专利名称：便携式农业数据采集与决策的智能监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于农业智能化领域，具体说是涉及由嵌入式系统、智能检测与决策、专家系统、可插拔的数据存储、移动通讯等技术构成的农作物智能监控装置。
背景技术：
随着农业经济的快速发展，目前，现代化农业普遍采用先进的科学技术，应用先进的管理方式，高效、均衡地生产各种蔬菜、水果、花卉、药材。它可以不受地点和气候的影响，能够有效地改善农业生态、生产条件，促进农业资源的科学开发和合理利用，提高控制机作业精度，提高土地产出率、劳动生产率及经济效益。因此，世界各国在这方面研究得到了快速发展，2003年，国家农业信息化工程技术研究中心开发的农业环境数字化监控系统，2004年，中国农业大学研制了基于无线传感网络的温室环境监控系统，这些“高端”产品，力求采用更多的信息化技术、机电一体化技术和自动化技术创造适宜的作物生长发育环境条件，包括温室内部温度和湿度的调节、灌水量和水温的自动调节、施肥/C02控制及温室通风换气的自动调节等。然而，我国广大农村主要采用的是塑料大棚等节能型日光温室，它只需要小温室、分散化、低成本的调节控制，不需要引进大型连栋温室的高精尖的调节。针对这一问题，中国农业大学沈佐锐于2003年5月15日申请了名为“温室生态健康的智能监控系统”的发明专利(申请号为03131063. X)。该发明公开了一个温室生态健康的智能监控系统，它包括测量温室内的温度、湿度、光照各参数的传感器及监视作物病虫害图像获取处理器，温室内各参数测量依照计算机的程序，经历三个子系统处理，它们是I)在单片机控制下，进行各参数的实时采集、显示、保存，此为“电子眼”监测子系统；2)将采集的数据传给由单片机组成的作物专家系统知识库，进行数据分析，与设定的所需数据进行比较、保存，以及提出作物病虫害防治方案，此为“电子脑”智能子系统。3)数据比较之后，根据温度、湿度、光照超出作物的适宜生长范围或达到作物常发病虫害适发条件范围、或病虫害超过防治指标，即以手机短信的方式及时通知用户，此为“电子嘴”呼叫子系统。该温室生态健康的智能监控系统可以对节能型塑料大棚日光温室内的温、湿度，光照及作物病虫害进行自动监测，当作物的生态健康遇到危机时可及时呼叫，提醒用户采取措施。该发明确实在一定程度上完成了病虫害监测预警功能。但存在以下缺点I) “电子眼”监测子系统仅能采集温度、湿度、光照三个参数，采集农作物生长环境参数太少，无法全面了解农作物的生长情况。2)利用单片机存储专家系统，由于单片机的数据存储容量有限，无法满足大信息量的专家系统知识库存储需要，不利于根据不同农作物，方便更新其专家系统知识库，可更换性不强。3)采用的采集温度、湿度、光照参数直接与作物病虫害预警参数相比较的方法，该智能决策方法相对简单，很难对农作物病虫害防治情况做出准确的决策，决策准确性不够。[0013]发明内容本实用新型的目的是，针对上述现有技术中的不足，利用嵌入式系统、智能检测与决策、专家系统、可插拔的数据存储、移动通讯等技术，提供一种便携式农业数据采集与决策的智能监控装置，解决无人值守的节能型日光温室全天候现场监控与灾害智能预警问题，达到农作物环境的自动监测和温室作物的优质高效安全生态生产。本实用新型的技术方案如下本实用新型的便携式农业数据采集与决策的智能监控装置，包括置于温室农作物现场的便携式机箱，在该机箱内设置有多传感器数据采集模块和GSM/GPRS模块、智能决策模块、信号传输线路和电源电路、及位于机箱端面的输入键盘、液晶显示窗口等人机接口，其特征在于，所述智能决策模块包括核心控制器STM32F103VBT6和SD卡接口电路；该SD卡接口电路用于由可插拔的SD卡构成农作物专家系统知识库存储模块，其知识库存储模块通过SD卡接口电路与STM32F103VBT6核心控制器接通。所述的由可插拔的SD卡构成的农作物专家系统知识库存储模块存储有农作物专家提供的各类有关农作物方面的系统知识，例如农作物栽培知识、病虫害防治知识与病虫害预测、施肥决策等规则信息及管理信息，供核心控制器进行智能决策。在实际使用时，可以根据不同农作物的需要更换具有相应专家系统知识库的SD卡。由于SD卡能够反复读写操作，因此也可根据不同农作物，重新输入更换相应的专家知识库内容。所述多传感器数据采集模块共设置八路传感器数据采集通道，包括采集温室内空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照强度、C02、土壤PH值和土壤盐分等。所述的GSM/GPRS模块，其工作过程是将装置采集的多环境参数和智能决策结果，通过GSM/GPRS模块，以手机短信的形式发送给生产者。所述的人机接口模块，包括输入键盘和液晶显示模块，其中输入键盘用于完成采样周期、滤波方式、数据传输使能等多种功能参数设置。液晶显示模块负责实时显示传感器采集的农作物生长参数和装置的智能决策信息，供用户读取。所述智能控制模块包括STM32F103VBT6核心控制器和SD卡接口电路，其工作过程是先将采集到的各个传感器的输出信号转换为对应的物理量，然后利用SD卡中存储的农作物专家系统知识库提供的知识，采用基于规则的产生式推理方法，实现对农作物进行及时有效处理的决策。本实用新型的便携式农业数据采集与决策的智能监控装置，以低成本、便捷的方式(手机短信)向生产者及时提供作物信息和专家意见，包括作物生长发育的健康程度，以及可能发生的病虫害做出防治建议。相比现有技术，本实用新型使用可插拔并方便更新的SD卡存储不同作物专家知识库，以功能强大的嵌入式微处理器STM32F103VBT6为核心控制器，建立基于嵌入式系统开发平台，采用多路数据采集模块实现对温室农作物的多环境参数实时监测，采用基于规则的产生式推理方法能更有效准确的实现对农作物环境智能决策，解决无人值守的节能型日光温室全天候现场监控与灾害智能预警问题，达到农作物环境的自动管理和温室作物的优质高效安全生态生产。
图1是本实用新型所述便携式机箱一种实施例的正面外形图[0024]图2本实用新型的结构框图图3是本实用新型所述八路数据采集接口实施例的电路图图4是本实用新型所述SD卡接口电路原理图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。
实施例参见图1，所述便携式机箱外形为长方形，箱体顶端面上设置有八路传感器采集接口 I，箱体正面上部为4. 3寸液晶显示屏2，下部为键盘7，在显示屏2与键盘的中间位置设有复位键3、电源开关4、电源指示灯5和运行指示灯6。图2是本实用新型的结构框图。由图可以看出，本实用新型的智能监控装置包括传感器数据采集模块、智能决策模块、专家系统知识库存储模块、GSM/GPRS模块、人机接口和基本电源等。图3是所述具有八路数据采集接口实施例的电路图。图中，所示的传感器信号输入接口 8共有八路，图中只画出了二路，其余被省略。八路传感器信号通过输入接口AD1-AD8接入到核心控制器9 STM32F103VBT6中。图4是SD卡接口电路原理图。图中，所述核心控制器9的STM32F103VBT6通过PA4、PB12、PB13、PB14、PB15、PC8 引脚接至 SD 卡接口。
权利要求1.一种便携式农业数据采集与决策的智能监控装置，包括置于温室农作物现场的便携式机箱，在该机箱内设置有多传感器数据采集模块和GSM/GPRS模块、智能决策模块、信号传输线路和电源电路、及位于机箱端面的输入键盘、液晶显示窗口等人机接口，其特征在于，所述智能决策模块包括核心控制器STM32F103VBT6和SD卡接口电路，该SD卡接口电路用于由可插拔SD卡的构成农作物专家系统知识库存储模块，其知识库存储模块通过SD卡接口电路与STM32F103VBT6核心控制器接通。
2.如权利要求1所述的便携式农业数据采集与决策的智能监控装置，其特征在于，所述多传感器数据采集模块设置有温室内空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照强度、C02、土壤PH值和土壤盐分共八路传感器数据采集通道。
3.如权利要求1所述的便携式农业数据采集与决策的智能监控装置，其特征在于，所述农作物专家系统知识库存储模块根据不同农作物的需要更换，或者根据不同农作物重新输入更换相应的专家知识库内容。
专利摘要本实用新型属于农业智能化领域，具体涉及一种农作物智能监控装置。该装置包括置于温室农作物现场的便携式机箱，在该机箱内设置有多传感器数据采集模块和GSM/GPRS模块、智能决策模块、信号传输线路和电源电路、及位于机箱端面的输入键盘、液晶显示窗口等人机接口，智能决策模块包括核心控制器STM32F103VBT6和SD卡接口电路，该SD卡接口电路用于由可插拔SD卡的构成农作物专家系统知识库存储模块，其知识库存储模块通过SD卡接口电路与STM32F103VBT6核心控制器接通。本实用新型使用可插拔并方便更新的SD卡存储不同作物专家知识库，解决无人值守的节能型日光温室全天候现场监控与灾害智能预警问题，达到农作物环境的自动管理和温室作物的优质高效安全生态生产。
文档编号G05B19/418GK202854581SQ20122052855
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者李淼, 李华龙, 翁士状, 张建, 胡泽林, 郑守国, 高会议, 董俊, 尤聚军, 张浩东, 袁媛, 陈雷, 曾伟辉, 万莉, 郑晓菊, 董瀚琳 申请人:无锡中科智能农业发展有限责任公司, 中国科学院合肥物质科学研究院