一种农业物联网综合服务管理系统技术方案

本发明专利技术提供了一种农业物联网综合服务管理系统。该系统包括监测子系统、气象子系统、地下水位监测子系统和控制中心子系统；将监测点获得的视频数据和土壤环境数据、气象监测站的空气环境数据以及地下水位数据发送给控制中心子系统；控制中心子系统基于接收到的数据，预测对应作物长势，并获取影响作物生长的土壤要素信息以及空气中环境要素信息，以及监测各地下水位监测点的地下水位变化情况。本发明专利技术的农业物联网综合服务管理系统能够实现智能化的农业物联网管理和控制。

An Integrated Service Management System of Agricultural Internet of Things

【技术实现步骤摘要】
一种农业物联网综合服务管理系统
本专利技术涉及信息处理技术，尤其涉及一种农业物联网综合服务管理系统。
技术介绍
农业物联网是一种通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中的物联网。其可以为温室精准调控提供科学依据，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。农业物联网一般应用是将大量的传感器节点构成监控网络，通过各种传感器采集信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。
技术实现思路
在下文中给出了关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种农业物联网综合服务管理系统，以至少解决现有农业管理系统中存在的效率不高、功能不全面的问题。本专利技术提供了一种农业物联网综合服务管理系统，所述农业物联网综合服务管理系统包括监测子系统、气象子系统、地下水位监测子系统和控制中心子系统；所述监测子系统包括多个监测点，其中，每个监测点设有至少一个视频装置、至少一个第一传感器以及第一通信装置，所述至少一个视频装置用于捕获对应区域的视频数据，所述至少一个第一传感器用于获取该监测点对应的土壤环境数据，所述第一通信装置用于将对应监测点获得的视频数据和土壤环境数据发送给所述控制中心子系统；所述气象子系统包括多个气象监测站，其中，每个气象监测站设有多个第二传感器和第二通信装置，所述多个第二传感器用于获取该气象监测站处对应的空气环境数据，所述第二通信装置用于将对应气象监测站的空气环境数据发送给所述控制中心子系统；所述地下水位监测子系统包括多个地下水位监测点，其中，每个地下水位监测点设有地下水位监测装置和第三通信装置，所述地下水位监测装置用于实时获取对应处的地下水位数据，并通过所述第三通信装置将获取的地下水位数据发送给所述控制中心子系统；以及所述控制中心子系统包括第四通信装置和控制处理装置，所述第四通信装置用于接收来自所述监测子系统、所述气象子系统、所述地下水位监测子系统的所有数据并发送给所述控制处理装置；所述控制处理装置用于：至少基于从监测子系统接收到的各监测点对应的视频数据和环境数据，预测对应作物长势以及获取影响作物生长的土壤要素信息；至少基于从所述气象子系统接收到的各气象监测站处对应的空气环境数据，获取影响作物生长的空气中环境要素信息；以及至少基于从所述地下水位监测子系统接收到的各地下水位监测点对应的地下水位数据，监测各地下水位监测点的地下水位变化情况。本专利技术的一种农业物联网综合服务管理系统，其包括监测子系统、气象子系统、地下水位监测子系统和控制中心子系统；在所述监测子系统中，通过设置在每个监测点的视频装置、第一传感器以及第一通信装置，将对应监测点获得的视频数据和土壤环境数据发送给所述控制中心子系统；在所述气象子系统，通过设置在每个气象监测站的第二传感器和第二通信装置，将对应气象监测站的空气环境数据发送给所述控制中心子系统；在所述地下水位监测子系统，通过设置在每个地下水位监测点的地下水位监测装置和第三通信装置，将获取的地下水位数据发送给所述控制中心子系统；这样，所述控制中心子系统至少基于从监测子系统接收到的各监测点对应的视频数据和环境数据，预测对应作物长势以及获取影响作物生长的土壤要素信息，并且至少基于从所述气象子系统接收到的各气象监测站处对应的空气环境数据，获取影响作物生长的空气中环境要素信息，以及至少基于从所述地下水位监测子系统接收到的各地下水位监测点对应的地下水位数据，监测各地下水位监测点的地下水位变化情况。由此，本专利技术的农业物联网综合服务管理系统能够实现智能化的农业物联网管理和控制。在一些实现方式中，基于场景切换点(即场景切换时刻)获取目标视频中的多个目标帧图像，同时基于场景切换点获取每个待检测视频中的多个待测帧图像，其中目标帧图像是目标视频中每个场景切换点对应的切换后视频帧，待测帧图像是每个待检测视频中每个场景切换点对应的切换后视频帧，通过比较目标视频各目标帧图像分别与每个待检测视频中各待测帧图像之间的相似度，得到两种信息，一种信息是每个待检测视频中与目标帧图像有关的待测帧图像数量(即该待检测视频中与目标帧图像相似的所有待测帧图像数量)，另一种信息是与每个待检测视频有关的目标帧图像数量(即与该待检测视频中待检测视频相似的所有目标帧图像数量)，基于这两种信息相结合来确定待检测视频是否与目标视频相似，一方面能够较高效地获得目标视频的相似视频，另一方面能够为后续的进一步相似视频判定缩小需要检索的范围，大大缩减了工作量。此外，在一种实现方式中，可以首先基于场景切换点(即场景切换时刻)获取目标视频中的多个目标帧图像，同时基于场景切换点获取每个待检测视频中的多个待测帧图像，其中目标帧图像是目标视频中每个场景切换点对应的切换后视频帧，待测帧图像是每个待检测视频中每个场景切换点对应的切换后视频帧，通过比较目标视频各目标帧图像分别与每个待检测视频中各待测帧图像之间的相似度，得到两种信息，一种信息是每个待检测视频中与目标帧图像有关的待测帧图像数量(即该待检测视频中与目标帧图像相似的所有待测帧图像数量)，另一种信息是与每个待检测视频有关的目标帧图像数量(即与该待检测视频中待检测视频相似的所有目标帧图像数量)，基于这两种信息相结合来确定每个待检测视频的第一得分(步骤401-步骤403)，然后，基于第一得分筛选出一部分待检测视频来作为候选视频，目的是再从这些候选视频中进行二次筛选，从而最终获得目标视频的相似视频，而从这些候选视频中进行二次筛选则是通过计算每个候选视频的第二得分来实现的。在计算第二得分时，首先基于场景切换点对目标视频以及每个候选视频进行视频分割，得到目标视频对应的多个第一视频片段以及每个候选视频对应的多个第二视频片段，通过比较目标视频中第一视频片段和候选视频中第二视频片段的相似度，来获得另外两种信息，一种信息是候选视频中与目标视频有关的第二视频片段数量(即候选视频中所包含的相似片段的个数)，另一种信息是与每个候选视频有关的第一视频片段数量(即与每个候选视频中所包含的各相似片段有关的所有第一视频片段的个数)，基于这两种信息相结合来确定每个候选视频的第二得分(步骤501-步骤505)，再根据每个候选视频的第二得分对候选视频进行筛选，确定哪些是与目标视频相似的相似视频。这样，相当于结合四种信息来获得待检测视频(或候选视频)的第一得分与第二得分，并结合了第一得分和第二得分对待检测视频进行了两次筛选，使得筛选得到的相似视频更为准确。相比于现有技术直接计算两个视频的相似度，本专利技术能够大大减小工作量，提高处理效率，本专利技术可以先通过计算第一得分进行一次筛选，而这个计算是基于场景切换后的帧图像来进行的计算，其计算量相比于整个视频的相似度计算要小得多，再对一次筛选的结果进行二次筛选，而且二次筛选也不是将所有候选视频进行相似度计算，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农业物联网综合服务管理系统，其特征在于，所述农业物联网综合服务管理系统包括监测子系统、气象子系统、地下水位监测子系统和控制中心子系统；所述监测子系统包括多个监测点，其中，每个监测点设有至少一个视频装置、至少一个第一传感器以及第一通信装置，所述至少一个视频装置用于捕获对应区域的视频数据，所述至少一个第一传感器用于获取该监测点对应的土壤环境数据，所述第一通信装置用于将对应监测点获得的视频数据和土壤环境数据发送给所述控制中心子系统；所述气象子系统包括多个气象监测站，其中，每个气象监测站设有多个第二传感器和第二通信装置，所述多个第二传感器用于获取该气象监测站处对应的空气环境数据，所述第二通信装置用于将对应气象监测站的空气环境数据发送给所述控制中心子系统；所述地下水位监测子系统包括多个地下水位监测点，其中，每个地下水位监测点设有地下水位监测装置和第三通信装置，所述地下水位监测装置用于实时获取对应处的地下水位数据，并通过所述第三通信装置将获取的地下水位数据发送给所述控制中心子系统；以及所述控制中心子系统包括第四通信装置和控制处理装置，所述第四通信装置用于接收来自所述监测子系统、所述气象子系统、所述地下水位监测子系统的所有数据并发送给所述控制处理装置；所述控制处理装置用于：至少基于从监测子系统接收到的各监测点对应的视频数据和环境数据，预测对应作物长势以及获取影响作物生长的土壤要素信息；至少基于从所述气象子系统接收到的各气象监测站处对应的空气环境数据，获取影响作物生长的空气中环境要素信息；以及至少基于从所述地下水位监测子系统接收到的各地下水位监测点对应的地下水位数据，监测各地下水位监测点的地下水位变化情况。...

【技术特征摘要】
1.一种农业物联网综合服务管理系统，其特征在于，所述农业物联网综合服务管理系统包括监测子系统、气象子系统、地下水位监测子系统和控制中心子系统；所述监测子系统包括多个监测点，其中，每个监测点设有至少一个视频装置、至少一个第一传感器以及第一通信装置，所述至少一个视频装置用于捕获对应区域的视频数据，所述至少一个第一传感器用于获取该监测点对应的土壤环境数据，所述第一通信装置用于将对应监测点获得的视频数据和土壤环境数据发送给所述控制中心子系统；所述气象子系统包括多个气象监测站，其中，每个气象监测站设有多个第二传感器和第二通信装置，所述多个第二传感器用于获取该气象监测站处对应的空气环境数据，所述第二通信装置用于将对应气象监测站的空气环境数据发送给所述控制中心子系统；所述地下水位监测子系统包括多个地下水位监测点，其中，每个地下水位监测点设有地下水位监测装置和第三通信装置，所述地下水位监测装置用于实时获取对应处的地下水位数据，并通过所述第三通信装置将获取的地下水位数据发送给所述控制中心子系统；以及所述控制中心子系统包括第四通信装置和控制处理装置，所述第四通信装置用于接收来自所述监测子系统、所述气象子系统、所述地下水位监测子系统的所有数据并发送给所述控制处理装置；所述控制处理装置用于：至少基于从监测子系统接收到的各监测点对应的视频数据和环境数据，预测对应作物长势以及获取影响作物生长的土壤要素信息；至少基于从所述气象子系统接收到的各气象监测站处对应的空气环境数据，获取影响作物生长的空气中环境要素信息；以及至少基于从所述地下水位监测子系统接收到的各地下水位监测点对应的地下水位数据，监测各地下水位监测点的地下水位变化情况。2.根据权利要求1所述的农业物联网综合服务管理系统，其特征在于，所述农业物联网综合服务管理系统还包括地理信息子系统以及农业无人机和卫星遥感子系统；所述地理信息子系统包括预设农场的电子地图，所述电子地图上的多个预设位置设有标注信息；所述农业无人机和卫星遥感子系统包括无人机端、卫星通讯端和服务器端；其中，所述无人机端适于多次采集农业物联网预设种植区域的低空遥感图像，并将所述低空遥感图像实时发给所述服务器端；所述卫星通讯端适于采集农业物联网预设种植区域的高空遥感图像，并将所述高空遥感图像实时发给所述服务器端；所述服务器端适于至少基于来自所述无人机端的低空遥感图像和/或来自所述卫星通讯端的高空遥感图像，实现作物长势预测、虫害检测以及洪涝灾害分析预警中的至少一种功能。3.根据权利要求2所述的农业物联网综合服务管理方法，其特征在于，所述服务器端用于：对接收到的低空遥感图像和高空遥感图像进行分组，并利用每组图像生成一个待检测视频，得到多个待检测视频；接收目标视频；确定所述目标视频中的多个场景切换时刻；针对所述目标视频中的每一个场景切换时刻，获得该目标视频中该场景切换时刻所对应的切换后视频帧；将所述目标视频的第一帧图像以及所述目标视频中的所有场景切换时刻对应的切换后视频帧作为多个目标帧图像，将所有目标帧图像的总数记为N,N为非负整数；针对预定视频数据库中的每一个待检测视频，确定该待检测视频中的多个场景切换时刻，获得该待检测视频中每个场景切换时刻对应的切换后视频帧，将该待检测视频的第一帧图像以及该待检测视频中的所有场景切换时刻对应的切换后视频帧作为待测帧图像；针对每一个所述目标帧图像，计算每个待检测视频的每个待测帧图像与该目标帧图像之间的相似度，将与该目标帧图像之间的相似度高于第一阈值的待测帧图像确定为对应待检测视频的候选帧图像；针对每个待检测视频，计算该待检测视频对应的候选帧图像的个数，记为a1，a1为非负整数，计算与该待检测视频对应的各候选帧图像有关的所有目标帧图像的个数，记为a2，a2为非负整数，根据下式计算该待检测视频的第一得分：S1＝q1×a1+q2×a2，其中，S1为该待检测视频的第一得分，q1表示该待检测视频对应的候选帧图像的个数所对应的权重，q2表示与该待检测视频对应的各候选帧图像有关的所有目标帧图像的个数所对应的权重，其中，q1等于预设的第一权重值，当a2＝N时q2等于预设的第二权重值，当a2＜N时q2等于预设的第三权重值，其中，所述第二权重值大于所述第三权重值；根据每个待检测视频的第一得分在所述待检测视频中确定所述目标视频的相似视频。4.根据权利要求3所述的农业物联网综合服务管理系统，其中，所述服务器端用于按照如下方式来根据每个待检测视频的第一得分在所述待检测视频中确定所述目标视频的相似视频：在所有待检测视频中，选择其中第一得分高于第二阈值的待检测视频，作为所述目标视频的相似视频。5.根据权利要求4所述的农业物联网综合服务管理系统，其中，所述服务器端用于按照如下方式来根据每个待检测视频的第一得分在所述待检测视频中确定所述目标视频的相似视频：在所有待检测视频中，选择其中第一得分高于第二阈值的待检测视频，作为候选视频；基于所述目标视频的多个场景切换时刻对所述目标视频进行分割，获得所述目标视频对应的多个第一视频片段，将所述目标视频中所有第一视频片段的总数记为M,M为非负整数；针对每个候选视频，基于该候选视频的多个场景切换时刻对该候选视频进行分割，获得该候选视频对应的多个第二视频片段；针对每个候选视频的每个候选帧图像对应的第二视频片段，在所述多个第一视频片段中选择与该候选帧图像对应的目标帧图像有关的第一视频片段，将选择的该第一视频片段与该第二视频片段进行相似度计算，若该第一视频片段与该第二视频片段之间的相似度高于第三阈值，将该第二视频片段确定为与该第一视频片段对应的相似片段；针对每个候选视频，计算该候选视频中所包含的相似片段的个数，记为b1，b1为非负整数，计算与该候选视频中所包含的各相似片段有关的所有第一视频片段的个数，记为b2，b2为非负整数，根据下式计算该候选视频的第二得分：S2＝q3×b1+q4×b2，其中，S2为该候选视频的第二得分，q3表示该候选视频所包含的相似片段的个数所对应的权重，q4表示与该候选视频所包含的各相似片段有关的所有第一视频片段的个数所对应的权重，其中，q3等于预设的第四权重值，当b2＝M时q4等于预设的第五权重值，当b2＜M时q4等于预设的第六权重值，其中，所述第五权重值大于所述第六权重值；根据每个候选视频的第二得分在所述候选视频中确定所述目标视频的相似视频。6.根据权利要求5所述的农业物联网综合服务管理系统，其中，所述服务器端用于按照如下方式来根据每个候选视频的第二得分在所述候选视频中确定所述目标视频的相似视频：在所有候选视频中，选择其中第二得分高于第四阈值的候选视频，作为所述目...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭荣君，韩天甲，唐吉龙，安宏艳，孟庆民，孟庆山，李瑛，柳树林，张亚菲，汪敏，闫大明，丁文强，
申请(专利权)人：黑龙江省七星农场，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23