析云平臺連接，分析云平臺與顯示終端連接；

所述梯度區域劃分模塊用于將梯田水稻種植區域劃分為若干梯度區域，并獲取各梯度區域階梯到水平面的垂直高度，劃分的各梯度區域按照階梯到水平地面的垂直高度從低到高的順序進行編號，依次標記為1,2,...i,...,n，梯度區域劃分模塊分別對劃分的各梯度區域測量其階梯高度，同時將測量的各梯度區域對應的階梯高度構成階梯高度集合H(h₁,h₂,...,h_i,...,h_n)，并將階梯高度集合發送至分析云平臺；

所述梯度區域監測點布設模塊用于對劃分的各梯度區域劃分為若干面積相同的梯度子區域，在每個梯度子區域布設一個環境監測點，布設的各環境監測點按照預設的順序進行編號，分別標記為i1,i2,...ij,...,im，其中ij表示為第i個梯度區域內第j個環境監測點，i表示為梯度區域編號，i＝1,2,...,n；

所述環境參數采集模塊包括若干環境檢測設備，其安裝在各環境監測點位置，用于檢測各梯度區域內各環境監測點的環境參數，其中環境參數包括溫度、濕度和光照強度，并將檢測的各梯度區域內各環境監測點的環境參數發送至參數預處理模塊；

所述參數預處理模塊接收環境參數采集模塊發送的各梯度區域內各環境監測點的環境參數，并將接收的各梯度區域內各環境監測點的環境參數構成監測點環境參數集合q_wⁱj表示為第i個梯度區域內第j個環境監測點監測的第w個環境參數對應的數值，w表示為環境參數，w＝pt,pd,ps,pt,pd,ps分別表示為溫度、濕度和光照強度，同時，參數預處理模塊將監測點環境參數集合中按照梯度區域的編號順序依次提取每個梯度區域內各環境監測點的環境參數，并對同一梯度區域內同種環境參數在不同環境監測點監測的數值進行均值計算，得到同一梯度區域對應的各環境參數平均值，進而得到各梯度區域對應的各環境參數平均值，且從得到的各梯度區域對應的各環境參數平均值中分別篩選各梯度區域對應的溫度平均值、各梯度區域對應的濕度平均值，各梯度區域對應的光照強度平均值，篩選的各梯度區域對應的溫度平均值構成梯度區域溫度平均值集合表示為第i個梯度區域對應的溫度平均值，篩選的各梯度區域對應的濕度平均值構成梯度區域濕度平均值集合表示為第i個梯度區域對應的濕度平均值，篩選的各梯度區域對應的光照強度平均值構成梯度區域光照強度平均值集合表示為第i個梯度區域對應的光照強度平均值，參數預處理模塊將梯度區域溫度平均值集合、梯度區域濕度平均值集合和梯度區域光照強度平均值集合發送至分析云平臺；

所述管理數據庫用于存儲水稻各種植階段對應的標準溫度、濕度和光照強度；

所述分析云平臺分別接收梯度區域劃分模塊發送的各梯度區域對應的階梯高度，接收參數預處理模塊發送的梯度區域溫度平均值集合、梯度區域濕度平均值集合和梯度區域光照強度平均值集合，并提取管理數據庫中水稻各種植階段對應的標準溫度、濕度和光照強度，并從中篩選水稻抽穗階段對應的標準溫度、濕度和光照強度，同時將接收的梯度區域溫度平均值集合、梯度區域濕度平均值集合和梯度區域光照強度平均值集合分別與水稻抽穗階段對應的標準溫度、濕度和光照強度進行對比，得到梯度區域溫度平均值對比集合梯度區域濕度平均值對比集合和梯度區域光照強度平均值對比集合分析云平臺根據接收的各梯度區域對應的階梯高度和得到的梯度區域溫度平均值對比集合、梯度區域濕度平均值對比集合及梯度區域光照強度平均值對比集合分別統計溫度、濕度和光照強度對梯田水稻抽穗階段生長的影響評估系數，并分別記為溫度影響評估系數、濕度影響評估系數和光照強度影響評估系數，且發送至顯示終端；

所述顯示終端接收分析云平臺發送的溫度影響評估系數、濕度影響評估系數和光照強度影響評估系數，并顯示；

所述梯度區域監測點布設模塊對劃分的各梯度區域劃分為若干面積相同的梯度子區域，其具體劃分方法如下：

H1:采用GPS測畝儀獲取各梯度區域對應的種植面積，其具體測量方法包括以下幾個步驟：

H11：利用GPS測畝儀獲取各梯度區域邊界各端點的地理經緯度坐標，并將相鄰邊界端點之間用線段連接，構成的各線段作為各梯度區域對應的每條邊；

H12：對獲取的各梯度區域邊界的地理經緯度坐標轉換為平面坐標；

H13：將每個梯度區域邊界各端點與坐標原點相連，則每個梯度區域對應的每條邊與坐標原點構成一個三角形，計算每條邊所對應三角形的面積；

H14：將各梯度區域中每個三角形面積進行求和，得到各梯度區域對應的種植面積；

H2：將獲取的各梯度區域對應的種植面積進行均分為m等份，每等份種植面積所在區域作為梯度子區域；

所述溫度影響評估系數的計算公式為式中表示為溫度影響評估系數，h_i+1表示為第i+1個梯度區域對應的階梯高度，h_i表示為第i個梯度區域對應的階梯高度，r_pt標準表示為水稻抽穗階段對應的標準溫度，表示為第i個梯度區域對應的溫度平均值與水稻抽穗階段對應的標準溫度之間的差值。

所述濕度影響評估系數的計算公式為式中表示為濕度影響評估系數，r_pd標準表示為水稻抽穗階段對應的標準濕度，表示為第i個梯度區域對應的濕度平均值與水稻抽穗階段對應的標準濕度之間的差值。

所述光照強度影響評估系數的計算公式為式中表示為光照強度影響評估系數，r_ps標準表示為水稻抽穗階段對應的標準光照強度，表示為第i個梯度區域對應的光照強度平均值與水稻抽穗階段對應的標準光照強度之間的差值。