[发明专利]一种基于微云的农业远程监控系统及其方法

说明书

一种基于微云的农业远程监控系统及其方法，属于智能农业技术领域，包括传感器端、摄像头端、继电器端、微云端、云服务器端和智能客户端，本发明在农作物生长现场部署一种高性能、低价格的微云端，并在其上搭载农业远程监控系统相关软件，实现对作物生长环境数据的实时采集、本地化存储、报警和结果实时推送、环境自动调节，客户端远程辅助环境调节，另外，本发明的微云端具有很强的数据处理能力，可以缓解云服务器端的压力。

技术领域

本发明属于智能农业技术领域，具体涉及农业远程监控技术。

背景技术

在农业生产中，环境的温度、湿度、光照情况、CO2浓度，土壤中的水分、酸碱度等因素共同影响农作物的生长。传统的农业生产和管理方式往往以规模、化肥、农药促产量，这种方式不仅远远没有达到精细化管理的标准，还导致了大量负面的效应，如农药残留、施肥过量、土壤退化、水资源浪费和生态环境恶化等，同时严重影响了农产品的质量，对农业生产的可持续性和生态环境保护造成严重威胁。

传统的农业生产和管理方式主要通过人的经验来感知和管理上述环境参数，难以达到准确性要求。为实现低成本、低复杂度、可靠稳定并能灵活部署，集实时监控、智能处理、报警和历史数据查询于一体的智能农业远程监控系统，既推动了农业领域的科技水平，也提高了农业生产的效能。

发展农业一直以来都是保障民生安全的头等大事，尤其是发展优质高效农业是确保国家粮食安全的需要。在农业生产和管理中，通过信息技术采集农作物日常生长环境的实时数据来分析和研判农作物的生长环境状况，并进行必要的预警，根据情况做一适当的生长环境调节如自动浇水、自动通风、自动调温湿度等，对确保农作物的健康成长无疑会起到事半功倍的效果。

目前针对农业生产环境和生产实施的监控系统，虽然也很多，采用物联网技术和云计算技术的也多有使用，但这些系统大多通过在现场安装PC服务器或者采用传统的嵌入式开发板实现数据采集存储和处理，前者占用空间大、造价高、功耗大，对工作环境的要求较高，如夏天24小时不间断降温，后者虽然占用空间小，功耗小，但数据存储和处理能力较差，系统不易扩展。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，实现对农业生产现场环境的实时监控和生产设备的自动控制，本发明的目的在于提供一种基于微云的农业远程监控系统。

本发明包括传感器端、摄像头端、继电器端、微云端、云服务器端和智能客户端，传感器端与微云端通过GPIO接口连接，摄像头端与微云端通过CSI接口连接，继电器端与微云端通过GPIO接口连接，微云端与云服务器之间局域网连接，微云端与智能客户端之间以2G/3G/4G或WIFI网络连接，云服务器和智能客户端之间以2G/3G/4G或WIFI网络连接。

本发明源于微云具有低功耗、高性能、体积小和价格低廉等特点，借助于其他网络硬件设施，通过微云与传感器、摄像头、继电器、服务器和智能客户端相连，并在其上搭载农业远程监控系统相关软件，实现对作物生长环境数据的实时采集、本地化存储、报警和结果实时推送、环境自动调节，客户端远程辅助环境调节。

进一步地，本发明所述微云端采用至少由3块树莓派微电脑构建的服务器集群，所述服务器集群包含3个节点，其中1个master节点，2个slave节点，通过在所述服务器集群上部署Linux操作系统，配置Java和Handoop环境，搭建成一个分布式计算平台。

所述微云端主要包括数据处理模块、数据库模块和数据传输模块，所述数据处理模块用于接收所述传感器或摄像头发送的数据，并将接收的数据与设定的阈值进行比较，然后将比较结果发送到所述数据库模块进行数据存储；如接收数据超出预先设定阈值的范围，则将执行命令发送至继电器模块进行开关的状态控制，如接收的数据处于动态设定的报警范围，则发送报警信号到相应的报警装置进行报警，并将报警信息发送到所述智能客户端，同时所述数据处理模块记录报警信息并发送到所述数据库模块。