一种农田气候环境可视化监测系统的制作方法

本发明属于农业生产技术领域，涉及一种农田环境监测系统，具体是一种农田气候环境可视化监测系统。

背景技术：

农田气候环境是指贴地气层、土层与作物群体之间的物理过程和生物过程相互作用所形成的小范围气候环境，常以农田贴地气层中的空气温度和湿度、二氧化碳浓度以及土壤温度和湿度等农业气象要素的量值表示。农田气候环境是影响农作物生长发育和产量的重要环境条件。

现有的农田环境监测系统主要侧重于农田环境参数采集与监测，在多维环境参数的空间地理分析与可视化方面还存在不足，无法对农田环境气候进行精准的监测和分析。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于GIS对农田环境进行远程、实时、可视化监测的农田气候环境可视化监测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种农田气候环境可视化监测系统，包括若干组用于采集农田气候环境信息的采集仪，所述的采集仪通过移动网络连接有用于将采集到的农田气候环境信息与GIS数据进行融合的数据服务器，所述的数据服务器通过网络连接有用于将与GIS数据融合后的农田气候环境信息和地理空间信息转换成可视化图形信息的应用服务器，所述的应用服务器通过无线网络连接有用于实时监测环境数据的PC监测终端移动监测终端，所述的采集仪上安装有GPS定位仪，所述的GPS定位仪通过无线网络与数据服务器连接。

进一步地，所述的采集仪包括用于采集空气温度信息和土壤温度信息的无线温度传感器、用于采集空气湿度信息和土壤水分的无线湿度传感器、用于采集光照强度的无线光传感器以及用于采集空气中二氧化碳浓度的无线二氧化碳浓度传感器。

进一步地，所述的采集仪部署在农业基地的关键地块上，形成感知节点，所述的感知节点间采用主动诱导式组网方式进行自组织组网，根据网络布置寻找路径，预知每个节点的前后向。

进一步地，所述的数据服务器包括GIS数据接入端口、用于接收农田气候环境信息的农业物联网信息接口和用于接收GPS定位坐标信息的GPS信息接口，所述的数据服务器通过制定农业物联网资源信息协议规范和解析标准，将采集到的农田气候环境信息以及GPS定位坐标信息与GIS数据进行无偏配准和数据融合。

进一步地，所述的应用服务器通过绘制热力图实现农田气候环境参数空间分布可视化，通过绘制散点图矩阵实现农田气候环境参数相关性可视化，通过绘制时序图实现农田环境参数时序趋势可视化。

进一步地，所述的移动监测终端采用智能手机或平板计算机，所述的移动监测终端和PC监测终端内均装有用于接收和显示图形信息的客户端。

本发明的有益效果：本发明通过移动网络连接采集仪和数据服务器，数据服务器通过网络连接应用服务器，应用服务器通过无线网络连接PC监测终端移动监测终端，并采集仪上安装GPS定位仪，将采集到的农田气候环境信息与GIS数据进行融合，并转换成图片信息在监测终端中展示，方便农业参与者以Web GIS的形式对农田环境进行可视化监测，同时，可以适用于不同的农田和果园，保证了系统的通用性；此外，系统开发了移动监测客户端应用服务，是的农业参与者可以随时随地掌握农田气候环境，对农业生产进行实时监控。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明工作流程图。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明提供了一种农田气候环境可视化监测系统，包括五十组用于采集农田气候环境信息的采集仪，采集仪通过移动网络连接有用于将采集到的农田气候环境信息与GIS数据进行融合的数据服务器，数据服务器通过网络连接有用于将与GIS数据融合后的农田气候环境信息和地理空间信息转换成可视化图形信息的应用服务器，应用服务器通过无线网络连接有用于实时监测环境数据的PC监测终端移动监测终端。

采集仪包括用于采集空气温度信息和土壤温度信息的无线温度传感器、用于采集空气湿度信息和土壤水分的无线湿度传感器、用于采集光照强度的无线光传感器以及用于采集空气中二氧化碳浓度的无线二氧化碳浓度传感器，将采集仪部署在农业基地的关键地块上，形成感知节点，节点间采用主动诱导式组网方式进行自组织组网，根据网络布置寻找路径，预知每个节点的前后向，以提高组网效率，保证可靠传输。采集仪通过制定可扩展的农业物联网信息传输协议，将采集的农田气候环境信息通过无线网传输到数据服务器。

位于采集仪上还设有GPS定位仪，GPS定位仪通过BD-09坐标格式将采集仪的地理坐标通过无线网络传输到数据服务器。

数据服务器包括GIS数据接入端口、用于接收农田气候环境信息的农业物联网信息接口和用于接收GPS定位坐标信息的GPS信息接口，数据服务器通过制定农业物联网资源信息协议规范和解析标准，将采集到的农田气候环境信息以及GPS定位坐标信息与GIS数据进行无偏配准和数据融合，通过网络传输到应用服务器中。

应用服务器将与GIS数据融合后的农田气候环境信息和地理空间信息分别转换成图形信息，通过绘制热力图实现农田气候环境参数空间分布可视化，通过绘制散点图矩阵实现农田气候环境参数相关性可视化，通过绘制时序图实现农田环境参数时序趋势可视化，应用服务器通过无线网络将绘制成的图形信息传输到PC终端和移动终端。

移动监测终端采用智能手机或平板计算机，移动监测终端和PC监测终端内均装有用于接收和显示图形信息的客户端，远程查看农田气候环境的实时数据，方便用户实时了解农田气候环境信息。

本发明系统软件基于J2EE开发，采用Struts、Hibernate、Spring框架部署，采用SQLServer2008数据库，基于百度地图API开发Web GIS基础平台，实现对农业基地、地块、采集仪等的接入和管理，完成气候环境数据展示、地理空间分析和可视化服务功能。

本发明通过移动网络连接采集仪和数据服务器，数据服务器通过网络连接应用服务器，应用服务器通过无线网络连接PC监测终端移动监测终端，并采集仪上安装GPS定位仪，将采集到的农田气候环境信息与GIS数据进行融合，并转换成图片信息在监测终端中展示，方便农业参与者以Web GIS的形式对农田环境进行可视化监测，同时，可以适用于不同的农田和果园，保证了系统的通用性；此外，系统开发了移动监测客户端应用服务，使得农业参与者可以随时随地掌握农田气候环境，对农业生产进行实时监控。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。