專利名稱：基于公網的全國土壤墑情監測評估系統及評估方法
技術領域：
本發明涉及一種基于公網傳輸模式，采用B/S系統架構以Π交互界面的Web方式呈現給用戶，使得用戶能在任何有互聯網的地方都能進行監測數據的分析與評估的裝置及其方法，具體地說是一種基于公網的全國土壤墑情監測評估系統及評估方法。
背景技術：
基于公網進行信息傳輸、信息交互的模式在當今互聯網時代已為廣大受眾所津津樂道的話題。例如，在電子檢測領域的諸多專業用戶群中均以傳感器采樣、局域網傳遞、互聯網共享為獲取信息的慣用手段，應用上述技術手段鋪設其技術路徑的案例在中國專利公告文獻中也屢見不鮮。例如，公告號CN202026467U披露了一種通過程序控制，可以定時或不定時地將傳感器信號通過GSM網絡發送到指定手機，傳感器可以是多層土壤溫度傳感器、空氣溫度傳感器，土壤水分傳感器或空氣濕度傳感器等的基于全球移動通信系統土壤多層溫度檢測儀。公告號CN202048933U披露了一種采用無線傳感器節點實現密集、靈活的多個溫度環境實時監測，檢測類型植物生長環境的各個關鍵因子，并實現了動態管理和無線傳輸的基于無線傳感器網絡的溫室檢測系統。公告號CN201994968U披露了設置包括第二無線網絡通信模塊在內的溫室草莓生長環境監控的檢測中心和包括第一無線網絡通信模塊在內的傳感器結點，并通過無線網絡將這兩個無線網絡通信模塊相連接的基于無線傳感器網絡的溫室草莓園檢測裝置。以上內容從不同的側面反映了利用傳感器、互聯網技術實現了對植物生長環境檢測的目的。然而，從降低運行成本到提高被使用網絡的效率的角度看，尤其是從基于公網傳輸模式的系統結構分析，由于現有技術中缺失完善的B/S結構，若實現以土壤含水量、溫濕度、地下水位、降雨量、風速、太陽輻照強度等諸多參數而建立的土壤墑情數學模型，其在Π交互平臺的使用界面上空幀率較高；國家國土資源領導機構、國家環境保護領導機構所指導的全國性土壤墑情監測的方針政策及公網用戶的意見反饋也無法拾漏無遺地體現在公網傳輸模式的界面上。通過積累大量的墑情監測數據，最終建立一套完整的專家評估預警系統

發明內容
本發明所要解決的問題是提供一種基于公網的全國土壤墑情監測評估系統及評估方法。其目的在于通過具體的系統裝置采集、積累大量的墑情監測數據，最終建立一套完整的專家評估、預警、決策系統。為此，本發明解決所述問題的技術方案是:一種基于公網的全國土壤墑情監測評估系統，具有總線數據服務器、路由器、防火墻、internet網、終端用戶、GPRS基站、GPRS收發模塊、Zigbee局域網，在所述的Zigbee局域網與至少三個或三個以上的土壤墑情檢測單元相連接，所述的土壤墑情檢測單元的末端連接至少一個或一個以上的帶有電源的實時采樣傳感器，所述的Zigbee局域網的另一端與所述GPRS收發模塊相連接，所述GPRS收發模塊的另一端與所述GPRS基站交互連接,所述GPRS基站同時與所述internet網交互連接，同時，所述internet網分別與所述的終端用戶、防火墻交互連接，所述的防火墻的另一端與所述路由器相連接，所述路由器同時與所述的總線數據服務器相連接。優選的，所述的總線數據服務器至少由數據總線和與其相連接的web服務器、數據服務器構成。優選的，所述實時采樣傳感器的電源可以分別是市電電源或太陽能電源或風能發電電源?；谝陨掀脚_裝置，本發明提供了一種利用所述平臺裝置進行全國土壤墑情監測、評估的方法。所述方法包括了采集墑情、傳遞信息的步驟和評估步驟，其中，所述采集墑情步驟包括設定光照度傳感器、降雨量傳感器、含水量傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、風速傳感器、備選傳感器的各自采集位置，由所設定的電源向所述的實時采樣傳感器提供電力，由GPRS收發模塊通過internet網、GPRS基站接收在終端用戶的指令，并將此指令通過Zigbee局域網向所述土壤墑情檢測單元發出采集命令，與土壤墑情檢測單元相采樣傳感器執行此命令，將實時采集的土壤墑情信息逆向反饋至終端用戶；所述評估步驟包括調取來自總線數據服務器儲存的墑情分析信息、將終端用戶獲得的實施采樣信息進行比較分析的步驟，其中，當終端用戶界面上出現比較分析差異時，用戶終端將再次發出實施采樣命令，然后將刷新的采樣信息再次與web服務器或數據服務器或這兩個服務器儲存的墑情分析信息進行比較，若分析結果不滿足當前土壤墑情標準則由用戶終端向決策機關發出土壤墑情評估報告。優選的，相對用戶終端，所述采集墑情、傳遞信息的步驟和評估步驟，其步驟結果可以同時在用戶終端界面上比較。相比現有技術，本發明產生的積極效果是:從方便用戶的使用的角度出發，所述系統可以以一個或一個以上的分立方式建立在具有internet網、GPRS基站技術背景的前提下，且為全國各地獨立設置的土壤墑情檢測的Zigbee局域網其節點信息來源不受檢測地域的限制；系統采用B/S結構的形式，以基于公網傳輸的模式通過土壤墑情檢測單元將其采集的全國土壤含水量、溫濕度、地下水位、降雨量、風速、太陽輻照強度等多參數在總線數據服務器、用戶終端界面建立土壤墑情數學模型，以此模型為墑情監測數據提供比較平臺并在此平臺上實現以用戶終端交互界面作為專家評估、預警、處置的基礎。


圖1是構成本發明涉及的土壤墑情檢測評估系統網絡結構示意圖；圖2是關于圖1中的土壤墑情檢測單元的結構示意圖；圖3是本發明的土壤墑情監測、評估的方法流程示意圖。圖中:1-數據服務器，101-數據總線，102-web服務器，103-數據服務器2-GPRS收發模塊，3-防火墻，4-用戶終端，5-互聯網，6-路由器，7-Zigbee局域網，8-土壤墑情檢測單元，9-GPRS基站，10-實時采樣傳感器，11-電源。
具體實施方式
作為實施例，圖1是構成本發明涉及的土壤墑情檢測評估系統網絡結構示意圖。由該圖可以看出本發明是一種既包括互聯網5又包括Zigbee局域網7在內的實時監測、評估系統。本系統同時包含了具體化的硬件裝置，而根據本發明目的、內容涉及的技術領域，該裝置又由具體的設備GPRS收發模塊2、土壤墑情檢測單元8、總線數據服務器1、路由器6、防火墻3、終端用戶4等裝置并結合以上的網絡連接關系構成了完整的土壤墑情檢測評估系統。具體地說，本系統是一種基于公網的全國土壤墑情監測評估系統，具有總線數據服務器1、路由器6、防火墻3、internet網5、終端用戶4、GPRS基站9、GPRS收發模塊2、Zigbee局域網7，在所述的Zigbee局域網7與至少三個或三個以上的土壤墑情檢測單元8相連接，所述的土壤墑情檢測單元8的末端連接至少一個或一個以上的帶有電源11的實時采樣傳感器10，所述的Zigbee局域網7的另一端與所述GPRS收發模塊2相連接，所述GPRS收發模塊2的另一端與所述GPRS基站9交互連接，所述GPRS基站9同時與所述internet網交互連接，同時，所述internet網5分別與所述的終端用戶4、防火墻3交互連接，所述的防火墻3的同時與所述路由器6相連接，所述路由器6的另一端與所述的總線數據服務器相連接。作為實施例的內容之一，圖1中的總線數據服務器I的基本結構包括了數據總線101和與其相連接的web服務器102、數據服務器103。同樣作為實施例，附圖2進一步解釋了土壤墑情檢測單元8的結構特點。本發明圖2中的GPRS收發模塊2可以是一種嵌入式單片將單片機MUC與Zigbee模塊固化在一起的模塊。通過Zigbee局域網7當任何一個土壤墑情檢測單元8通過實時采樣傳感器10采集到檢測信息后，通過Zigbee局域網7在GPRS收發模塊2的調度下均可經GPRS基站9、internet網5將采集數據傳送到終端用戶4。相對實地采樣的傳感器，電源是不可缺失的。在本系統中電源11及電力供應設備分別采用了太陽能光伏板技術和風能發電技術，其效果極好又穩定。一般來講，在作業面積較大的田野單獨設置市電動力線比較鋪張，維修成本也比較高。而本發明涉及的所有傳感器電器功耗為毫安級，在任何一個檢測點的區域設置上述的節能設備足以擔綱設備的用電需要。圖3是本發明的土壤墑情監測、評估的方法流程示意圖，它揭示了利用本系統對土壤墑情進行監測、評估的步驟。具體地說，所述方法包括了采集墑情、傳遞信息的步驟和評估步驟，其中，所述采集墑情步驟包括設定光照度傳感器、降雨量傳感器、含水量傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、風速傳感器、備選傳感器的各自采集位置，由所設定的電源向所述的實時采樣傳感器提供電力，由GPRS收發模塊通過internet網、GPRS基站接收在終端用戶的指令，并將此指令通過Zigbee局域網向所述土壤墑情檢測單元發出采集命令，與土壤墑情檢測單元相采樣傳感器執行此命令，將實時采集的土壤墑情信息逆向反饋至終端用戶；所述評估步驟包括調取來自總線數據服務器儲存的墑情分析信息、將終端用戶獲得的實施采樣信息進行比較分析的步驟，其中，當終端用戶界面上出現比較分析差異時，用戶終端將再次發出實施采樣命令，然后將刷新的采樣信息再次與web服務器或數據服務器或這兩個服務器儲存的墑情分析信息進行比較，若分析結果不滿足當前土壤墑情標準則由用戶終端向決策機關發出土壤墑情評估報告。由于本系統采用了B/S系統架構，因而相對用戶終端，所述采集墑情、傳遞信息的步驟和評估步驟，其Π是以直觀、簡介、方便的Web方式呈現給用戶，使得用戶能在任何有互聯網的地方都能進行監測數據的分析與評估，步驟結果可以同時在用戶終端界面上比較。綜上所述，本發明涉及的檢測土壤墑情的檢測、評估方法是在利用多種高精度的智能化傳感器和領先的嵌入式單片機技術構成的監測單元的基礎上，以系統能夠獨立自動地采集各種監測數據并進行預處理為技術路徑，并沿此路徑通過局域網、公網將結果數據發送到指定的數據服務器和用戶終端上，以供專家分析使用。而由以上諸檢測單元構成的檢測裝置能實時采集一種或多種土壤參數，具有較強的擴展性和可靠性。尤其是在與總線數據服務器、路由器、防火墻結合的情況下其系統建立的全國土壤墑情檢測、評估的模型為終端用戶提供了一種可制式化的標準。
權利要求
1.一種基于公網的全國土壤墑情監測評估系統，其特征在于，所述系統具有總線數據服務器、路由器、防火墻、internet網、終端用戶、GPRS基站、GPRS收發模塊、Zigbee局域網，在所述的Zigbee局域網與至少三個或三個以上的土壤墑情檢測單元相連接，所述的土壤墑情檢測單元的末端連接至少一個或一個以上的帶有電源的實時采樣傳感器，所述的Zigbee局域網的另一端與所述GPRS收發模塊相連接，所述GPRS收發模塊的另一端與所述GPRS基站交互連接,所述GPRS基站同時與所述internet網交互連接，同時,所述internet網分別與所述的終端用戶、防火墻交互連接，所述的防火墻的另一端與所述路由器相連接，所述路由器同時與所述的總線數據服務器相連接。
2.根據權利要求1所述的基于公網的全國土壤墑情監測評估系統，其特征在于，所述的總線數據服務器至少由數據總線和與其相連接的web服務器、數據服務器構成。
3.根據權利要求1所述的基于公網的全國土壤墑情監測評估系統，其特征在于，所述實時采樣傳感器的電源可以分別是市電電源或太陽能電源或風能發電電源。
4.一種基于公網的全國土壤墑情監測評估系統的評估的方法，其特征在于，所述方法包括了采集墑情、傳遞信息的步驟和評估步驟，其中，所述采集墑情步驟包括設定光照度傳感器、降雨量傳感器、含水量傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、風速傳感器、備選傳感器的各自采集位置，由所設定的電源向所述的實時采樣傳感器提供電力，由GPRS收發模塊通過internet網、GPRS基站接收在終端用戶的指令,并將此指令通過Zigbee局域網向所述土壤墑情檢測單元發出采集命令，與土壤墑情檢測單元相采樣傳感器執行此命令，將實時采集的土壤墑情信息逆向反饋至終端用戶； 所述評估步驟包括調取來自總線數據服務器儲存的墑情分析信息、將終端用戶獲得的實施采樣信息進行比較分析的步驟，其中，當終端用戶界面上出現比較分析差異時，用戶終端將再次發出實施采樣命令，然后將刷新的采樣信息再次與web服務器或數據服務器或這兩個服務器儲存的墑情分析信息進行比較，若分析結果不滿足當前土壤墑情標準則由用戶終端向決策機關發出土壤墑情評估報告。
5.根據權利要求4所述的基于公網的全國土壤墑情監測評估系統的評估的方法，其特征在于，相對用戶終端，所述采集墑情、傳遞信息的步驟和評估步驟，其步驟結果可以同時在用戶終端界面上比較。
全文摘要
本發明涉及一種基于公網的全國土壤墑情監測評估系統，所述系統可以以一個或一個以上的分立方式建立在具有internet網、GPRS基站技術背景的前提下，且為全國各地獨立設置的土壤墑情檢測的Zigbee局域網其節點信息來源不受檢測地域的限制；系統采用B/S結構的形式，以基于公網傳輸的模式通過土壤墑情檢測單元將其采集的全國土壤含水量、溫濕度、地下水位、降雨量、風速、太陽輻照強度等多參數在總線數據服務器、用戶終端界面建立土壤墑情數學模型，以此模型為墑情監測數據提供比較平臺并在此平臺上實現以用戶終端交互界面作為專家評估、預警、處置的基礎。
文檔編號G01N33/24GK103207264SQ20121000913
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月13日 優先權日2012年1月13日
發明者李文才, 楊永紅, 陳松, 任立 申請人:李文才, 楊永紅, 陳松, 任立