一种智慧农场管理平台

技术领域

本发明涉及智慧农场技术领域，具体为一种智慧农场管理平台。

背景技术

农场，指农业生产单位、生产组织或生产企业，以从事农业生产或畜牧养殖为主，经营各种农产品和畜牧产品。农场可以作为一个企业，由个人、家庭或社群所有和经营，或由联合体、公司所有和经营，农场的规模可以从数亩到成百上千公顷不等，传统农场的管理主要依赖人工，随着智能化设备和网联网技术的不断发展，人们逐渐摆脱了传统人为管理农场、牧场的方式，逐渐专业化、自动化和智能化，目前也出现了一些智能化的农场或牧场的管理系统。

但目前的农场在管理时，由于管理系统不完善，使得农场主或者管理者无法及时准确全面的了解到农场的整个运行状态，无法及时的根据运行状态调整其措施，且现有的农场虽然具有智能化设备，无法根据环境及时的进行改变，从而导致农场的管理效率不高，而且管理质量低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智慧农场管理平台，以解决现有技术中智慧农场的智能集成化程度不高，从而导致管理效率和管理质量低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智慧农场管理平台，包括终端控制模块、传感器模块、作业设备模块、监控设备模块、后端平台以及云计算模块，所述传感器模块、作业设备模块和监控设备模块分别与所述终端控制模块电性信号连接，所述终端控制模块与所述后端平台电性信号连接；

其中，所述终端控制模块作为所述后端平台的终端标准化设备，负责其控制范围内的设备对接与调度，解决终端多样化的设备环境、网络环境、协议转换、数据采集、边缘计算、在线/离线作业问题；

其中，所述传感器模块用于采集种植区土壤环境、空气环境、光照环境以及水质环境的数据；

其中，所述作业设备模块用于执行农耕、浇灌、照明以及施肥方面的农业作业任务；

其中，所述监控设备用于采集种植区现场农作物的视频和图片；

其中，所述后端平台集成有信息服务单元、LOT服务单元、人工智能单元、机器学习单元、流媒体单元、安全服务单元、数据服务单元、设备控制单元以及流程编排单元；

所述信息服务单元用于对所述传感器模块采集的数据以及所述作业设备模块待执行的农业作业任务进行分类排程，以确保数据的准确性和有效性；

所述LOT服务单元用于对所述作业设备模块涉及的设备进行注册以及状态备案；

所述人工智能单元用于对所述传感器模块采集的数据进行统计分析并作出智能判断；

所述机器学习单元用于针对种植区农作物的病虫害数据进行模式化匹配并自动完善相关数据库；

所述流媒体单元用于控制所述监控设备模块对种植区农作物进行抓拍、轮询；

所述安全服务单元用于对所述终端控制模块与所述后端平台之间的通信进行权限和加密控制，以防止权限欺骗和网络攻击；

所述数据服务单元基于Hadoop大数据体系构建，用于对海量的结构化、非结构化、半结构化数据进行存储、分析；

所述流程编排单元通过流程编排定义不同类型与环境下的农业标准作业流程；

所述设备控制单元用于根据所述流程编排单元定义标准的农业作业流程对所述作业设备模块涉及的设备、机械进行控制；

所述云计算模块为所述后端平台提供运算能力、存储能力、网络能力的灵活分配及弹性扩容。

优选的，所述监控设备模块的输出端电性信号连接有网络录像模块，所述网络录像模块用于存储所述监控设备模块采集的种植区现场农作物视频和图片信息。

优选的，所述后端平台还集成有区块链单元，所述区块链单元用于建立区块链服务平台。

优选的，所述传感器模块包括土壤检测单元、空气检测单元、光照检测单元以及水质检测单元；所述土壤检测单元用于采集种植区土壤环境的数据；

其中，所述空气检测单元用于采集种植区空气环境的数据；

其中，所述光照检测单元用于采集种植区光照环境的数据；

其中，所述水质检测单元用于采集种植区灌溉用水的水质环境数据。

优选的，所述作业设备模块包括农耕设备单元、浇灌设备单元、照明设备单元以及施肥设备单元，所述农耕设备单元为执行种植区农耕作业任务的智能化机械；

其中，所述浇灌设备单元为执行种植区农作物浇灌作业任务的智能化设备；

其中，所述照明设备单元为执行种植区农作物光照调节作业任务的智能化设备；

其中，所述施肥设备单元为执行种植区农作物施肥作业任务的智能化设备。

优选的，所述监控设备模块包括图像采集单元以及影像采集单元，所述图像采集单元用于采集种植区现场农作物的图片信息；

其中，所述影像采集单元用于采集种植区现场农作物的视频信息。

优选的，所述传感器模块和作业设备模块与所述终端控制模块之间均为无线信号连接。

优选的，所述监控设备模块与所述终端控制模块之间的连接方式为有线信号连接和无线信号连接中的一种。

优选的，所云计算模块包括计算单元、存储单元以及网络单元，所述计算单元用于为所述后端平台提供运算能力服务；

其中，所述存储单元用于为所述后端平台提供存储能力的灵活分配及弹性扩容；

其中，所述网络单元为所述后端平台提供网络能力服务。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明涉及的农场管理平台提高了农产作业管理的智能化水平，大大提高了农场作业管理的效率和科学性，而且节约了农场的农作物生产成本。

2.本发明涉及的农场管理平台提供大数据分析功能，从而基于农业生产给出智能化建议、对农作物病虫害进行智能化预测、识别，以降低农作物培育险，提高效率。

3.本发明涉及的农场管理平台具备机器学习服务功能，能够基于农业生产过程中的相关数据信息进行模式的匹配和持续的学习，以确保更准确的识别，自动提高平台的服务能力。

附图说明

图1为本发明系统的原理框架图；

图2为本发明传感器模块的内部原理框架图；

图3为本发明作业设备模块的内部原理框架图；

图4为本发明监控设备模块的内部原理框架图；

图5为本发明云计算模块的内部原理框架图。

图中：100-终端控制模块；200-传感器模块；201-土壤检测单元；202-空气检测单元；203-光照检测单元；204-水质检测单元；300-作业设备模块；301-农耕设备单元；302-浇灌设备单元；303-照明设备单元；304-施肥设备单元；400-监控设备模块；401-图像采集单元；402-影像采集单元；500-后端平台；501-信息服务单元；502-LOT服务单元；503-人工智能单元；504-机器学习单元；505-流媒体单元；506-安全服务单元；507-数据服务单元；508-设备控制单元；509-流程编排单元；510-区块链单元；600-云计算模块；601-计算单元；602-存储单元；603-网络单元；700-网络录像模块。

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1-5，本发明提供一种技术方案：一种智慧农场管理平台，包括终端控制模块100、传感器模块200、作业设备模块300、监控设备模块400、后端平台500以及云计算模块600，传感器模块200、作业设备模块300和监控设备模块400分别与终端控制模块100电性信号连接，终端控制模块100与后端平台500电性信号连接；

其中，终端控制模块100作为后端平台500的终端标准化设备，负责其控制范围内的设备对接与调度，解决终端多样化的设备环境、网络环境、协议转换、数据采集、边缘计算、在线/离线作业问题；

其中，传感器模块200用于采集种植区土壤环境、空气环境、光照环境以及水质环境的数据；

其中，作业设备模块300用于执行农耕、浇灌、照明以及施肥方面的农业作业任务；

其中，监控设备400用于采集种植区现场农作物的视频和图片；

其中，后端平台500集成有信息服务单元501、LOT服务单元502、人工智能单元503、机器学习单元504、流媒体单元505、安全服务单元506、数据服务单元507、设备控制单元508以及流程编排单元509；

信息服务单元501用于对传感器模块200采集的数据以及作业设备模块300待执行的农业作业任务进行分类排程，以确保数据的准确性和有效性；

LOT服务单元502用于对作业设备模块300涉及的设备进行注册以及状态备案；

人工智能单元503用于对传感器模块200采集的数据进行统计分析并作出智能判断；

机器学习单元504用于针对种植区农作物的病虫害数据进行模式化匹配并自动完善相关数据库；

流媒体单元505用于控制监控设备模块400对种植区农作物进行抓拍、轮询；

安全服务单元506用于对终端控制模块100与后端平台500之间的通信进行权限和加密控制，以防止权限欺骗和网络攻击；

数据服务单元507基于Hadoop大数据体系构建，用于对海量的结构化、非结构化、半结构化数据进行存储、分析；

流程编排单元509通过流程编排定义不同类型与环境下的农业标准作业流程；

设备控制单元508用于根据流程编排单元509定义标准的农业作业流程对作业设备模块300涉及的设备、机械进行控制；

云计算模块600为后端平台500提供运算能力、存储能力、网络能力的灵活分配及弹性扩容。

本实施例中，监控设备模块400的输出端电性信号连接有网络录像模块700，网络录像模块700用于存储监控设备模块400采集的种植区现场农作物视频和图片信息。

本实施例中，后端平台500还集成有区块链单元510，区块链单元510用于建立区块链服务平台。

本实施例中，传感器模块200包括土壤检测单元201、空气检测单元202、光照检测单元203以及水质检测单元204；土壤检测单元201用于采集种植区土壤环境的数据；

其中，空气检测单元202用于采集种植区空气环境的数据；

其中，光照检测单元203用于采集种植区光照环境的数据；

其中，水质检测单元204用于采集种植区灌溉用水的水质环境数据。

本实施例中，作业设备模块300包括农耕设备单元301、浇灌设备单元302、照明设备单元303以及施肥设备单元304，农耕设备单元301为执行种植区农耕作业任务的智能化机械；

其中，浇灌设备单元302为执行种植区农作物浇灌作业任务的智能化设备；

其中，照明设备单元303为执行种植区农作物光照调节作业任务的智能化设备；

其中，施肥设备单元304为执行种植区农作物施肥作业任务的智能化设备。

本实施例中，监控设备模块400包括图像采集单元401以及影像采集单元402，图像采集单元401用于采集种植区现场农作物的图片信息；

其中，影像采集单元402用于采集种植区现场农作物的视频信息。

本实施例中，传感器模块200和作业设备模块300与终端控制模块100之间均为无线信号连接，可以通过WiFi继电器或无线模块进行接入系统平台。

本实施例中，监控设备模块400与终端控制模块100之间的连接方式为有线信号连接和无线信号连接中的一种。

本实施例中，所云计算模块600包括计算单元601、存储单元602以及网络单元603，计算单元601用于为后端平台500提供运算能力服务；

其中，存储单元602用于为后端平台500提供存储能力的灵活分配及弹性扩容；

其中，网络单元为后端平台500提供网络能力服务。

综上，使用时，终端控制模块100作为后端平台500的终端标准化设备，负责其控制范围内的设备对接与调度，解决终端多样化的设备环境、网络环境、协议转换、数据采集、边缘计算、在线/离线作业问题；云计算模块600具体通过计算单元601、存储单元602以及网络单元603为后端平台500提供运算能力、存储能力、网络能力的灵活分配及弹性扩容；土壤检测单元201采集种植区土壤环境的数据，空气检测单元202采集种植区空气环境的数据，光照检测单元203采集种植区光照环境的数据，水质检测单元204采集种植区灌溉用水的水质环境数据，以上采集的信息均经过终端控制模块100对接至后端平台500；图像采集单元401采集种植区现场农作物的图片信息，影像采集单元402采集种植区现场农作物的视频信息，这些信息在经终端控制模块100对接至后端平台500的同时存储至网络录像模块700；后端平台500基于终端控制模块100对接的数据进行进一步分析处理，具体处理过程包括：信息服务单元501对传感器模块200采集的数据以及作业设备模块300待执行的农业作业任务进行分类排程，以确保数据的准确性和有效性，LOT服务单元502对作业设备模块300涉及的设备进行注册以及状态备案，人工智能单元503对传感器模块200采集的数据进行统计分析并作出智能判断，主要提供依据地理、环境因素智能判断播种、稼接、移栽、病虫害诊断等智能化应用方面的服务，机器学习单元504针对种植区农作物的病虫害数据进行模式化匹配并自动完善相关数据库，流媒体单元505控制监控设备模块400对种植区农作物进行抓拍、轮询，安全服务单元506对终端控制模块100与后端平台500之间的通信进行权限和加密控制，以防止权限欺骗和网络攻击，数据服务单元507基于Hadoop大数据体系构建，对海量的结构化、非结构化、半结构化数据进行存储、分析，流程编排单元509通过流程编排定义不同类型与环境下的农业标准作业流程，具体可包括在什么样的地理环境、温度环境、土壤环境下应该遵循什么样农业流程、什么时间施肥、用什么肥料量等作业任务；设备控制单元508根据流程编排单元509定义标准的农业作业流程对作业设备模块300涉及的设备、机械进行控制，区块链单元510用于建立区块链服务平台；农耕设备单元301为执行种植区农耕作业任务的智能化机械，浇灌设备单元302为执行种植区农作物浇灌作业任务的智能化设备，照明设备单元303为执行种植区农作物光照调节作业任务的智能化设备，施肥设备单元304为执行种植区农作物施肥作业任务的智能化设备。

在本发明所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离元器件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的元器件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。