一种基于物联网的环境智能监测系统的制作方法

本发明涉及物联网，更具体地说，本发明涉及一种基于物联网的环境智能监测系统。

背景技术：

1、传统的农业环境监测系统只能提供单一的数据源，数据过于笼统不够全面。此外，该系统通常只提供基础的数据分析，例如平均值、最大值、最小值等，缺乏准确性和可靠性。这些数据需要人工处理和分析，无法及时响应环境变化，限制了该系统的实际应用。为了解决上述问题，本文提出了一种基于物联网的环境智能监测系统。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于物联网的环境智能监测系统，通过以下方案，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的环境智能监测系统，包括：

3、监测区域划分模块用于将目标农作物种植区域确定为目标监测区域，在目标监测区域划分出面积相等的子监测区域用于抽样调查，并依次标记为1、2……n；

4、环境数据采集模块用于采集各子监测区域的光照参数、土壤参数以及水质参数，并将采集到的数据传输到环境数据分析模块；

5、环境数据分析模块包括光照参数分析单元、土壤参数分析单元以及水质参数分析单元，用于建立数学模型，将环境数据采集模块传输的数据导入数学模型中计算出各子监测区域的光合作用效率指数、土壤特性指数以及水质特性指数，并传输到综合分析模块；

6、生物数据采集模块用于采集各子监测区域的结实参数、生长参数以及病害参数，并将采集到的数据传输到生物数据处理模块；

7、生物数据处理模块用于对生物数据采集模块传输的结实参数、生长参数以及病害参数进行处理，并将处理后的数据传输到生物数据分析模块；

8、生物数据分析模块用于建立生物数据分析模型，将生物数据处理模块传输的数据导入生物数据分析模型中，计算出各子监测区域的农作物健康指数，并传输到综合分析模块；

9、综合分析模块用于建立综合分析模型，将生物数据分析模块和环境数据分析模块传输的数据导入到综合分析模型中，计算出目标农作物种植区域的综合优化指数，并传输到智能预警模块；

10、智能预警模块用于根据综合分析模块传输的目标农作物种植区域的综合优化指数和综合优化指数预设值对目标农作物种植区域的环境进行智能预警。

11、优选的，所述光照参数包括光照强度、光照时间、温室透光率以及农作物数量，分别标记为、、以及，土壤参数包括土壤质量、土壤湿度、土壤容重、土壤孔隙容积、土壤体积以及土壤酸碱度，分别标记为、、、、以及，水质参数包括水流流速、水质酸碱度、水质溶解氧浓度以及水质浊度，分别标记为、、以及，其中i=1、2……n，i表示第i个子监测区域；

12、所述结实参数包括结实数、鸟类取食数、人工授粉数以及昆虫授粉数，分别标记为、、以及，生长参数包括农作物样本质量和生长时间，分贝标记为和，病害参数包括病斑面积、叶片面积、农作物病害数以及农作物数量，分别标记为、、以及，其中i=1、2……n，i表示第i个子监测区域。

13、优选的，所述环境数据采集模块通过在温室内安装光照强度传感器和定时器采集光照强度和光照时间，通过在温室表面安装透光率传感器采集温室透光率，通过在农作物正上方安装视觉传感器采集农作物数量，通过土壤采集器采集土壤样本，通过烘干称重法采集土壤样本的土壤质量、土壤湿度以及土壤容重，通过将土壤样本放入量杯中采集土壤样本的土壤孔隙容积和土壤体积，通过ph试纸采集土壤样本的土壤酸碱度，通过在出水口安装超声波流速计采集水流流速，通过ph试纸采集水质酸碱度，通过溶解氧仪采集水质溶解氧浓度，通过浊度计采集水质浊度；

14、所述生物数据采集模块通过在农作物正上方安装视觉传感器采集结实数、鸟类取食数、昆虫授粉数、人工授粉数、病斑面积、叶片面积、农作物病害数以及农作物数量，通过在每个子监测区域采集一株农作物称重的方式采集农作物样本质量。

15、优选的，所述光照参数分析单元用于建立光照参数分析模型，具体数学模型为：，表示第i个子监测区域的光合作用效率指数，表示第i个子监测区域的光照强度，表示第i个子监测区域的光照时间，表示第i个子监测区域的温室透光率，表示第i个子监测区域的农作物数量，表示子监测区域数量，表示各子监测区域面积，表示光合作用效率指数的其他影响因子。

16、优选的，所述土壤参数分析单元用于建立土壤参数分析模型，具体数学模型为：，表示第i个子监测区域的土壤特性指数，表示第i个子监测区域的土壤质量，表示第i个子监测区域的土壤湿度，表示第i个子监测区域的土壤容重，表示第i个子监测区域的土壤孔隙容积，表示第i个子监测区域的土壤体积，表示第i个子监测区域的土壤酸碱度，表示土壤特性指数的其他影响因子。

17、优选的，所述水质参数分析单元用于建立水质参数分析模型，具体数学模型为：，表示第i个子监测区域的水质特性指数，表示第i个子监测区域的水流流速，表示第i个子监测区域的水质酸碱度，表示第i个子监测区域的水质溶解氧浓度，表示第i个子监测区域的水质浊度，表示子监测区域数量，表示水质特性指数的其他影响因子。

18、优选的，所述生物数据分析模型具体表示为：，表示第i个子监测区域的农作物健康指数，表示第i个子监测区域的结实率，表示第i个子监测区域的生长速度，表示第i个子监测区域的病情指数，表示农作物健康指数的其他影响因子。

19、优选的，所述综合分析模型具体表示为：，表示目标农作物种植区域的综合优化指数，表示第i个子监测区域的农作物健康指数，表示第i个子监测区域的光合作用效率指数，表示第i个子监测区域的土壤特性指数，表示第i个子监测区域的水质特性指数。

20、优选的，所述综合优化指数预设值标记为，当时，表示综合优化指数预设值小于等于目标农作物种植区域的综合优化指数，说明目标农作物种植区域的环境正常，则保持对各子监测区域的监测，当时，表示综合优化指数预设值大于目标农作物种植区域的综合优化指数，说明目标农作物种植区域的环境异常，则发出预警信号。

21、本发明的技术效果和优点：

22、本发明从环境数据和生物数据两个方面对目标农作物种植区域进行数据采集和分析，最后将数据进行综合分析实现对环境的智能监测，本发明可以实现不同数据之间的整合，提供更加全面和准确的数据分析结果，提高了环境监测的准确性和可靠性，可以更精准地了解农作物的生长需求，通过对目标农作物种植区域的智能预警，提高了目标农作物种植区域的安全性，还能优化农业生产资源配置、促进绿色农业环保、实时监测和精准管理。

技术特征：

1.一种基于物联网的环境智能监测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的环境智能监测系统，其特征在于：所述光照参数包括光照强度、光照时间、温室透光率以及农作物数量，分别标记为、、以及，土壤参数包括土壤质量、土壤湿度、土壤容重、土壤孔隙容积、土壤体积以及土壤酸碱度，分别标记为、、、、以及，水质参数包括水流流速、水质酸碱度、水质溶解氧浓度以及水质浊度，分别标记为、、以及，其中i=1、2……n，i表示第i个子监测区域；

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的环境智能监测系统，其特征在于：所述环境数据采集模块通过在温室内安装光照强度传感器和定时器采集光照强度和光照时间，通过在温室表面安装透光率传感器采集温室透光率，通过在农作物正上方安装视觉传感器采集农作物数量，通过土壤采集器采集土壤样本，通过烘干称重法采集土壤样本的土壤质量、土壤湿度以及土壤容重，通过将土壤样本放入量杯中采集土壤样本的土壤孔隙容积和土壤体积，通过ph试纸采集土壤样本的土壤酸碱度，通过在出水口安装超声波流速计采集水流流速，通过ph试纸采集水质酸碱度，通过溶解氧仪采集水质溶解氧浓度，通过浊度计采集水质浊度；

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的环境智能监测系统，其特征在于：所述光照参数分析单元用于建立光照参数分析模型，具体数学模型为：，表示第i个子监测区域的光合作用效率指数，表示第i个子监测区域的光照强度，表示第i个子监测区域的光照时间，表示第i个子监测区域的温室透光率，表示第i个子监测区域的农作物数量，表示子监测区域数量，表示各子监测区域面积，表示光合作用效率指数的其他影响因子。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的环境智能监测系统，其特征在于：所述土壤参数分析单元用于建立土壤参数分析模型，具体数学模型为：，表示第i个子监测区域的土壤特性指数，表示第i个子监测区域的土壤质量，表示第i个子监测区域的土壤湿度，表示第i个子监测区域的土壤容重，表示第i个子监测区域的土壤孔隙容积，表示第i个子监测区域的土壤体积，表示第i个子监测区域的土壤酸碱度，表示土壤特性指数的其他影响因子。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的环境智能监测系统，其特征在于：所述水质参数分析单元用于建立水质参数分析模型，具体数学模型为：，表示第i个子监测区域的水质特性指数，表示第i个子监测区域的水流流速，表示第i个子监测区域的水质酸碱度，表示第i个子监测区域的水质溶解氧浓度，表示第i个子监测区域的水质浊度，表示子监测区域数量，表示水质特性指数的其他影响因子。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的环境智能监测系统，其特征在于：所述生物数据分析模型具体表示为：，表示第i个子监测区域的农作物健康指数，表示第i个子监测区域的结实率，表示第i个子监测区域的生长速度，表示第i个子监测区域的病情指数，表示农作物健康指数的其他影响因子。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的环境智能监测系统，其特征在于：所述综合分析模型具体表示为：，表示目标农作物种植区域的综合优化指数，表示第i个子监测区域的农作物健康指数，表示第i个子监测区域的光合作用效率指数，表示第i个子监测区域的土壤特性指数，表示第i个子监测区域的水质特性指数。

9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的环境智能监测系统，其特征在于：所述综合优化指数预设值标记为，当时，表示综合优化指数预设值小于等于目标农作物种植区域的综合优化指数，说明目标农作物种植区域的环境正常，则保持对各子监测区域的监测，当时，表示综合优化指数预设值大于目标农作物种植区域的综合优化指数，说明目标农作物种植区域的环境异常，则发出预警信号。

技术总结
本发明公开了一种基于物联网的环境智能监测系统，具体涉及物联网领域，包括监测区域划分模块、环境数据采集模块、环境数据分析模块、生物数据采集模块、生物数据处理模块、生物数据分析模块、综合分析模块以及智能预警模块。本发明从环境数据和生物数据两个方面对目标农作物种植区域进行数据采集和分析，最后将数据进行综合分析实现对环境的智能监测，本发明可以实现不同数据之间的整合，提供更加全面和准确的数据分析结果，提高了环境监测的准确性和可靠性，通过对目标农作物种植区域的智能预警，提高了目标农作物种植区域的安全性，还能优化农业生产资源配置、促进绿色农业环保、实时监测和精准管理。

技术研发人员：吴云,张亦弛,刘三林,王雪平
受保护的技术使用者：山东智云信息科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4