[发明专利]基于远程监控的农田信息实时采集系统、装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及农田信息实时监测技术，尤其涉及基于远程监控技术的农田信息实时采集系统、装置及方法。

背景技术

农业是中国国民经济的基础。农田信息监测信息是组织和指导农业生产的重要依据，对各级政府指导生产和制定政策都至关重要。农田生长环境和农作物生长发育状况等作为农田信息监测的重要内容，亦是作物产量评估和预报的必要前提，还可为作物灾损和农业灾害风险评价提供数据支撑与科学依据。

就目前的农田信息监测方法来看，主要有人工定期定点观测、自动气象台站、现场数据采集装置以及结合卫星遥感技术等方法。传统的人工观测方法不但耗费人力物力，而且将观测结果逐级向上汇报有一定的时间滞后性。上世纪80年代从国外引进的自动气象站技术和现场数据采集装置技术，在农田信息监测领域得到了较为广泛的应用。特别是随着近年来微计算机技术和通讯技术的发展，越来越多的农业科研和生产部门，相继引入并运用了自动化数据监测和控制管理等项手段。但是，气象台站监测设备并不是专门针对农田作物配置的，故安放位置通常距农田较远，用其反映农田信息存在较大偏差。传统数据采集装置只能实时采集变量数值，无法看到现场作物实际生长的图像。并且，大多数数据采集装置受数据传输条件的限制，数据只能存储在采集器上，需要定时派人到现场下载，无法及时获得现场的第一手资料，在实际使用中未能很好地发挥出信息系统的现代化优势。另外，各部门之间的协作较少，很难达到信息共享，同样也影响了地面有效数据的可用性。

随着卫星遥感技术的发展，其在大尺度农田信息监测中的应用越来越广泛和深入。但是，由于现有的卫星图像空间分辨率相对较低以及同物异谱、异物同谱等物谱差异的存在，导致遥感技术无法准确获得农田尺度作物信息，再加上地面调查样本的不足，都在一定程度上影响了卫星遥感监测结果的精度。

近年来，国内外逐渐开展了农田信息实时采集、远程监控系统及装置的研制工作。

有关农田信息采集、设备研制和远程监控方面的技术以日本居多。经对日本现有技术的文献检索发现，其在农田环境(气象信息、土壤信息)和作物生长发育状况信息采集方面均具有发明专利申请。其中，

与农田环境(气象和土壤信息)相关的代表性专利有：

1)专利申请号2003-425471，专利名称为基于自然供电系统的环境监测装置(自然エネルギ一で駆動する環境計测装置)；

2)专利申请号2003-333527，专利名称为农业信息传输系统(農業情報配信システム)；3)专利申请号2001-6054，专利名称为农业经济支助系统(農業ビジネス支援システム)。

与农作物生长发育状况相关的代表性专利有：

1)专利申请号PCT/JP2004/007531，专利名称为自主运行控制系统(自律稼働制御システム)；

2)专利申请号2000-377551，专利名称为远程农业支助系统(遠隔地農業支援システム)。

分析和总结日本的相关专利，主要在以下几方面存在局限：

(1)没有将农田环境信息(气象、土壤信息)和农作物生长发育状况信息进行有效地集成；

(2)没有将气象、土壤和视频图像要素的采集功能、交换功能以及供电功能进行有效地集成。

(3)用户端服务对象更多考虑的是农户本身，较少涉及农业管理部门、科研院所以及社会公众。

经过对国内现有技术的文献检索发现，有以下一些有代表性的相关专利文献：

中国专利申请号200510029659.0，专利名称为基于GPRS/GSM/GPS的大尺度农田墒情远程监测系统，该系统包括若干信息采集模块、数据无线网络传输模块、远程接收及监控平台模块，由埋设在土壤中的若干传感器采集土壤墒情信息，并通过GPRS/GSM/GPS网络通讯技术实现数据传输、接收和远程监控。

中国专利申请号200520118828.3，专利名称为棉田环境参数实时采集与远程管理装置，该装置整体结构由数据采集终端和集中监控中心两部分组成；其中，数据采集终端采集雨量、风速、光照、地温和水分等数据，采集到的数据通过GSM网络传至集中监控中心，由其决策支持软件将决策结果以SMS短信形式发送到用户手机上，实现对膜下滴灌棉田水分智能化管理。