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专利号: 2024102178464
申请人: 张家港泽诺科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于物联网的农业种植智能管理平台,其特征在于:包括数据采集模块、数据分析处理模块、异常监测模块、自动化控制模块、远程控制与通知模块、资源管理模块和市场信息模块;

所述数据采集模块用于通过传感器组采集各种环境数据,包括温度、湿度和光照数据,作为第一数据组,摄像头捕捉植物生长情况和任何会发生的害虫或病害,通过监测设备土壤湿度、土壤营养和病虫害监测数据,作为第二数据组;

所述数据分析处理模块用于采集到的数据通过物联网连接传输到云服务器接收并处理,将其存储在数据库中以备后续分析,采集到的数据进行实时清洗处理,提取关键信息特征,将第一数据组和第二数据组进行结合计算,获取:农业需求指数Nyxq;

所述农业需求指数Nyxq通过以下公式计算获取:

Nyxq=[(Hjxs*a)*45%+(Szzt*b)*35%]*15%+C式中,Hjxs表示环境系数,Szzt表示生长状态系数,a表示环境系数Hjxs的权重值,b表示生长系数Szxs的权重值;

其中,0.45≤a≤0.65,0.55≤b≤0.65,其中,a+b≤1.5,C表示修正常数;

所述异常监测模块用于检测所述数据分析处理模块计算得到的农业需求指数Nyxq与阈值的比较,以识别是否存在异常情况;

所述自动化控制模块用于控制灌溉系统、温室环境设备、肥料投放设备和病虫害处理设备的自动化操作,根据预设参数和实时数据执行相应的农业操作;

所述远程控制与通知模块用于根据生成的策略方案,远程启动灌溉系统、施肥设备或虫害处理装置,向相关人员发送实时通知,包括当前环境条件、所采取的策略以及执行结果;

所述资源管理模块用于管理和优化资源的使用,包括水资源、肥料和能源,保障资源的有效利用,减少浪费,并根据需要调整资源分配;

所述市场信息模块用于收集和分析市场需求、价格趋势和供应链信息,帮助相关人员作出关于作物品种选择、种植时间和销售策略的决策。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台,其特征在于:所述数据采集模块包括传感器接口单元、摄像头接口单元和信息采集单元;

所述传感器接口单元用于连接各种传感器,包括土壤湿度传感器、温度传感器、湿度传感器、光照传感器、风速传感器和降雨传感器,负责与传感器通信,收集环境数据;

所述摄像头接口单元用于连接摄像头或监控摄像头,以捕捉植物生长情况和检测农田内的情况,获取图像和视频数据;

所述信息采集单元用于读取传感器组和摄像头,采集环境和农作物生长相关信息,传感器组负责收集与环境相关的参数数据,包括温度值Wdz、湿度值Sdz、光照强度值Gzqd、雨水灌溉率Ggl和二氧化碳浓度值Ndz,作为第一数据组,摄像头负责获取施肥频率Sfpl、不同农作物生长条件差值Sztj和病虫害率Bchl,作为第二数据组。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台,其特征在于:所述数据分析处理模块包括数据接收与存储单元、实时数据处理单元和历史数据存储单元;

所述数据接收与存储单元用于接收来自所述数据采集模块的传感器数据、摄像头图像和其他相关信息,并将这些数据存储到数据库中;

所述实时数据处理单元用于根据所述第一数据组和第二数据组信息,进行分析处理和计算,以获取:环境系数Hjxs和生长状态系数Szzt;

所述历史数据存储单元用于长期保存历史数据,支持相关人员回顾和追溯。

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台,其特征在于:所述环境系数Hjxs通过以下公式计算获取:式中,Wdz表示温度值,Sdz表示湿度值,Gzqd表示光照强度值,Ggl表示雨水灌溉率,Ndz表示二氧化碳浓度值,d、e、f、g分别表示温度值Wdz、湿度值Sdz、光照强度值Gzqd、雨水灌溉率Ggl和二氧化碳浓度值Ndz的权重值;

其中,0.35≤d≤0.55,0.45≤e≤0.65,0.35≤f≤0.55,0.35≤g≤0.55,其中,d+e+f+g≤2.5,H表示修正常数。

5.根据权利要求3所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台,其特征在于:所述生长状态系数Szzt通过以下公式计算获取:Szzt=[|(Sfpl*Bchl)*i‑(Sztj*j)*65%|]+K式中,Sfpl表示施肥频率,Bchl表示病虫害率,Sztj表示不同农作物生长条件差值,i表示施肥频率Sfpl和病虫害率Bchl乘积的权重值,j表示不同农作物生长条件差值Sztj的权重值;

其中,0.35≤i≤0.55,0.25≤j≤0.45,其中,i+j≤1,K表示修正常数。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台,其特征在于:所述异常监测模块包括异常监测评价单元;

所述包括异常监测评价单元用于通过农业需求指数Nyxq与预设阈值进行对比,获取等级预警策略方案:Nyxq≤2,获取一级需求评价,等待处理,无需额外操作;

2.1≤Nyxq≤4,获取二级需求评价,执行低优先级处理,进行轻微的灌溉和施肥;

4.1≤Nyxq≤6,获取三级需求评价,执行中等优先级处理,根据需要进行灌溉和施肥;

6.1≤Nyxq≤8,获取四级需求评价,执行高优先级处理,使用定期灌溉和施肥;

8.1≤Nyxq≤10,获取五级需求评价,执行紧急处理,立即启动灌溉系统或喷洒农药。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台,其特征在于:所述自动化控制模块包括执行单元、策略调整单元和紧急停止单元;

所述执行单元用于负责执行根据数据分析处理模块生成的决策策略,具体功能包括自动控制灌溉系统、施肥设备和虫害处理装置设备的开启、关闭和调整;

所述策略调整单元用于根据传感器数据反馈和实际情况,负责动态调整执行单元的操作策略,当环境条件发生变化或策略不合适时,策略调整单元将重新生成策略并传递给执行单元;

所述紧急停止单元负责安全监测和紧急停止系统,发生紧急情况时,当设备故障或不正常操作,紧急停止单元将立即停止自动化操作,以防止潜在的危险。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台,其特征在于:所述远程控制与通知模块包括用户界面单元、远程控制单元和警报通知单元;

用户界面单元用于提供一个用户友好的界面,允许使用者手动干预和调整自动化控制,提供图形化界面,允许用户查看当前环境数据、决策策略、执行状态和历史数据,并查看实时数据和通知,使相关人员能够远程监控和控制农业操作,通过界面进行手动操作和调整策略;

所述远程控制单元接收用户界面单元的指令,将指令传递给执行单元,手动启动或停止灌溉系统、施肥设备和虫害处理装置,或者调整它们的操作参数;

所述警报通知单元用于监测系统状态、执行结果和环境中农业需求指数Nyxq存在潜在问题或突发事件时,通过多种通知方式传达信息,包括短信、电子邮件、手机应用程序通知和声音警报,向相关人员发送警报通知,确保信息及时传达给负责人员,以便他们采取适当的措施来应对问题。

9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台,其特征在于:所述资源管理模块包括资源分配与计划单元;

所述资源分配与计划单元负责综合考虑水资源、肥料和能源的使用情况,实时监测土壤湿度、控制肥料投放设备的操作根据土壤需要进行精确施肥,基于数据和需求制定资源分配节约策略,规划灌溉、施肥和能源使用的时间表,考虑资源的可用性和成本,以促进资源的经济和可持续利用。

10.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农业种植智能管理平台,其特征在于:所述市场信息模块包括市场需求分析单元、供应链管理单元和市场营销策略单元;

所述市场需求分析单元用于负责收集和分析市场需求数据,包括食品价格、需求趋势和消费者偏好,帮助相关人员了解当前市场的机会和挑战,选择适合市场的农作物品种和数量;

所述供应链管理单元用于监测和管理农作物的供应链,包括生产、采摘、包装、运输和销售,通过优化供应链,减少物流成本、降低产品损耗并提供更好的品质;

所述市场营销策略单元用于支持使用者制定市场营销策略,包括定价策略、广告和销售渠道选择,通过精确的市场定位和营销策略,提高产品的市场可见性和竞争力。