[发明专利]一种基于互联网的农作物种植小环境监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及农业信息技术，更具体地涉及一种基于互联网的农业小环境监测平 台。

背景技术

农业生产是食品供应的源头。为了使农产品具有充足的营养，其生产过程中的温 度、湿度、光照、土壤墒情等环境因素都具有决定性的影响。更何况，从目前的情况来看，农 业生产中还存在着比较严重的隐患，包括过度使用农药、化肥或催产激素，农业用水受到污 染，土壤存在重金属超标，作物受到酸雨或其它有害空气物质侵害等等。可见，为了保证食 品安全和质量，非常有必要从农业生产环节中提取足量信息，对其加强过程监测和控制。 在现有技术中，使用各类传感器采集相关信息，监测农业环境状况，进而为科学高 效的生产作业提供数据支持，已经成为提高农业信息化水平的重要手段。通过在农业生产 环境中设立传感器监测站点，结合通信和远程控制技术，已经可以实现全自动无人化的信 息采集。

从空间范围上看，上述现有技术的信息监测属于宏观尺度上的样本采集，通过数 据整合分析，确实能够对判断整个农业生产环境的气象条件、水分供给等总体状况起到重 要作用。

但是，作为以食品安全和品质保障为目标的监测来说，上述现有技术所采集信息 的作用是很不充分的，而针对农业小环境的监测对于这一目标的实现则表现得尤其重要。 从空间上看，农业小环境在水平面方向上的尺度范围一般在数米到数十米之间，在垂直方 向上的尺度范围一般在数米以内。农业小环境是农作物生长的微观环境，对农作物产品具 有直接影响。

例如，在某一规模化种植园内，少量果树所在区域出现过度施药或者用水污染的 异常，并不会对整个种植园的宏观环境带来明显影响。相应地，现有的信息监测系统也不足 以对这一局部区域上的有限异常状态产生响应，因为这一局部区域的异常并不会使整体的 监测数据产生显著变化，甚至有可能由于远离采样点，这一异常根本没有被系统所检测到。 但是，这一局部区域范围内农业小环境的变化对于该区域出产水果的安全和质量存在着决 定性的影响。可见，只有普及和强化对微观空间尺度上农业小环境的监测，才能够避免存在 漏洞，造成不合格的农产品流入市场。

为了实现对农业小环境的微观监测，当然需要增加传感器监测站点的数量，从而 加大采样密度。但是，我们不可能为种植园的每一棵果树或是农田中的每一株作物都设立 一个传感器监测站点，因为这样不但从成本上说是无法接受的，也会过度占用种植空间，影 响正常的生产作业。可见，传感器监测站点的数量要保持在合理程度，具有上限值。

因此，在传感器监测站点的总数量有限的前提下，需要对其分布方案进行充分优 化，才能够保证对生产区域内农业小环境的全面覆盖和有效监测。而现有技术中大多采用 将传感器平均布设在生产区域内的分布方式，不能够实现这一目标。对现有技术进行改进，关键是使各个站点发挥相互协同作用，实现自组织，防止存在监测空白区域，也避免对同一 农业小环境的重复覆盖。就传感器监测站点的协同整合来说，互联网技术实现了物与物之 间的信息连通，为这一问题的解决提供了良好的技术基础平台。

发明内容

根据现有技术中的上述需求，本发明提供了一种基于互联网的农业小环境监测平 台。本发明以面向农业小环境的传感器监测站点的优化分布和组织为目标，基于传感器监 测站点组建互联网，实现站点之间的信息共享、分析和自组织，从而达到传感器监测站点布 局与农业小环境分布状态的匹配，提高对农业小环境监测的准确性和可靠性。