一种基于区块链的寒地水稻表型监测系统

技术领域

本发明涉及寒地水稻监测技术领域，具体为一种基于区块链的寒地水稻表型监测系统。

背景技术

区块链是一种按照时间顺序将有效数据区块以链式形式组合而成的数据结构,也是一种通过密码学方式保证不可篡改和不可抵赖的、可附加的去中心化共享账本，广义的区块链技术是利用加密链式区块结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用自动化脚本代码(智能合约)来编程和操作数据的一种全新的去中心化的基础架构与分布式计算范式。

现有技术中对于寒地水稻表型信息的监测主要采用无人机拍照以及人工抽样的方式检查寒地水稻的生长情况，不能实现对大范围的寒地水稻的多种表型信息进行全方位采集，水稻田内环境复杂，大量取样的工作强度较大，不能满足实际的需求。

针对上述问题，本发明提供了一种基于区块链的寒地水稻表型监测系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于区块链的寒地水稻表型监测系统，通过分布式信息采集设备对寒地水稻的表型信息进行采集后通过信息采集终端汇总后发送至区块链服务器，通过分析模块比对存储模块内的预设数据信息后向控制中心输出对比结果，分布式信息采集设备通过对寒地水稻的颜色和叶茎信息进行采集，可实现对整个稻田进行表型信息监测，从而解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于区块链的寒地水稻表型监测系统，包括分布式信息采集设备、信息采集终端、区块链服务器和控制中心，所述分布式信息采集设备呈网格状分布在稻田上，所述分布式信息采集设备用于采集寒地水稻的表型信息并将信息发送至信息采集终端，所述信息采集终端上连接有以太网接口，所述信息采集终端通过以太网络与区块链服务器连接，信息采集终端将收集到的寒地水稻表型信息发送至区块链服务器，区块链服务器将寒地水稻表型信息发送至分析模块，所述分析模块用于调取存储模块内的数据信息并与寒地水稻表型信息比对后将比对结果发送至信号输出模块，所述存储模块内设置有寒地水稻表型数据库，所述信号输出模块将分析模块的比对结果发送至控制中心。

进一步地，所述区块链服务器上连接有以太网接口，所述控制中心在发送指令信号时与区块链服务器直接连接，区块链服务器通过以太网将控制中心发送的指令信号发送至信息采集终端，信息采集终端将指令信号通过无线信号发送的方式发送至分布式信息采集设备，通过分布式信息采集设备对寒地水稻进行网格化表型信息采集。

进一步地，所述分布式信息采集设备包括圆形套筒、第一信息采集组件、第二信息采集组件和第一支撑板，所述第一支撑板水平设置在稻田上表面，所述稻田内底部预埋设置有第二支撑板，所述第一支撑板与第二支撑板相互平行，所述第一支撑板和第二支撑板上周向设置有若干组通孔，所述第一支撑板与第二支撑板之间的通孔内贯穿设置有安装销，所述安装销上安装有第一限位环，所述第一限位环紧贴在第二支撑板的顶面，所述第一支撑板上固定安装有圆形套筒，所述圆形套筒内水平设置有第一隔板，所述第一隔板与圆形套筒的底部之间连接有螺纹杆，所述螺纹杆与圆形套筒的底面垂直，所述第一隔板与圆形套筒的底部之间设置有第二信息采集组件，所述圆形套筒上两侧设置有导向槽，所述第二信息采集组件与导向槽滑动配合，第二信息采集组件用于对稻田上的寒地水稻叶茎的表型信息进行采集并将表型信息发送至信息收发模组，所述信息收发模组固定安装在圆形套筒内顶部，所述圆形套筒的顶部固定安装有顶板，所述顶板上固定安装有第一信息采集组件，所述第一信息采集组件用于对稻田上寒地水稻表面颜色的表型信息进行采集并将表型信息发送至信息收发模组，通过信息收发模组将分布式信息采集设备采集到的寒地水稻表型信息发送至信息采集终端。

进一步地，所述第一信息采集组件包括安装圆盘、转动组件、第一图像信号采集模块和防护罩，所述顶板上固定安装有安装圆盘，所述安装圆盘上转动安装有转动组件，所述转动组件的顶部固定安装有第一图像信号采集模块，所述第一图像信号采集模块用于采集稻田上寒地水稻表面颜色的表型信息进行采集并将表型信息发送至信息收发模组，所述顶板上固定安装有防护罩，所述防护罩用于对转动组件和第一图像信号采集模块进行物理防护。

进一步地，所述第一隔板顶部固定安装有蓄电池，蓄电池用于对分布式信息采集设备内各个电气元件进行供电，所述圆形套筒内固定安装有一对水平设置的第一定位环，所述第一定位环位于导向槽的顶部和底部两侧，所述第二信息采集组件的顶部与底部固定安装有第二定位环，所述第二定位环与圆形套筒滑动配合，所述第一定位环与第二定位环之间连接有柔性波纹管。

进一步地，所述第二信息采集组件包括箱体、第二图像信号采集模块和信号发射器，所述箱体与圆形套筒滑动配合，所述箱体两侧固定安装有圆管，所述圆管与导向槽滑动配合，箱体内水平安装有第二隔板，所述圆管与箱体的连接处固定安装有电路板，所述电路板靠近圆管的一侧安装有第二图像信号采集模块，所述第二图像信号采集模块用于采集稻田上的寒地水稻叶茎的表型信息进行采集并将表型信息发送至信号发射器，所述信号发射器固定安装在第二隔板上，信号发射器用于将第二图像信号采集模块发送的表型信息发送至信息收发模组，所述圆管远离箱体的一侧安装有玻璃盖板，所述箱体底部安装有升降组件，所述箱体内贯穿设置有螺纹杆。

进一步地，所述升降组件包括驱动电机、内螺纹管和传动皮带，所述箱体内底部固定安装有驱动电机，所述第二隔板底部和箱体内底部固定安装有一对第二限位环，两个第二限位环之间转动安装有内螺纹管，所述内螺纹管上设置有环形凹槽，所述内螺纹管与螺纹杆螺纹转动配合，所述驱动电机的输出端固定安装有驱动带轮，所述驱动带轮与内螺纹管上的环形凹槽之间通过传动皮带传动配合，所述第二隔板上固定安装有驱动控制模块，驱动控制模块与驱动电机的接线端连接，所述驱动控制模块用于接收信息收发模组发送的指令信号并将指令信号发送至驱动电机。

进一步地，所述信息收发模组包括信号处理模块、信号接收模块、调节模块和无线信号发射模块，所述信号接收模块用于接收信息采集终端发送的指令信号、第一图像信号采集模块和信号发射器发送的表型信息信号并将信号发送至信号处理模块，所述信号处理模块在接收到指令信号后通过调节模块将指令信号发送至驱动控制模块，当信号处理模块接收到第一图像信号采集模块和信号发射器发送的表型信息信号后将表型信息信号通过无线信号发射模块发送至信息采集终端。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供的一种基于区块链的寒地水稻表型监测系统，通过分布式信息采集设备对寒地水稻的表型信息进行采集后通过信息采集终端汇总后发送至区块链服务器，通过分析模块比对存储模块内的预设数据信息后向控制中心输出对比结果，分布式信息采集设备通过对寒地水稻的颜色和叶茎信息进行采集，可实现对整个稻田进行表型信息监测。

附图说明

图1为本发明的系统设计流程示意图；

图2为本发明的分布式信息采集设备示意图；

图3为本发明的A区域示意图；

图4为本发明的第二信息采集组件示意图；

图5为本发明的信息收发模组示意图。

图中：1、稻田；11、第一支撑板；12、第二支撑板；13、安装销；14、第一限位环；2、圆形套筒；21、第一隔板；22、螺纹杆；23、导向槽；24、第一定位环；25、第二定位环；26、柔性波纹管；27、蓄电池；28、顶板；3、第一信息采集组件；31、安装圆盘；32、转动组件；33、第一图像信号采集模块；34、防护罩；4、信息收发模组；41、信号处理模块；42、信号接收模块；43、调节模块；44、无线信号发射模块；5、第二信息采集组件；51、箱体；52、第二隔板；53、圆管；54、电路板；55、第二图像信号采集模块；56、玻璃盖板；57、信号发射器；6、升降组件；61、驱动电机；62、第二限位环；63、内螺纹管；64、驱动带轮；65、传动皮带；66、驱动控制模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种基于区块链的寒地水稻表型监测系统，包括分布式信息采集设备、信息采集终端、区块链服务器和控制中心，所述分布式信息采集设备呈网格状分布在稻田1上，所述分布式信息采集设备用于采集寒地水稻的表型信息并将信息发送至信息采集终端，所述信息采集终端上连接有以太网接口，通过以太网接口接入以太网络可使信息采集终端上传信号数据和接收指令信号，所述信息采集终端通过以太网络与区块链服务器连接，信息采集终端将收集到的寒地水稻表型信息发送至区块链服务器，区块链服务器将寒地水稻表型信息发送至分析模块，所述分析模块用于调取存储模块内的数据信息并与寒地水稻表型信息比对后将比对结果发送至信号输出模块，所述存储模块内设置有寒地水稻表型数据库，所述信号输出模块将分析模块的比对结果发送至控制中心，控制中心通过查看比对结果后可直接查看各个区域的寒地水稻表型信息以及与预设数据库内寒地水稻数据信息的差别，可对寒地水稻的生长环境进行适应性调整。

所述区块链服务器上连接有以太网接口，所述控制中心在发送指令信号时与区块链服务器直接连接，区块链服务器通过以太网将控制中心发送的指令信号发送至信息采集终端，信息采集终端将指令信号通过无线信号发送的方式发送至分布式信息采集设备，通过分布式信息采集设备对寒地水稻进行网格化表型信息采集。

参阅图2和图3，所述分布式信息采集设备包括圆形套筒2、第一信息采集组件3、第二信息采集组件5和第一支撑板11，所述第一支撑板11水平设置在稻田1上表面，所述稻田1内底部预埋设置有第二支撑板12，所述第一支撑板11与第二支撑板12相互平行，所述第一支撑板11和第二支撑板12上周向设置有若干组通孔，所述第一支撑板11与第二支撑板12之间的通孔内贯穿设置有安装销13，所述安装销13上安装有第一限位环14，所述第一限位环14紧贴在第二支撑板12的顶面，在第二支撑板12、安装销13和第一限位环14的限位作用下，可使第一支撑板11在稻田1上保持位置稳定，所述第一支撑板11上固定安装有圆形套筒2，所述圆形套筒2内水平设置有第一隔板21，所述第一隔板21与圆形套筒2的底部之间连接有螺纹杆22，所述螺纹杆22与圆形套筒2的底面垂直，所述第一隔板21与圆形套筒2的底部之间设置有第二信息采集组件5，所述圆形套筒2上两侧设置有导向槽23，所述第二信息采集组件5与导向槽23滑动配合，第二信息采集组件5在第一隔板21与圆形套筒2的底面之间滑动，第二信息采集组件5用于对稻田1上的寒地水稻叶茎的表型信息进行采集并将表型信息发送至信息收发模组4，所述信息收发模组4固定安装在圆形套筒2内顶部，所述圆形套筒2的顶部固定安装有顶板28，所述顶板28上固定安装有第一信息采集组件3，所述第一信息采集组件3用于对稻田1上寒地水稻表面颜色的表型信息进行采集并将表型信息发送至信息收发模组4，通过信息收发模组4将分布式信息采集设备采集到的寒地水稻表型信息发送至信息采集终端。

所述第一信息采集组件3包括安装圆盘31、转动组件32、第一图像信号采集模块33和防护罩34，所述顶板28上固定安装有安装圆盘31，所述安装圆盘31上转动安装有转动组件32，所述转动组件32的顶部固定安装有第一图像信号采集模块33，所述第一图像信号采集模块33用于采集稻田1上寒地水稻表面颜色的表型信息进行采集并将表型信息发送至信息收发模组4，所述顶板28上固定安装有防护罩34，所述防护罩34用于对转动组件32和第一图像信号采集模块33进行物理防护，减少外部环境变化对第一图像信号采集模块33和转动组件32的影响，通过转动组件32带动第一图像信号采集模块33在安装圆盘31上转动，可实现对稻田1上的寒地水稻进行360°的表型信息采集。

所述第一隔板21顶部固定安装有蓄电池27，蓄电池27用于对分布式信息采集设备内各个电气元件进行供电，所述圆形套筒2内固定安装有一对水平设置的第一定位环24，所述第一定位环24位于导向槽23的顶部和底部两侧，所述第二信息采集组件5的顶部与底部固定安装有第二定位环25，所述第二定位环25与圆形套筒2滑动配合，所述第一定位环24与第二定位环25之间连接有柔性波纹管26，当第二信息采集组件5在圆形套筒2内上下滑动时，通过柔性波纹管26可防止外部的污染物进入圆形套筒2内。

参阅图2和图4，所述第二信息采集组件5包括箱体51、第二图像信号采集模块55和信号发射器57，所述箱体51与圆形套筒2滑动配合，所述箱体51两侧固定安装有圆管53，所述圆管53与导向槽23滑动配合，箱体51内水平安装有第二隔板52，所述圆管53与箱体51的连接处固定安装有电路板54，所述电路板54靠近圆管53的一侧安装有第二图像信号采集模块55，所述第二图像信号采集模块55用于采集稻田1上的寒地水稻叶茎的表型信息进行采集并将表型信息发送至信号发射器57，所述信号发射器57固定安装在第二隔板52上，信号发射器57用于将第二图像信号采集模块55发送的表型信息发送至信息收发模组4，所述圆管53远离箱体51的一侧安装有玻璃盖板56，玻璃盖板56可减少外部环境对第二图像信号采集模块55的影响，所述箱体51底部安装有升降组件6，所述箱体51内贯穿设置有螺纹杆22，通过升降组件6与螺纹杆22配合可实现带动箱体51在圆形套筒2内升降。

所述升降组件6包括驱动电机61、内螺纹管63和传动皮带65，所述箱体51内底部固定安装有驱动电机61，所述第二隔板52底部和箱体51内底部固定安装有一对第二限位环62，两个第二限位环62之间转动安装有内螺纹管63，所述内螺纹管63上设置有环形凹槽，所述内螺纹管63与螺纹杆22螺纹转动配合，所述驱动电机61的输出端固定安装有驱动带轮64，所述驱动带轮64与内螺纹管63上的环形凹槽之间通过传动皮带65传动配合，通过驱动电机61的正方向转动可实现内螺纹管63在螺纹杆22上升降，从而实现带动箱体51在圆形套筒2内升降的效果，所述第二隔板52上固定安装有驱动控制模块66，驱动控制模块66与驱动电机61的接线端连接，所述驱动控制模块66用于接收信息收发模组4发送的指令信号并将指令信号发送至驱动电机61，调节驱动电机61的转动方向和转动速度。

参阅图1和图5，所述信息收发模组4包括信号处理模块41、信号接收模块42、调节模块43和无线信号发射模块44，所述信号接收模块42用于接收信息采集终端发送的指令信号、第一图像信号采集模块33和信号发射器57发送的表型信息信号并将信号发送至信号处理模块41，所述信号处理模块41在接收到指令信号后通过调节模块43将指令信号发送至驱动控制模块66，通过驱动控制模块66对箱体51的升降过程进行调节，当信号处理模块41接收到第一图像信号采集模块33和信号发射器57发送的表型信息信号后将表型信息信号通过无线信号发射模块44发送至信息采集终端，通过区块链服务器、分析模块和控制中心可实现对寒地水稻的表型信息进行分析处理，方便技术人员及时通过控制中心下发指令信号。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。