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专利号: 2024112695109
申请人: 基本操作(深圳)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:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种实时设计交互系统,其特征在于:包括多源数据管理模块、数据交互中台以及动态维护调度模块;

多源数据管理模块用于对目标区域的农业原始数据集进行归类管理,通过数据处理获取环境综合监测集、作物生长态势集、设备效能评估集和农田空间信息集,并为每个类别的数据集创建数据表,使用数据库进行数据存储,同时建立索引;多源数据管理模块包括归类管理单元、融合处理单元、数据表设计单元、数据存储单元以及索引建立单元;

数据交互中台用于集成来自多源数据管理模块的数据,将模块内部的数据资源进行整合处理,形成一个中央化的数据交互平台,使得不同类别的数据之间进行数据交换;

动态维护调度模块用于根据实时的数据交换结果进行量化分析,动态调整作物生长条件;

其中,所述数据交互中台集成来自多源数据管理模块的数据,将模块内部的数据资源进行整合处理,并进行数据交换的过程包括:获取多源数据管理模块的数据集,为每个数据集定义基本结构,即假设每个数据集Θp(aj,vj)包含若干属性:Θp(aj,vj)={(a1,v1),(a2,v2),...,(ao,vo)}式中,p表示en、cr、eq、ge的索引下标;aj表示属性名;vj表示对应的属性值;j表示数据集Θp(aj,vj)中属性名和属性值的编号,且j=1,2,...,o;o表示数据集Θp(aj,vj)中属性名和属性值的总数;

使用映射函数ypq表示从数据集Θp(aj,vj)到Θq(aj',vj')的映射关系:ypq:Θp(aj,vj)→Θq(aj',vj');式中,Θq(aj',vj')表示映射后的数据集;

通过定义转换规则集Z实现,其中,每个规则z∈Z用于确定从一个数据集转换到另一个数据集或中间格式;

设定数据交换协议,其中,设定的数据交换协议是基于消息传递的协议,每个消息M包含消息类型L、数据集标识J以及数据内容N,即交换三元组M=(L,J,N)。

2.根据权利要求1所述的一种实时设计交互系统,其特征在于:归类管理单元用于目标区域的农业原始数据集进行归类管理的过程包括:识别并接入所有数据源,获取原始数据集,包括气象站、土壤监测站、作物生长监测系统、设备监控系统以及GIS系统;

定义气象站的数据为Xm、土壤监测站的数据为Xs、作物生长监测系统的数据为Xc、设备监控系统的数据为Xe以及GIS系统的数据为Xg;

将原始数据集按数据来源和所代表的信息类型进行归类划分:Den=ben(Xm,Xs)

Dcr=bcr(Xc)

Deq=beq(Xe)

Dge=bge(Xg)

式中,Den、Dcr、Deq、Dge分别表示环境信息、作物生长状态、设备运行状况以及地理空间信息;ben、bcr、beq、bge分别表示环境信息转换函数、作物生长状态转换函数、设备运行状况转换函数以及地理空间信息转换函数。

3.根据权利要求1所述的一种实时设计交互系统,其特征在于:融合处理单元用于通过数据处理获取环境综合监测集、作物生长态势集、设备效能评估集和农田空间信息集的过程包括:对环境信息、作物生长状态、设备运行状况以及地理空间信息进行融合处理后得到环境综合监测集、作物生长态势集、设备效能评估集以及农田空间信息集:式中,D'en、D'cr、D'eq、D'ge分别表示融合处理后的环境综合监测集、作物生长态势集、设备效能评估集以及农田空间信息集;Fen、Fcr、Feq、Fge分别表示环境信息、作物生长状态、设备运行状况以及地理空间信息的融合函数;den、dcr、deq、dge分别表示环境信息、作物生长状态、设备运行状况以及地理空间信息的数据点;wen表示Den的环境影响力权重因子;αcr、βeq、γge分别表示Dcr的生长贡献系数、Deq的效能权重系数以及Dge的空间相关性系数。

4.根据权利要求1所述的一种实时设计交互系统,其特征在于:数据表设计单元用于为每个类别的数据集创建相应的数据表的过程包括:对于环境综合监测数据表Ten:

字段集合Een={f1,f2,...,fn},

其中,fi表示第i个字段,且i=1,2,...,n;

记录集合Ren,每个记录ren∈Ren表示一个从Een到环境综合监测集中的数据值的映射;

对于作物生长态势数据表Tcr:

(1) (1) (1)

字段集合Ecr={f1 ,f2 ,...,fn },(1) (1) (1) (1)

其中,fi 表示第i 个字段,且i =1,2,…,n ;

记录集合Rcr,每个记录rcr∈Rcr表示一个从Ecr到作物生长态势集中的数据值的映射;

对于设备效能评估数据表Teq:

(2) (2) (2)

字段集合Eeq={f1 ,f2 ,...,fn },(2) (2) (2) (2)

其中,fi 表示第i 个字段,且i =1,2,...,n ;

记录集合Req,每个记录req∈Req表示一个从Eeq到作物生长态势集中的数据值的映射;

对于农田空间信息数据表Tge:

(3) (3) (3)

字段集合Ege={f1 ,f2 ,...,fn },(3) (3) (3) (3)

其中,fi 表示第i 个字段,且i =1,2,...,n ;

记录集合Rge,每个记录rge∈Rge表示一个从Ege到作物生长态势集中的数据值的映射。

5.根据权利要求1所述的一种实时设计交互系统,其特征在于:数据存储单元用于使用数据库进行数据集存储的过程包括:将融合处理后的数据集中的每一条记录,按照其对应数据表的结构,存储到相应的数据库中:对于每个数据集D(D'en、D'cr、D'eq、D'ge)和对应的数据表T(Ten、Tcr、Teq、Tge),存储过程的形式化为:式中,Store(D,T)表示数据集和对应数据表的存储结果;E(Een、Ecr、Eeq、Ege)是数据表T(1)(Ten、Tcr、Teq、Tge)的字段集合;r(ι)表示每个记录r(ren、rcr、req、rge)在字段ι(fi、fi 、fi(2) (3) (1)、fi )上的值;r'(ι)表示数据表T(Ten、Tcr、Teq、Tge)中新创建的记录r'在字段ι(fi、fi 、(2) (3)fi 、fi )上的值。

6.根据权利要求1所述的一种实时设计交互系统,其特征在于:索引建立单元用于根据创建的数据表,建立索引的过程包括:基于已创建的数据表T(Ten、Tcr、Teq、Tge),为各类数据集的关键字段建立索引,使用I(Ien、Icr、Ieq、Ige)表示索引集合;其中,每个元素τ∈I是一个从字段集合E(Een、Ecr、Eeq、Ege)到索引类型的映射;

对于每个数据表和其索引集合,索引创建过程形式化为:式中,CI(T,I)表示创建的数据表和对应索引集合的输出结果;τ.key表示索引所基于的字段;τ.tpye表示索引的类型。

7.根据权利要求1所述的一种实时设计交互系统,其特征在于:动态维护调度模块根据实时的数据交换结果进行量化分析,动态调整作物生长条件的过程包括:设Gk={G1,G2,...,Gh}表示当前目标区域的作物生长条件的参数集合;其中,Gk为当前目标区域的作物生长条件的第k个参数的当前值;k表示当前目标区域的作物生长条件的参数编号,且k=1,2,…,h;h表示当前目标区域的作物生长条件的参数总数;

则Gid={Gid,1,Gid,2,…,Gid,h}为理想条件下的参数集合;其中,Gid,k为理想条件下的第k个参数的理想值;

针对每个作物生长条件的参数,进行综合评估:

式中,δk表示综合评估分数;|Gk‑Gid,k|表示计算当前值与理想值的偏差值;Uk表示作物生长条件的第k个参数的权重,反映该参数对作物生长的重要性;

根据评估分数决定是否需要调整作物生长条件,并计算调整量ΔGk:ΔGk=Yk·δk

式中,Yk表示作物生长条件的第k个参数的调整系数,取决于系统的调整能力和当前偏差的紧急程度;

获取作物生长条件的每个参数的调整量后,综合形成总的调整方案ΔGk={ΔG1,ΔG2,…,ΔGh};

结合调整方案,创建调整函数Q,调整函数Q接收当前作物生长条件和调整量作为输入,并输出调整后的作物生长条件Gk+1:Gk+1=Q(Gk,ΔGk);

执行调整后,系统将根据新的作物生长条件进行响应。