一种基于大数据的农业种植农产品品质信息采集共享系统

摘要

本发明公开一种基于大数据的农业种植农产品品质信息采集共享系统，包括区域种植基地统计模块、玉米生长阶段划分模块、生长参数数据库、生长阶段参数采集模块、阶段生长品质分析模块、口感品质统计模块和品质信息共享终端。本发明通过采集各玉米种植基地玉米各生长阶段的环境参数，并提取玉米各生长阶段的长势特征，进而统计各生长阶段各玉米种植基地对应的生长阶段环境品质系数和生长阶段生长品质系数，以此将统计的农产品品质信息在各种植农户之间进行共享，实现了各种植农户之间种植农产品品质信息的共享，弥补了种植农户之间没有信息沟通，难以提高农产品品质的弊端，满足了现在消费者对农产品品质越来越高的需求。

说明书

技术领域

本发明属于农业信息采集共享技术领域，涉及到一种基于大数据的农业种植农产品品质信息采集共享系统。

背景技术

农业信息对我国农业生产具有极大的帮助,农业信息中的农产品品质信息不仅是对我国农业生产来说意义重大，对于购买农产品的消费者来说更是意义重大，农产品的品质信息直接关系到农产品的质量安全，农产品的品质不佳将直接影响消费者的身体健康，随着消费者对农产品品质的需求越来越高，提高农产品的品质显得至关重要，提高农产品的品质从源头上来说就是要种植农户在种植农产品的过程中进行提高，但现有区域内种植同一种农产品的各种植农户之间都是独自种植，互相之间没有进行信息沟通，也就无法得知相互之间的种植差距，进而使其种植的农产品品质停留在原点，难以提高，无法满足现在消费者对农产品品质越来越高的需求。因此，本发明以玉米为例提出一种基于大数据的农业种植农产品品质信息采集共享系统，来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于大数据的农业种植农产品品质信息采集共享系统，通过统计区域内玉米种植基地的数量，并对统计的各玉米种植基地采集玉米各生长阶段的环境参数，同时提取玉米各生长阶段的长势特征，进而统计各生长阶段各玉米种植基地对应的生长阶段环境品质系数和生长品质系数，以此将统计的农产品品质信息在各种植农户之间进行共享，弥补了各种植农户之间没有信息沟通，从而难以提高各自农产品品质的弊端。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于大数据的农业种植农产品品质信息采集共享系统，包括区域种植基地统计模块、玉米生长阶段划分模块、生长参数数据库、生长阶段参数采集模块、阶段生长品质分析模块、口感品质统计模块和品质信息共享终端；

所述区域种植基地统计模块用于对区域内玉米种植基地的数量进行统计，并对统计的各玉米种植基地按照预设的顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n，同时获取各玉米种植基地对应的种植农户移动终端，进而将各玉米种植基地对应的种植农户移动终端发送至品质信息共享终端；

所述玉米生长阶段划分模块用于获取玉米的整个生长周期，并将获取的玉米整个生长周期划分为若干生长阶段，划分的生长阶段按照玉米的自然生长顺序进行编号，依次标记为1,2...j...m；

所述生长阶段参数采集模块用于对玉米各生长阶段的环境参数和长势特征进行采集和提取，所述生长阶段参数采集模块包括生长阶段环境参数采集单元和生长阶段长势特征提取单元；

所述生长阶段环境参数采集单元包括若干环境参数采集终端，用于对各玉米种植基地各生长阶段的环境参数进行采集，其采集的环境参数包括土壤温度、土壤湿度、大气温度、光照强度、土壤酸碱度和土壤含氧量，采集得到的各玉米种植基地各生长阶段的环境参数构成种植基地生长阶段环境参数集合D

所述生长阶段长势特征提取单元包括若干图像采集器，用于对各玉米种植基地的玉米各生长阶段的生长图像进行采集，并从采集的各玉米种植基地的玉米各生长阶段的生长图像中提取玉米长势特征，同时将提取的各生长阶段的玉米长势特征进行编号，依次标记为A,B...I...V，进而将提取的各玉米种植基地的各生长阶段的长势特征构成种植基地生长阶段长势特征集合Q

所述参数数据库用于存储玉米各生长阶段对应的标准环境参数，存储玉米各生长阶段对应的标准长势特征，存储各等级玉米口感对应的玉米口味，并存储土壤温度、土壤湿度、大气温度、光照强度、土壤酸碱度、土壤含氧量对土壤品质的影响因子；

所述阶段生长品质分析模块接收生长阶段参数采集模块发送的种植基地生长阶段环境参数集合，按照玉米生长阶段的编号顺序从接收的种植基地生长阶段环境参数集合中依次提取各生长阶段，并获取提取的该生长阶段的环境参数在不同玉米种植基地对应的数值，构成生长阶段种植基地环境参数集合F

同时，阶段生长品质分析模块还接收生长阶段参数采集模块发送的种植基地生长阶段长势特征集合，按照玉米生长阶段的编号顺序从接收的种植基地生长阶段环境参数集合中依次提取各生长阶段，并获取提取的该生长阶段的玉米长势特征在不同玉米种植基地对应的信息，构成生长阶段种植基地长势特征集合H

所述口感品质统计模块用于各玉米种植基地种植的玉米成熟之后，获取各玉米种植基地的玉米口味，并将获取的各玉米种植基地的玉米口味与生长参数数据库中各等级玉米口感对应的玉米口味进行对比，筛选得出各玉米种植基地对应的玉米口感等级，进而发送至品质信息共享终端；

所述品质信息共享终端接收阶段生长品质分析模块发送的各生长阶段各玉米种植基地对应的生长阶段环境品质系数和各生长阶段各玉米种植基地对应的生长阶段生长品质系数，接收口感品质统计模块发送的各玉米种植基地对应的玉米口感等级，并接收区域种植基地统计模块发送的各玉米种植基地对应的种植农户移动终端，进而将接收的各生长阶段各玉米种植基地对应的生长阶段环境品质系数、各生长阶段各玉米种植基地对应的生长阶段生长品质系数和各玉米种植基地对应的玉米口感等级分别发送至各玉米种植基地对应的种植农户移动终端，供种植农户之间进行信息共享。

根据本发明的一种能够实现的方式，所述各环境参数采集终端分别安装在各玉米种植基地中，其中环境参数采集终端包括土壤温度测量仪、土壤水分传感器、温度传感器、光照传感器、土壤PH测量仪和土壤含氧量仪，所述土壤温度测量仪用于检测土壤温度，所述土壤水分传感器用于检测土壤湿度，所述温度传感器用于检测大气温度，所述光照传感器用于检测光照强度，所述土壤PH测量仪用于检测土壤酸碱度，所述土壤含氧量仪用于检测土壤含氧量。

根据本发明的一种能够实现的方式，所述生长阶段长势特征提取单元从采集的各玉米种植基地玉米各生长阶段的生长图像中提取玉米长势特征的具体提取方法包括以下几个步骤：

S1:对采集的各玉米种植基地的玉米各生长阶段的生长图像进行提高清晰度和去除噪声处理，得到各玉米种植基地的玉米各生长阶段的高清生长图像；

S2：将得到的各玉米种植基地的玉米各生长阶段的高清生长图像进行图像分割，得到目标玉米图像和背景图像，并保留目标玉米图像；

S3：从保留的各玉米种植基地的玉米各生长阶段的目标玉米图像中提取玉米长势特征。

根据本发明的一种能够实现的方式，所述标准环境参数包括标准土壤温度、标准土壤湿度、标准大气温度、标准光照强度、标准土壤酸碱度和土壤含氧量。

根据本发明的一种能够实现的方式，所述各生长阶段各玉米种植基地对应的生长阶段环境品质系数的计算公式为

根据本发明的一种能够实现的方式，所述R1和R2对应的大小关系为R1>R2。

根据本发明的一种能够实现的方式，所述各生长阶段各玉米种植基地对应的生长阶段生长品质系数的计算公式为

根据本发明的一种能够实现的方式，所述品质信息共享终端还包括将采集的各玉米种植基地的玉米各生长阶段生长图像分别发送至各玉米种植基地对应的种植农户移动终端，供种植农户之间进行图像共享。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过统计区域内玉米种植基地的数量，并对统计的各玉米种植基地采集玉米各生长阶段的环境参数，同时提取玉米各生长阶段的长势特征，进而构建生长阶段种植基地环境参数集合和生长阶段种植基地长势特征集合，以此统计各生长阶段各玉米种植基地对应的生长阶段环境品质系数和生长品质系数，从而将统计的农产品品质信息在各种植农户之间进行共享，实现了各种植农户之间种植农产品品质信息的共享，弥补了各种植农户之间没有信息沟通，从而难以提高各自农产品品质的弊端，进而提高了各种植农户种植农产品的品质，满足了现在消费者对农产品品质越来越高的需求。

2.本发明在各种植农户之间共享的农产品品质信息涵盖了农产品生长阶段环境品质系数、生长品质系数和口感品质，其涵盖的该农产品各种品质信息综合反映了该农产品的品质状况，体现了其共享信息的多元化和全面化，避免了只共享其中一种品质信息造成的片面单一性的问题。

3.本发明在各种植农户之间共享的农产品品质信息还包括对各玉米种植基地的玉米各生长阶段生长图像的共享，实现了数据信息和图像信息的共同共享，其共享的图像信息更能直观地反映农产品的品质状况，方便种植农户之间进行对比，进而快速找出种植差距，为提高各自种植农产品的品质提供可靠的参考依据。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的模块示意图；

图2为本发明的生长阶段参数采集模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-2所示，一种基于大数据的农业种植农产品品质信息采集共享系统，包括区域种植基地统计模块、玉米生长阶段划分模块、生长参数数据库、生长阶段参数采集模块、阶段生长品质分析模块、口感品质统计模块和品质信息共享终端，其中生长阶段参数采集模块分别与区域种植基地统计模块和玉米生长阶段划分模块连接，生长阶段参数采集模块与阶段生长品质分析模块连接，品质信息共享终端分别与区域种植基地统计模块、生长阶段参数采集模块、阶段生长品质分析模块和口感品质统计模块连接。

区域种植基地统计模块用于对区域内玉米种植基地的数量进行统计，并对统计的各玉米种植基地按照预设的顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n，同时获取各玉米种植基地对应的种植农户移动终端，进而将各玉米种植基地对应的种植农户移动终端发送至品质信息共享终端。

玉米生长阶段划分模块用于获取玉米的整个生长周期，并将获取的玉米整个生长周期划分为若干生长阶段，划分的生长阶段按照玉米的自然生长顺序进行编号，依次标记为1,2...j...m。

生长阶段参数采集模块用于对玉米各生长阶段的环境参数和长势特征进行采集和提取，所述生长阶段参数采集模块包括生长阶段环境参数采集单元和生长阶段长势特征提取单元；

生长阶段环境参数采集单元包括若干环境参数采集终端，其分别安装在各玉米种植基地中，用于对各玉米种植基地各生长阶段的环境参数进行采集，其采集的环境参数包括土壤温度、土壤湿度、大气温度、光照强度、土壤酸碱度和土壤含氧量，所述环境参数采集终端包括土壤温度测量仪、土壤水分传感器、温度传感器、光照传感器、土壤PH测量仪和土壤含氧量仪，所述土壤温度测量仪用于检测土壤温度，所述土壤水分传感器用于检测土壤湿度，所述温度传感器用于检测大气温度，所述光照传感器用于检测光照强度，所述土壤PH测量仪用于检测土壤酸碱度，所述土壤含氧量仪用于检测土壤含氧量，采集得到的各玉米种植基地各生长阶段的环境参数构成种植基地生长阶段环境参数集合D

本实施例构建的种植基地生长阶段环境参数集合为后面构建生长阶段种植基地环境参数集合奠定了基础。

生长阶段长势特征提取单元包括若干图像采集器，用于对各玉米种植基地的玉米各生长阶段的生长图像进行采集，并从采集的各玉米种植基地的玉米各生长阶段的生长图像中提取玉米长势特征，提取的玉米长势特征包括根、茎、叶、花、果等对应的颜色、形状和大小体积特征，其具体提取方法包括以下几个步骤：

S1:对采集的各玉米种植基地的玉米各生长阶段的生长图像进行提高清晰度和去除噪声处理，得到各玉米种植基地的玉米各生长阶段的高清生长图像；

S2：将得到的各玉米种植基地的玉米各生长阶段的高清生长图像进行图像分割，得到目标玉米图像和背景图像，并保留目标玉米图像；

S3：从保留的各玉米种植基地的玉米各生长阶段的目标玉米图像中提取玉米长势特征，

同时将提取的各生长阶段的玉米长势特征进行编号，依次标记为A,B...I...V，进而将提取的各玉米种植基地的各生长阶段的长势特征构成种植基地生长阶段长势特征集合Q

本实施例构建的种植基地生长阶段长势特征集合为后面构建生长阶段种植基地长势特征集合奠定了基础。

参数数据库用于存储玉米各生长阶段对应的标准环境参数，其标准环境参数包括标准土壤温度、标准土壤湿度、标准大气温度、标准光照强度、标准土壤酸碱度和土壤含氧量存储玉米各生长阶段对应的标准长势特征，存储各等级玉米口感对应的玉米口味，并存储土壤温度、土壤湿度、大气温度、光照强度、土壤酸碱度、土壤含氧量对土壤品质的影响因子。

阶段生长品质分析模块接收生长阶段参数采集模块发送的种植基地生长阶段环境参数集合，按照玉米生长阶段的编号顺序从接收的种植基地生长阶段环境参数集合中依次提取各生长阶段，并获取提取的该生长阶段的环境参数在不同玉米种植基地对应的数值，构成生长阶段种植基地环境参数集合F

本实施例针对同一生长阶段，以种植基地生长阶段环境参数集合为基础，构建生长阶段种植基地环境参数集合，为后期统计各生长阶段各玉米种植基地对应的生长阶段环境品质系数提供方便。

本实施例统计的生长阶段环境品质系数实现了玉米生长环境品质的量化展示，其统计的某生长阶段某玉米种植基地环境品质系数越大，表明该生长阶段该玉米种植基地玉米生长的环境品质状况越好。

同时，阶段生长品质分析模块还接收生长阶段参数采集模块发送的种植基地生长阶段长势特征集合，按照玉米生长阶段的编号顺序从接收的种植基地生长阶段环境参数集合中依次提取各生长阶段，并获取提取的该生长阶段的玉米长势特征在不同玉米种植基地对应的信息，构成生长阶段种植基地长势特征集合H

本实施例针对同一生长阶段，以种植基地生长阶段长势特征集合为基础，构建生长阶段种植基地长势特征集合，为后期统计各生长阶段各玉米种植基地对应的生长阶段生长品质系数提供方便。

本实施例统计的生长阶段生长品质系数实现了玉米生长自身品质的量化展示，其统计的某生长阶段某玉米种植基地生长品质系数越大，表明该生长阶段该玉米种植基地玉米自身品质状况越好。

口感品质统计模块用于各玉米种植基地种植的玉米成熟之后，获取各玉米种植基地的玉米口味，并将获取的各玉米种植基地的玉米口味与生长参数数据库中各等级玉米口感对应的玉米口味进行对比，筛选得出各玉米种植基地对应的玉米口感等级，进而发送至品质信息共享终端。

本实施例在各种植农户之间共享的农产品品质信息涵盖了农产品生长阶段环境品质系数、生长品质系数和口感品质，其涵盖的该农产品各种品质信息综合反映了该农产品的品质状况，体现了其共享信息的多元化和全面化，避免了只共享其中一种品质信息造成的片面单一性的问题。

品质信息共享终端接收阶段生长品质分析模块发送的各生长阶段各玉米种植基地对应的生长阶段环境品质系数和各生长阶段各玉米种植基地对应的生长阶段生长品质系数，接收口感品质统计模块发送的各玉米种植基地对应的玉米口感等级，接收生长阶段参数采集模块发送的采集的各玉米种植基地的玉米各生长阶段生长图像，并接收区域种植基地统计模块发送的各玉米种植基地对应的种植农户移动终端，进而将接收的各生长阶段各玉米种植基地对应的生长阶段环境品质系数、各生长阶段各玉米种植基地对应的生长阶段生长品质系数、各玉米种植基地对应的玉米口感等级和各玉米种植基地的玉米各生长阶段生长图像分别发送至各玉米种植基地对应的种植农户移动终端，供种植农户之间进行信息共享。

本实施例在各种植农户之间共享的农产品品质以同一生长阶段为分享基本，便于种植农户将同一生长阶段的环境品质信息和生长品质信息进行对比，进而直观了解各种植农户之间在同一生长阶段种植玉米的差距，同时其共享的图像信息，更能直观地反映农产品的品质状况，方便种植农户之间进行快速对比，系统通过实现数据信息和图像信息的共同共享，为提高各自种植农产品的品质提供可靠的参考依据，满足了现在消费者对农产品品质越来越高的需求。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。