[发明专利]基于农业物联网和大数据分析的种植计划优化系统和方法

权利要求书

1.一种基于农业物联网和大数据分析的种植计划优化系统，其特征在于，包括：

数据获取和处理模块：用于获取和处理各类相关数据；

数据库，用于存储由所述数据获取和处理模块得到的各类相关数据；

统计处理模块，用于处理所述各类相关数据，并预测计划期内的数据趋势；

农作物种植计划优化模型和相应的优化引擎;

中央处理器；

计算机决策辅助系统，包括帮助决策者编制可执行的农作物种植计划的用户界面和功能模块，以及和农作物生产管理系统的数据交互和接口模块。

2.根据权利要求1所述的基于农业物联网和大数据分析的种植计划优化系统，其特征在于，所述各类相关数据包括：土地生产参数、大气象数据、农业生产模型知识、农产品价格数据和农产品生产要素成本数据。

3.根据权利要求1所述的基于农业物联网和大数据分析的种植计划优化系统，其特征在于，所述数据获取和处理模块包括：获取和处理各类土地生产参数的数据读取、储存和处理模块；获取和处理各类气象气候水文资料的数据读取、储存和处理模块；获取和处理农业生产模型知识的数据读取、储存和处理模块；获取和处理农产品历史销售价格的数据读取、储存和处理模块；获取和处理农产品生产要素成本的数据读取、储存和处理模块。

4.根据权利要求1所述的基于农业物联网和大数据分析的农作物种植计划优化系统，其特征在于，所述数据库包括：土地生态数据库、气象数据库、农作物生态数据库、农产品价格数据库和生产成本数据库。

5.根据权利要求1所述的基于农业物联网和大数据分析的农作物种植计划优化系统，其特征在于，所述统计处理模块包括数据清理和异常数据处理模块、统计模型拟合模块、时间序列数据预测模块、非时间序列数据预测模块和数据模拟产生器。

6.根据权利要求1至5任一项所述的基于农业物联网和大数据分析的农作物种植计划优化系统，其特征在于，还包括一个或多个输入设备、一个或多个输出设备、以及一个或多个通信连接。

7.根据权利要求6所述的基于农业物联网和大数据分析的农作物种植计划优化系统，其特征在于，所述输入设备包括数字化仪屏幕、触针、轨迹球、键盘，小型键盘、鼠标；所述输出设备包括个人电脑的显示装置、移动设备；所述通信连接包括局域网、广域网和/或其他网络。

8.一种如权利要求1至5任一项所述的基于农业物联网和大数据分析的种植计划优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）收集各类相关数据；

（2）利用数据处理模块处理所述各类相关数据并储存于相应的数据库中；

（3）建立基于步骤（2）中数据的种植计划数学优化模型；

（4）建立优化引擎，利用包括最优算法和近似算法在内的计算机算法获取上述数学优化模型的优化解；

（5）通过计算机决策辅助系统编制可执行的农作物种植计划方案，并输入农业生产管理系统以供执行。

9.根据权利要求8所述的基于农业物联网和大数据分析的种植计划优化方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述数学优化模型包括优化目标函数和约束条件；其中，所述目标优化函数包括：整个生产过程的收入最大化；整个生产过程的利润最大化；整个生产过程的成本最小化；整个生产流通过程的收入最大化；整个生产流通过程的利润最大化；整个生产流通过程的成本最小化；农产品在规避风险条件下的预期收益最大化；农产品的种植多样性最大化；农产品生产对环境的危害最小化；所述约束条件包括：影响决策的各种制约因素，包括劳动力限制条件、土地限制和投入资金限制；农作物自身的规律性约束，包括补种、轮种、生产周期的约束；农业机械的数量和功能的约束；供应链的容量限制，包括运输能力限制、和仓储容量的限制；施肥和灌溉计划的限制；农药、化肥、硝酸盐和其他化学品对环境的影响的约束限制；生产风险的约束；流通风险的约束；市场风险的约束。