專利名稱：基于3g技術的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可視化實時監(jiān)測預警系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集與服務系統(tǒng)，更具體地，涉及一種基 于3G無線傳輸技術的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可視化實時監(jiān)測預警系統(tǒng)。
背景技術：
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集通常應用于農(nóng)田、林地、牧場等環(huán)境的小氣候監(jiān)測，通過傳 感器對環(huán)境數(shù)據(jù)按設定的時間間隔進行采集?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集器主要是單機服務，其數(shù)據(jù) 應用方式主要是當?shù)卮鎯虼蛴∮涗?，也有一些產(chǎn)品具備數(shù)據(jù)的遠程傳輸功能，可提供較 簡單的數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)計分析服務，但上述產(chǎn)品主要是單機服務，沒有形成網(wǎng)絡化管理的后 臺數(shù)據(jù)處理機制，采集的數(shù)據(jù)類型多為普通環(huán)境及氣候數(shù)據(jù)，不能支持圖像、視頻、聲音等 多種媒體格式的數(shù)據(jù)采集及傳輸，缺少強大的后臺數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)服務功能，無法滿足日 益提高的用戶需求。由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身的多樣性，我國地質(zhì)資源的豐富多彩性，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需監(jiān)控的 環(huán)境除了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)外，還包括林地、牧場、公路沿線、河灘、荒郊等野外環(huán)境，現(xiàn)有的農(nóng) 田氣候數(shù)據(jù)采集設備存在的主要問題包括1、野外數(shù)據(jù)采集的非電線(電纜)供電問題； 2、功能相對比較單一，無法滿足更高的用戶需求；3、無法做到遠程數(shù)據(jù)傳送或采用普通的 2G無線網(wǎng)絡傳送，數(shù)據(jù)傳送的速度和傳輸質(zhì)量不高；4、后臺數(shù)據(jù)處理及服務功能不夠強 大。

實用新型內(nèi)容(一 )要解決的技術問題本實用新型要解決的技術問題是實現(xiàn)野外數(shù)據(jù)采集的非電線(電纜)供電；實 現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)傳送和無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳送；擴展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集與服務系統(tǒng)的功能；提 高后臺數(shù)據(jù)處理及服務功能。( 二 )技術方案為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種基于3G技術的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可視化實 時監(jiān)測預警系統(tǒng)，其包括監(jiān)測設備終端，設置在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測點；監(jiān)測預警平臺，設置在用戶端；所述監(jiān)測設備終端與所述監(jiān)測預警平臺之間通過3G網(wǎng)絡視頻服務器進行數(shù)據(jù)傳輸。其中，所述監(jiān)測設備終端包括氣候數(shù)據(jù)傳感器組，通過采集器與所述3G網(wǎng)絡視頻服務器相連；視頻采集終端模塊，與所述3G網(wǎng)絡視頻服務器相連；GPS模塊，與所述3G網(wǎng)絡視頻服務器相連。其中，還包括供電系統(tǒng)，分別與所述3G網(wǎng)絡視頻服務器和所述采集器相連。[0016]其中，所述供電系統(tǒng)為風光互補供電系統(tǒng)，其包括風力發(fā)電機；太陽能電板；蓄電池組，分別與所述風力發(fā)電機和所述太陽能電板相連；風光互補控制器，分別與所述風力發(fā)電機、所述太陽能電板以及所述蓄電池組相 連，用于控制所述風力發(fā)電機和所述太陽能電板的工作狀態(tài)，并防止所述蓄電池組過充電 或過放電。其中，所述氣候數(shù)據(jù)傳感器組包括空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤溫度 傳感器、土壤水分傳感器、太陽輻射傳感器、風力傳感器、風向傳感器以及降雨量傳感器。其中，所述監(jiān)測預警平臺包括公眾用戶平臺和專業(yè)用戶平臺，所述公眾用戶平臺 包括信息發(fā)布模塊和信息交互模塊；所述專業(yè)用戶平臺包括信息檢索模塊、統(tǒng)計分析模塊、 決策支持模塊、數(shù)據(jù)建模模塊、遠程指揮模塊、遠程控制模塊以及遠程培訓模塊。(三)有益效果上述技術方案具有如下優(yōu)點(1)數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)3G技術標準，能夠顯著提高數(shù)據(jù)傳送的速度和傳輸質(zhì)量，特別 是能夠很好地實現(xiàn)視頻和聲音數(shù)據(jù)的傳送，以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更進一步的實時監(jiān)測和預警管 理需求；(2)終端具有GPS功能，能夠向系統(tǒng)平臺傳輸GPS定位數(shù)據(jù)；(3)終端具有視頻采集功能，通過系統(tǒng)平臺可對終端采集的視頻影像進行遠程查 看和控制，為用戶提供更加全面的數(shù)據(jù)服務；(4)可根據(jù)用戶需要選用電網(wǎng)電源供電方式或風光互補供電方式，適用范圍廣。
圖1是本實用新型實施例的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測設備終端整體結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實用新型實施例的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可視化實時監(jiān)測預警系統(tǒng)方框圖；圖3是本實用新型實施例的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測預警平臺示意圖。其中，1 風力發(fā)電機；2 太陽能電池組；3 視頻采集終端；4 氣候數(shù)據(jù)傳感器組； 5 主機箱；6 機架；7 采集器；8 :3G網(wǎng)絡視頻服務器；9 風光互補控制器；10 蓄電池組； 11 :GPS模塊；12 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測預警平臺；13 用戶。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下 實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。本實用新型提供了一種基于3G技術的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可視化實時監(jiān)測預警系統(tǒng)，利用 風光互補系統(tǒng)提供電力，保證陰天48小時連續(xù)供電，解決了設備對電源要求的局限性；通 過氣候數(shù)據(jù)傳感器組采集野外氣候數(shù)據(jù)，通過3G模塊遠程傳送到系統(tǒng)平臺進行數(shù)據(jù)處理， 終端具有GPS功能和視頻采集功能，能夠向系統(tǒng)平臺傳輸GPS定位數(shù)據(jù)及視頻影像，系統(tǒng)平 臺可對采集終端的視頻影像進行遠程查看和控制，為用戶提供更加全面的數(shù)據(jù)服務。本實用新型基于3G技術的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可視化實時監(jiān)測預警系統(tǒng)由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測設備終端及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測預警平臺兩部分組成。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測設備終端可固定設置在監(jiān)測點，具有GPS功能，可向系統(tǒng)平臺傳輸 GPS定位數(shù)據(jù)。設備終端利用風力和太陽能供電裝置提供電力，白天有日光照射時太陽能發(fā) 電和風力發(fā)電同時提供用電，夜間無日光照射時利用風能發(fā)電，利用風光互補技術實現(xiàn)陰 天48小時供電，太陽能電板將太陽輻射轉(zhuǎn)換為電能，風力發(fā)電機將風能轉(zhuǎn)換為電能，貯存 于蓄電池組，需要的時候釋放出電能供設備運轉(zhuǎn)，風光互補控制器控制裝置的工作狀態(tài)，并 對蓄電池起到過充電、過放電保護的作用。該供電系統(tǒng)還可以將風能和太陽能產(chǎn)生的能量 逆變?yōu)?20V的交流電，以滿足在終端設備周圍增加其他用電設備。監(jiān)測設備終端包含有一 個基于3G的視頻和網(wǎng)絡轉(zhuǎn)換設備及與采集器設備用戶信號的轉(zhuǎn)換、風光互補控制器、逆變 器、空氣溫濕度傳感器電路信號處理端。氣候數(shù)據(jù)傳感器組采集空氣溫度、空氣濕度、土壤 溫度、土壤水分、風速、風向、太陽輻射、降水量等野外氣候數(shù)據(jù)，經(jīng)過傳感器將采集到的電 信號傳送到采集器，采集器對數(shù)據(jù)信號進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)打包等處理，通過3G視頻終端 模塊將數(shù)據(jù)包及其相關的采集時間、儀器號等信息遠程傳送到系統(tǒng)平臺進行數(shù)據(jù)處理。同 時，終端具有視頻采集功能，可通過系統(tǒng)平臺對采集終端的視頻影像進行遠程查看和控制， 如實時觀看野外環(huán)境及農(nóng)作物生長情況，根據(jù)設定的時間間隔自動聯(lián)網(wǎng)獲取圖像，可實現(xiàn) 錄像和拍照等功能等。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測預警平臺利用數(shù)據(jù)融合技術實現(xiàn)3G網(wǎng)絡和Internet網(wǎng)的兩網(wǎng)數(shù)據(jù) 統(tǒng)一處理，平臺利用GIS系統(tǒng)展現(xiàn)各個監(jiān)測點位置信息，可直接點擊查看各監(jiān)測點的歷史 采集數(shù)據(jù)和視頻。監(jiān)測終端傳送的野外氣候數(shù)據(jù)通過該系統(tǒng)底層的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議進入數(shù)據(jù) 庫，再通過模型庫完成特定的計算后得到預警或決策等結(jié)果，并返回數(shù)據(jù)通訊協(xié)議層，以文 字、語音或視頻等多種方式將預警或決策等結(jié)果反饋給用戶，使之得到預期的數(shù)據(jù)服務。圖1和圖2給出了本實用新型一個實施例的圖示，從圖中可知，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測設備 終端通過機架6固定設置在監(jiān)測點，太陽能電池組2將太陽輻射轉(zhuǎn)換為電能，風力發(fā)電機1 將風能轉(zhuǎn)換為電能，兩臺設備利用風光互補的原理將電能貯存于蓄電池組10為設備供電。 風光互補控制器9控制裝置的工作狀態(tài)，并對蓄電池組10起到過充電、過放電保護的作用。設備主機箱5中包括采集器7，3G網(wǎng)絡視頻服務器8、風光互補控制器9及蓄電池 組10，其中3G網(wǎng)絡視頻服務器8內(nèi)置了 GPS模塊11。視頻采集終端3和采集器7均與3G 網(wǎng)絡視頻服務器8相連接。氣候數(shù)據(jù)傳感器組4將采集到的監(jiān)測點的空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤水 分、風速、風向、太陽輻射、降水量等野外各種氣候數(shù)據(jù)傳送至主機箱5，經(jīng)過3G網(wǎng)絡視頻服 務器8對采集的數(shù)據(jù)信號進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)打包等處理，3G網(wǎng)絡視頻服務器8中的GPS 模塊11產(chǎn)生地理坐標位置等定位數(shù)據(jù)，視頻采集終端3采集周邊環(huán)境及農(nóng)作物生長的視頻 圖像，以上三類數(shù)據(jù)按服務器設置的頻率通過3G網(wǎng)絡視頻服務器8傳送到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測預 警平臺12進行數(shù)據(jù)處理，為用戶13提供數(shù)據(jù)服務。用戶13登錄到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測預警平臺 12，選擇相應的采集設備，可以查看視頻，并且可以對視頻采集終端進行遠程控制。 由圖3可知，對于公眾用戶，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測預警平臺通過建立專項的網(wǎng)絡門戶，可 以面向公眾進行多種形式的信息發(fā)布，用戶可以通過網(wǎng)絡平臺瀏覽公開的信息，以網(wǎng)絡、呼 叫中心、短信等方式與相關農(nóng)業(yè)專家進行在線交互、資料下載等。系統(tǒng)可集中地通過語音呼 叫或短信的方式向公眾發(fā)布相關的提醒或預警信息。對于專業(yè)用戶，平臺具備以下主要功能1、信息檢索用戶可以通過平臺查詢各個監(jiān)測點的基本信息，可以在GIS地圖上 選擇具體的地點，系統(tǒng)可以提示該監(jiān)測點當前的監(jiān)測數(shù)據(jù)，點擊進入后可以看到的監(jiān)測點 的基本信息，同時關聯(lián)近期的采集數(shù)據(jù)。如果用戶點擊視頻按鈕，可以看到當前的監(jiān)測點周 邊視頻圖像，并可對視頻終端進行控制。2、統(tǒng)計分析利用系統(tǒng)的統(tǒng)計分析功能，可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析的需要定制相應的報 表和統(tǒng)計規(guī)則，系統(tǒng)可以自動生成報表及統(tǒng)計圖型。3、決策支持當預警消息被確認后，系統(tǒng)可以通過專家系統(tǒng)向所在地區(qū)的農(nóng)戶發(fā) 布預警消息及防治措施，消息發(fā)布的形式可以是短信、語音或郵件，達到為民服務的目的。4、數(shù)據(jù)建模可以在系統(tǒng)中根據(jù)監(jiān)測項目的目的建立各種模型，利用系統(tǒng)采集的 數(shù)據(jù)預測或預報實際系統(tǒng)某些狀態(tài)的未來發(fā)展趨勢，為使用者提供決策支持。同時也可以 根據(jù)采集數(shù)據(jù)的分析，對已經(jīng)建立的模型進行調(diào)整。5、遠程指揮利用系統(tǒng)可以直接通過視頻+語音的方式，對監(jiān)測點的作業(yè)進行遠 程指揮。6、遠程控制系統(tǒng)可以通過http訪問等方式直接對監(jiān)測終端進行控制，隨時調(diào)整 監(jiān)控設備的運行參數(shù)。7、遠程培訓可以利用系統(tǒng)召集農(nóng)戶或?qū)＜疫M行研討會議，可以在會議中直接調(diào) 取相關監(jiān)測點的視頻圖像，分析研究現(xiàn)象的原因，或者對農(nóng)戶的作業(yè)進行指導和培訓。本實用新型采用3G技術實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的無線傳送，極大地提升了數(shù)據(jù)的傳輸速 度及傳輸質(zhì)量，能夠傳輸及處理圖像、聲音、視頻等多種媒體形式數(shù)據(jù)，為用戶提供多種信 息服務；利用風光互補供電裝置提供電力，解決了設備對電源的依賴性及局限性，可以廣 泛設置在野外環(huán)境中，滿足監(jiān)測工作的需要，達到了野外設備要求的陰天48小時供電的要 求；視頻采集功能能夠?qū)崟r查看并獲取周邊環(huán)境及植物影像數(shù)據(jù)，便于用戶及時了解和掌 握環(huán)境變化情況；GPS功能可向系統(tǒng)平臺傳輸GPS定位數(shù)據(jù)，直觀地展現(xiàn)各個監(jiān)測點位置信 息；平臺強大的后臺數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)服務功能能夠更好地滿足日益提高的用戶需求。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技 術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改 進和替換也應視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求一種基于3G技術的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可視化實時監(jiān)測預警系統(tǒng)，其特征在于，包括監(jiān)測設備終端，設置在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測點；監(jiān)測預警平臺，設置在用戶端；所述監(jiān)測設備終端與所述監(jiān)測預警平臺之間通過3G網(wǎng)絡視頻服務器進行數(shù)據(jù)傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述的基于3G技術的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可視化實時監(jiān)測預警系統(tǒng)，其特征在 于，所述監(jiān)測設備終端包括氣候數(shù)據(jù)傳感器組，通過采集器與所述3G網(wǎng)絡視頻服務器相連；視頻采集終端模塊，與所述3G網(wǎng)絡視頻服務器相連；GPS模塊，與所述3G網(wǎng)絡視頻服務器相連。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于3G技術的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可視化實時監(jiān)測預警系統(tǒng)，其特征 在于，還包括供電系統(tǒng)，分別與所述3G網(wǎng)絡視頻服務器和所述采集器相連。
4.如權(quán)利要求3所述的基于3G技術的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可視化實時監(jiān)測預警系統(tǒng)，其特征在 于，所述供電系統(tǒng)為風光互補供電系統(tǒng)，其包括風力發(fā)電機；太陽能電板；蓄電池組，分別與所述風力發(fā)電機和所述太陽能電板相連；風光互補控制器，分別與所述風力發(fā)電機、所述太陽能電板以及所述蓄電池組相連，用 于控制所述風力發(fā)電機和所述太陽能電板的工作狀態(tài)，并防止所述蓄電池組過充電或過放電
5.如權(quán)利要求2所述的基于3G技術的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可視化實時監(jiān)測預警系統(tǒng)，其特征在 于，所述氣候數(shù)據(jù)傳感器組包括空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤 水分傳感器、太陽輻射傳感器、風力傳感器、風向傳感器以及降雨量傳感器。
6.如權(quán)利要求1所述的基于3G技術的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可視化實時監(jiān)測預警系統(tǒng)，其特征在 于，所述監(jiān)測預警平臺包括公眾用戶平臺和專業(yè)用戶平臺，所述公眾用戶平臺包括信息發(fā) 布模塊和信息交互模塊；所述專業(yè)用戶平臺包括信息檢索模塊、統(tǒng)計分析模塊、決策支持模 塊、數(shù)據(jù)建模模塊、遠程指揮模塊、遠程控制模塊以及遠程培訓模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種基于3G技術的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可視化實時監(jiān)測預警系統(tǒng)，其包括監(jiān)測設備終端，設置在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測點；監(jiān)測預警平臺，設置在用戶端；所述監(jiān)測設備終端與所述監(jiān)測預警平臺之間通過3G網(wǎng)絡視頻服務器進行數(shù)據(jù)傳輸。本實用新型能夠數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)3G技術標準，能夠顯著提高數(shù)據(jù)傳送的速度和傳輸質(zhì)量，特別是能夠很好地實現(xiàn)視頻和聲音數(shù)據(jù)的傳送，以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更進一步的實時監(jiān)測和預警管理需求；在終端設置GPS模塊，能夠向系統(tǒng)平臺傳輸GPS定位數(shù)據(jù)；終端還設有視頻采集模塊，通過系統(tǒng)平臺可對終端采集的視頻影像進行遠程查看和控制，為用戶提供更加全面的數(shù)據(jù)服務；選用電網(wǎng)電源供電方式或風光互補供電方式，適用范圍更廣。
文檔編號H02H7/18GK201774631SQ20102025721
公開日2011年3月23日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者李毅 申請人:李毅