[发明专利]农作物生长环境信息实时感知和动态呈现系统及方法

权利要求书

1.一种农作物生长环境信息实时感知和动态呈现系统，其特征在于：包括由布设在农作物生长环境中的多个组合式农作物生长环境感知节点（1）组成的无线传感器网络（2）和与多个所述组合式农作物生长环境感知节点（1）无线连接并将多个组合式农作物生长环境感知节点（1）所采集数据打包后上传的信息汇聚节点（3），以及与信息汇聚节点（3）通过有线或无线方式连接并通信的数据服务系统（4）和与数据服务系统（4）通过有线或无线方式连接并通信的信息动态呈现系统（5），每个所述组合式农作物生长环境感知节点（1）的输入端均接有对农作物生长环境信息实时感知的感知末端传感器（6）；所述感知末端传感器（6）为空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤盐分传感器、风向传感器、风速传感器、光照传感器、对运动物体距所述组合式农作物生长环境感知节点（1）的距离进行采集的超声波传感器、对动植物热辐射进行采集的红外传感器、对声音进行采集的声音传感器、对人手接触进行感知的接近式传感器、对光线进行感知的光电开关和对农作物的叶面图像进行采集的图像采集器中的一个或多个的组合。

2.按照权利要求1所述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现系统，其特征在于：所述无线传感器网络（2）的数量为多个，所述信息汇聚节点（3）由移动信息汇聚节点（3-1）和固定信息汇聚节点（3-2）构成，所述移动信息汇聚节点（3-1）和固定信息汇聚节点（3-2）的数量均为一个或多个。

3.按照权利要求2所述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现系统，其特征在于：所述组合式农作物生长环境感知节点（1）包括感知节点供电电源（1-1）、第一无线传输模块（1-2）和FPGA芯片（1-3）以及嵌入FPGA芯片（1-3）内的中央处理器（1-31）、A/D转换器（1-32）和第一数据存储器（1-33），所述第一无线传输模块（1-2）、A/D转换器（1-32）和第一数据存储器（1-33）均与所述中央处理器（1-31）相接，所述中央处理器（1-31）的输入端接有用于连接感知末端传感器（6）的数字信号输入接口（1-4）和图像信号输入接口（1-5），所述A/D转换器（1-32）的输入端接有用于连接感知末端传感器（6）的模拟信号输入接口（1-6），所述第一无线传输模块（1-2）、中央处理器（1-31）、A/D转换器（1-32）和第一数据存储器（1-33）均与所述感知节点供电电源（1-1）相接。

4.按照权利要求3所述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现系统，其特征在于：所述移动信息汇聚节点（3-1）包括第一汇聚节点供电电源（3-11）和第一微处理器模块（3-12），以及与第一微处理器模块（3-12）相接的第二数据存储器（3-15）、用于与第一无线传输模块（1-2）无线连接并通信的第二无线传输模块（3-13）和用于与固定信息汇聚节点（3-2）无线连接并通信的第三无线传输模块（3-14）；所述第一微处理器模块（3-12）、第二数据存储器（3-15）、第二无线传输模块（3-13）和第三无线传输模块（3-14）均与所述第一汇聚节点供电电源（3-11）相接。

5.按照权利要求4所述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现系统，其特征在于：所述固定信息汇聚节点（3-2）包括第二汇聚节点供电电源（3-21）和第二微处理器模块（3-22），以及与第二微处理器模块（3-22）相接的第三数据存储器（3-25）、用于与第三无线传输模块（3-24）无线连接并通信的第四无线传输模块（3-23）和用于与数据服务系统（4）有线或无线连接并通信的通信电路模块（3-24）；所述第二微处理器模块（3-22）、第三数据存储器（3-25）、第四无线传输模块（3-23）和通信电路模块（3-24）均与所述第二汇聚节点供电电源（3-21）相接。

6.按照权利要求2所述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现系统，其特征在于：所述数据服务系统（4）包括Web服务器（4-1）以及通过Internet网络或局域网与Web服务器（4-1）相接并通信的环境感知信息库服务器（4-2）、地理信息库服务器（4-3）、农作物专家诊断系统服务器（4-4）和管理中心服务器（4-5），所述环境感知信息库服务器（4-2）通过有线或无线方式与信息汇聚节点（3）连接并通信，所述Web服务器（4-1）通过有线或无线方式与信息动态呈现系统（5）连接并通信。