[发明专利]一种基于云计算和大数据分析的智慧农业全周期种植数据云共享平台

权利要求书

1.一种基于云计算和大数据分析的智慧农业全周期种植数据云共享平台，其特征在于：包括区域划分模块、种植时间获取模块、种植时间分析模块、图像采集模块、图像处理模块、图像抽样模块、图像数据测量模块、图像数据分析模块、种植数据监测模块、种植数据分析模块、分析服务器、云数据库和预警显示模块；

所述分析服务器分别与种植时间分析模块、图像数据分析模块、种植数据分析模块、云数据库和预警显示模块连接，云数据库分别与图像数据分析模块和种植数据分析模块连接，种植时间获取模块分别与区域划分模块和种植时间分析模块连接，图像处理模块分别与图像采集模块和图像抽样模块连接，图像数据测量模块分别与图像抽样模块和图像数据分析模块连接，种植数据监测模块与种植数据分析模块连接；

所述区域划分模块用于对水稻的种植区域进行划分，按照不同的种植地区将水稻种植区域划分成若干地区种植区域，对若干地区种植区域按照设定的顺序依次进行编号，若干地区种植区域的编号分别为1,2,...,i,...,n，同时按照空间网格化的划分方式将各地区种植区域划分成面积相同的若干子区域，对各地区种植区域内各子区域按照从左到右再从上到下的顺序依次进行编号，构成各地区水稻种植区域内各子区域的位置编号集合W_iA(w_ia₁,w_ia₂,...,w_ia_j,...,w_ia_m)，w_ia_j表示为第i个地区水稻种植区域内第j个子区域的位置编号，将各地区水稻种植区域内各子区域的位置编号集合发送至种植时间获取模块；

所述种植时间获取模块用于接收区域划分模块发送的各地区水稻种植区域内各子区域的位置编号集合，获取各地区水稻种植区域内各子区域中种植人员的种植时间，统计各地区水稻种植区域内各子区域中种植人员的种植时间，构成各地区水稻种植区域内各子区域中种植人员的种植时间集合T_iA(t_ia₁,t_ia₂,...,t_ia_j,...,t_ia_m)，t_ia_j表示为第i个地区水稻种植区域内第j个子区域中种植人员的种植时间，将各地区水稻种植区域内各子区域中种植人员的种植时间集合发送至种植时间分析模块；

所述种植时间分析模块用于接收种植时间获取模块发送的各地区水稻种植区域内各子区域中种植人员的种植时间集合，并获取实时的标准北京时间，计算各地区水稻种植区域内各子区域中水稻生长时间，统计各地区水稻种植区域内各子区域中水稻生长时间，构成各地区水稻种植区域内各子区域中水稻生长时间集合T′_iA(t′_ia₁,t′_ia₂,...,t′_ia_j,...,t′_ia_m)，t′_ia_j表示为第i个地区水稻种植区域内第j个子区域中水稻生长时间，将各地区水稻种植区域内各子区域中水稻生长时间集合发送至分析服务器；

所述分析服务器用于接收种植时间分析模块发送的各地区水稻种植区域内各子区域中水稻生长时间集合，提取云数据库中存储的各生长周期的水稻对应的标准生长时间段，将接收的各地区水稻种植区域内各子区域中水稻生长时间与各生长周期的水稻对应的标准生长时间段进行对比，筛选各地区水稻种植区域内各子区域中水稻的生长周期，统计各地区水稻种植区域内各子区域中水稻的生长周期，将各地区水稻种植区域内各子区域中水稻的生长周期分别发送至图像数据分析模块和种植数据分析模块；

所述图像采集模块用于对各地区水稻种植区域内各子区域中水稻图像进行采集，统计采集的各地区水稻种植区域内各子区域中水稻图像，将采集的各地区水稻种植区域内各子区域中水稻图像发送至图像处理模块；

所述图像处理模块用于接收图像采集模块发送的各地区水稻种植区域内各子区域中水稻图像，对接收的各地区水稻种植区域内各子区域中水稻图像进行归一化处理，变化为大小一致的水稻图像，并对处理后的各地区水稻种植区域内各子区域中水稻图像进行图像分割，选取各地区水稻种植区域内各子区域中包裹水稻的各最小区域，统计各地区水稻种植区域内各子区域中各水稻图像，将各地区水稻种植区域内各子区域中各水稻图像发送至图像抽样模块；

所述图像抽样模块用于接收图像处理模块发送的各地区水稻种植区域内各子区域中各水稻图像，对接收的各地区水稻种植区域内各子区域中各水稻图像进行随机抽样，统计各地区水稻种植区域内各子区域中各水稻的样本图像，构成各地区水稻种植区域内各子区域中各水稻的样本图像集合Pⁱ_jX(pⁱ_jx₁,pⁱ_jx₂,...,pⁱ_jx_f,...,pⁱ_jx_k)，pⁱ_jx_f表示为第i个地区水稻种植区域内第j个子区域中第f个水稻的样本图像，将各地区水稻种植区域内各子区域中各水稻的样本图像集合发送至图像数据测量模块；

所述图像数据测量模块用于接收图像抽样模块发送的各地区水稻种植区域内各子区域中各水稻的样本图像集合，对各地区水稻种植区域内各子区域中各水稻样本图像的茎长进行测量，统计各地区水稻种植区域内各子区域中各水稻样本图像的茎长，构成各地区水稻种植区域内各子区域中各水稻样本图像的茎长集合Pⁱ_jL(pⁱ_jL₁,pⁱ_jL₂,...,pⁱ_jL_f,...,pⁱ_jL_k),pⁱ_jL_f表示为第i个地区水稻种植区域内第j个子区域中第f个水稻样本图像的茎长，将各地区水稻种植区域内各子区域中各水稻样本图像的茎长集合发送至图像数据分析模块；

所述图像数据分析模块用于接收分析服务器发送的各地区水稻种植区域内各子区域中水稻的生长周期，同时接收图像数据测量模块发送的各地区水稻种植区域内各子区域中各水稻样本图像的茎长集合，计算各地区水稻种植区域内各子区域中水稻样本图像的平均茎长，并提取云数据库中存储的各生长周期水稻图像的标准茎长，将各地区水稻种植区域内各子区域中水稻样本图像的平均茎长与对应的生长周期水稻图像的标准茎长进行对比，得到各地区水稻种植区域内各子区域中水稻样本图像的平均茎长差值集合表示为第i个地区水稻种植区域内第j个子区域中水稻样本图像的平均茎长与对应的生长周期水稻图像的标准茎长的对比差值，将各地区水稻种植区域内各子区域中水稻样本图像的平均茎长差值集合发送至分析服务器；

所述种植数据监测模块用于对各地区水稻种植区域内各子区域中水稻种植数据进行监测，监测各地区水稻种植区域内各子区域中水稻种植的施肥数据、灌溉数据和维护数据，记录各地区水稻种植区域内各子区域中水稻种植的各数据，构成各地区水稻种植区域内各子区域中水稻种植的各数据集合GⁱR(gⁱ₁r,gⁱ₂r,...,gⁱ_jr,...,gⁱ_mr)，gⁱ_jr表示为第i个地区水稻种植区域内第j个子区域中水稻种植的第r个数据，r＝r₁,r₂,r₃，r₁,r₂,r₃分别表示为水稻种植的施肥数据、灌溉数据和维护数据，将各地区水稻种植区域内各子区域中水稻种植的各数据集合发送至种植数据分析模块；

所述种植数据分析模块用于接收分析服务器发送的各地区水稻种植区域内各子区域中水稻的生长周期，同时接收种植数据监测模块发送的各地区水稻种植区域内各子区域中水稻种植的各数据集合，提取云数据库中存储的各生长周期水稻种植的各标准数据，将各地区水稻种植区域内各子区域中水稻种植的各数据与对应的生长周期水稻种植的对应标准数据进行对比，得到各地区水稻种植区域内各子区域中水稻种植的各数据差值集合ΔGⁱR(Δgⁱ₁r,Δgⁱ₂r,...,Δgⁱ_jr,...,Δgⁱ_mr)，Δgⁱ_jr表示为第i个地区水稻种植区域内第j个子区域中水稻种植的第r个数据预对应的生长周期水稻种植的对应标准数据的对比差值，将各地区水稻种植区域内各子区域中水稻种植的各数据差值集合发送至分析服务器；

所述分析服务器用于接收图像数据分析模块发送的各地区水稻种植区域内各子区域中水稻样本图像的平均茎长差值集合，同时接收种植数据分析模块发送的各地区水稻种植区域内各子区域中水稻种植的各数据差值集合，提取云数据库中存储的水稻生长茎长的权重比例系数、水稻种植数据的综合权重比例系数和水稻种植的施肥数据、灌溉数据、维护数据对应的合格影响系数，计算各地区水稻种植区域内各子区域中水稻生长合格系数，并提取云数据库中存储的各生长周期水稻的标准生长合格系数，将各地区水稻种植区域内各子区域中水稻生长合格系数与对应的生长周期水稻的标准生长合格系数进行对比，若某地区水稻种植区域内某子区域中水稻生长合格系数大于或等于对应的生长周期水稻的标准生长合格系数，表明该子区域中水稻生长合格，若某地区水稻种植区域内某子区域中水稻生长合格系数小于对应的生长周期水稻的标准生长合格系数，表明该子区域中水稻生长不合格，统计水稻生长不合格的各地区水稻种植区域内各子区域的位置编号，将水稻生长不合格的各地区水稻种植区域内各子区域的位置编号发送至预警显示模块；

所述云数据库用于存储各生长周期的水稻对应的标准生长时间段和各生长周期水稻图像的标准茎长，存储各生长周期水稻种植的各标准数据，同时存储水稻生长茎长的权重比例系数α和水稻种植数据的综合权重比例系数β，并存储水稻种植的施肥数据、灌溉数据和维护数据对应的合格影响系数，分别记为存储各生长周期水稻的标准生长合格系数；

所述预警显示模块用于接收分析服务器发送的水稻生长不合格的各地区水稻种植区域内各子区域的位置编号，并进行预警和显示，研究人员根据显示的各子区域位置编号与对应的种植人员进行沟通和处理。