本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種基于nb-iot的農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

農(nóng)業(yè)在中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，農(nóng)情監(jiān)控是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高效可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)性工作。近年來(lái)隨著電子與通信技術(shù)的發(fā)展，以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)，正在不斷地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的步伐。

現(xiàn)有的農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)為保證實(shí)施效果，不管是有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信還是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，傳感器設(shè)備均無(wú)法使用電池續(xù)航工作，因而在系統(tǒng)建設(shè)期需要進(jìn)行有線(xiàn)供電網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)，或者配備太陽(yáng)能發(fā)電裝置，建設(shè)周期長(zhǎng)，投入成本高。規(guī)模越大，傳感器采集點(diǎn)越密集，則建設(shè)的綜合成本越高?；谀壳斑@些技術(shù)方案的系統(tǒng)無(wú)論使用有線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)，還是zigbee、433mhz短距離無(wú)線(xiàn)、wifi等無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)組網(wǎng)通信，要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，還需要在農(nóng)業(yè)設(shè)施上建設(shè)光纖、機(jī)房、交換機(jī)、無(wú)線(xiàn)熱點(diǎn)等通信基礎(chǔ)設(shè)施，前期投入成本大，后期維護(hù)成本高。如果使用gprs、3g、4g等運(yùn)營(yíng)商蜂窩網(wǎng)絡(luò)，由于這些網(wǎng)絡(luò)是基于手機(jī)寬帶應(yīng)用設(shè)計(jì)，對(duì)于農(nóng)情監(jiān)測(cè)的傳感設(shè)備窄帶數(shù)據(jù)通信特點(diǎn)而言，不僅支持的節(jié)點(diǎn)數(shù)量受限制，而且通信信令繁瑣，網(wǎng)絡(luò)通信效率低，運(yùn)行功耗大。另外，針對(duì)農(nóng)情監(jiān)測(cè)在土壤、水下、林區(qū)等采集應(yīng)用環(huán)境下，寬帶蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力弱，空間應(yīng)用范圍受限制。

另外，在系統(tǒng)服務(wù)模式上，現(xiàn)有的農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)僅僅停留在采集數(shù)據(jù)加人工查看分析（遠(yuǎn)程專(zhuān)家）的模式上，沒(méi)有充分利用目前逐步成熟的云計(jì)算技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)，整體的分析計(jì)算水平較低。軟件服務(wù)方式也是以傳統(tǒng)的pc端客戶(hù)軟件或web方式為主，由于農(nóng)業(yè)應(yīng)用環(huán)境的特點(diǎn)，普通農(nóng)戶(hù)和農(nóng)業(yè)場(chǎng)所均不配備電腦和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，所以服務(wù)的到達(dá)率和效率均較低，在目前智能手機(jī)基本普及的情況下，急需升級(jí)到移動(dòng)服務(wù)方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)和應(yīng)用問(wèn)題，提供一種基于nb-iot的農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：包括感知控制層、傳輸層、服務(wù)層以及應(yīng)用層。所述感知控制層包括現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器，所述現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器包括數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊、設(shè)備控制模塊、通信模塊、電池供電模塊、定位模塊；所述通信模塊包括連接nb-iot網(wǎng)絡(luò)的nb-iot單元；所述數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)農(nóng)情數(shù)據(jù)并通過(guò)所述nb-iot單元發(fā)送至所述服務(wù)層；所述定位模塊檢測(cè)位置數(shù)據(jù)并通過(guò)所述nb-iot單元發(fā)送至所述服務(wù)層；所述設(shè)備控制模塊通過(guò)所述nb-iot單元接收來(lái)自所述服務(wù)層的設(shè)備控制指令并輸出控制信號(hào)。所述傳輸層包括連接所述感知控制層和所述服務(wù)層的所述nb-iot網(wǎng)絡(luò)。所述服務(wù)層包括業(yè)務(wù)服務(wù)模塊、通訊服務(wù)模塊、連接數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)服務(wù)模塊，所述通訊服務(wù)模塊與所述數(shù)據(jù)服務(wù)模塊通過(guò)esb總線(xiàn)通信，所述業(yè)務(wù)服務(wù)模塊與所述數(shù)據(jù)服務(wù)模塊通過(guò)esb總線(xiàn)通信，所述數(shù)據(jù)服務(wù)模塊與所述通信模塊通過(guò)esb總線(xiàn)通信；所述通訊服務(wù)模塊接收來(lái)自所述感知控制層的所述農(nóng)情數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)，并通過(guò)所述數(shù)據(jù)服務(wù)模塊存儲(chǔ)至所述數(shù)據(jù)庫(kù)中；所述業(yè)務(wù)服務(wù)模塊包括終端控制單元，所述終端控制單元接收來(lái)自所述應(yīng)用層的設(shè)備控制請(qǐng)求，并通過(guò)所述通訊服務(wù)模塊發(fā)送設(shè)備控制指令至所述感知控制層。所述應(yīng)用層包括用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端、web應(yīng)用服務(wù)模塊，所述用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端通過(guò)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)與所述web應(yīng)用服務(wù)模塊相連；所述web應(yīng)用服務(wù)模塊與所述業(yè)務(wù)服務(wù)模塊通過(guò)esb總線(xiàn)通信。

作為優(yōu)選，所述業(yè)務(wù)服務(wù)模塊包括部署在服務(wù)器集群中的數(shù)據(jù)檢測(cè)單元、趨勢(shì)分析單元和農(nóng)情告警單元；所述數(shù)據(jù)檢測(cè)單元按照向訂閱檢測(cè)服務(wù)的用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端推送農(nóng)情檢測(cè)數(shù)據(jù)，所述農(nóng)情檢測(cè)數(shù)據(jù)包括農(nóng)情區(qū)域數(shù)據(jù)和農(nóng)情分類(lèi)數(shù)據(jù)。所述趨勢(shì)分析單元根據(jù)來(lái)自所述用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端的趨勢(shì)分析請(qǐng)求向所述用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端提供分析圖表、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果、數(shù)據(jù)分析結(jié)果，所述趨勢(shì)分析圖包括實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖查看、農(nóng)情分布圖、歷史同期對(duì)比趨勢(shì)圖、自定義圖表。所述農(nóng)情告警單元在農(nóng)情數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)值時(shí)向訂閱告警服務(wù)的用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端發(fā)送告警信息。

作為優(yōu)選，所述服務(wù)層包括輔助業(yè)務(wù)模塊，所述輔助業(yè)務(wù)模塊包括部署在服務(wù)器集群中的登陸認(rèn)證單元、權(quán)限驗(yàn)證單元、數(shù)據(jù)驗(yàn)證單元、事務(wù)處理單元、異常處理單元、緩存管理單元、日志記錄單元；所述輔助業(yè)務(wù)模塊與所述數(shù)據(jù)服務(wù)模塊通過(guò)esb總線(xiàn)通信，所述輔助業(yè)務(wù)模塊與所述web應(yīng)用服務(wù)模塊通過(guò)esb總線(xiàn)通信。

作為優(yōu)選，所述終端控制單元在農(nóng)情數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)值時(shí)生成相應(yīng)的設(shè)備控制指令，并通過(guò)所述通訊服務(wù)模塊將所述通訊服務(wù)模塊發(fā)送至所述感知控制層。

作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)庫(kù)包括指令隊(duì)列；所述終端控制單元根據(jù)所述設(shè)備控制請(qǐng)求在所述指令隊(duì)列中添加相應(yīng)的設(shè)備控制指令；通過(guò)所述通訊服務(wù)模塊發(fā)送所述指令隊(duì)列中的設(shè)備控制指令至所述感知控制層。

作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)庫(kù)包括指令失敗隊(duì)列；所述通訊服務(wù)單元對(duì)發(fā)送不成功的設(shè)備控制指令進(jìn)行重發(fā)，所述通訊服務(wù)單元將重發(fā)次數(shù)超過(guò)最大重發(fā)次數(shù)的設(shè)備控制指令存儲(chǔ)至所述指令失敗隊(duì)列中，并通知對(duì)應(yīng)的所述用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端。

作為優(yōu)選，所述現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器包括圖像監(jiān)測(cè)模塊，所述通信模塊包括3g/4g單元；所述傳輸層包括圖像專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)；所述圖像監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)圖像數(shù)據(jù)并通過(guò)所述3g/4g單元經(jīng)所述圖像專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至所述服務(wù)層。

作為優(yōu)選，所述傳感模塊包括氣候類(lèi)傳感單元、空氣類(lèi)傳感單元、土壤類(lèi)傳感單元、水質(zhì)類(lèi)傳感單元中的一種或者多種。

作為優(yōu)選，所述設(shè)備控制模塊包括繼電器控制單元、電磁閥控制單元、模擬量輸出控制單元、rs485總線(xiàn)通信控制單元、can總線(xiàn)通信控制單元中的一種或者多種。

作為優(yōu)選，所述定位模塊包括gps定位單元和北斗定位單元，所述gps定位單元和所述北斗定位單元集成在一個(gè)組件中。

本發(fā)明基于nb-iot（窄帶物聯(lián)網(wǎng)，narrowbandinternetofthings）構(gòu)建的農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，擁有的低功耗、廣覆蓋、低成本、大容量等優(yōu)勢(shì)能夠解決現(xiàn)有農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)的難點(diǎn)與不足，為未來(lái)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供很好的技術(shù)支撐，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)的訪(fǎng)問(wèn)互動(dòng)方式示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的農(nóng)情數(shù)據(jù)采集示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例的終端控制示意圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例的輔助業(yè)務(wù)示意圖。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋?zhuān)洳⒉皇菍?duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說(shuō)明書(shū)后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒(méi)有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專(zhuān)利法的保護(hù)。

實(shí)施例一

如圖1所示，一種基于nb-iot的農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)，采用分層架構(gòu)設(shè)計(jì)、分布式部署設(shè)計(jì)以及云計(jì)算設(shè)計(jì)，包括感知控制層、傳輸層、服務(wù)層以及應(yīng)用層。

感知控制層包括作為系統(tǒng)終端節(jié)點(diǎn)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器，主要包括防水殼體以及設(shè)置在防水殼體內(nèi)的設(shè)備控制模塊、通信模塊、電池供電模塊、定位模塊、圖像監(jiān)測(cè)模塊?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器還包括數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊，數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊根據(jù)功能和應(yīng)用方式的不同，可以?xún)?nèi)置在殼體中也可以外置，通過(guò)防水連接器連接至殼體內(nèi)。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊根據(jù)需要可以是氣候類(lèi)傳感單元、空氣類(lèi)傳感單元、土壤類(lèi)傳感單元、水質(zhì)類(lèi)傳感單元中的一種或者多種。氣候監(jiān)測(cè)傳感器組件可以是風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、大氣壓力傳感器、降雨強(qiáng)度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器的任一種傳感器或任幾種傳感器的集成?？諝獗O(jiān)測(cè)傳感器組件可以是二氧化碳（co2）濃度、氨氣（nh3）濃度傳感器、硫化氫（h2s）濃度傳感器、氧氣（o2）濃度傳感器的任一種傳感器或任幾種傳感器的集成。土壤監(jiān)測(cè)傳感器組件可以是土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、土壤ph值傳感器的任一種傳感器或任幾種傳感器的集成。水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器組件是能監(jiān)測(cè)氨氮、亞硝酸鹽氮、ph、溶解氧、余氯、硫化物、磷酸鹽、銅、鐵、總堿度、總硬度、六價(jià)鉻、氯離子、濁度、硫酸根離子等參數(shù)中的任幾種參數(shù)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)一體化傳感器。圖像檢測(cè)模塊用于檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器的環(huán)境圖像并傳輸至服務(wù)層。設(shè)備控制模塊包括用于繼電器控制單元、電磁閥控制單元、模擬量輸出控制單元、rs485總線(xiàn)通信控制單元、can總線(xiàn)通信控制單元。設(shè)備控制模塊通過(guò)nb-iot單元接收來(lái)自服務(wù)層的設(shè)備控制指令并輸出控制信號(hào)。輸出控制信號(hào)的類(lèi)型可以是模擬電壓輸出控制、ttl電平輸出控制、繼電器輸出控制、rs485總線(xiàn)通信接口輸出控制、can總線(xiàn)通信輸出接口控制，根據(jù)不同的輸出控制要求，可以相應(yīng)集成一種或者多種輸出方式。輸出控制的設(shè)備包括各種電機(jī)、電磁閥、rs485總線(xiàn)交互控制設(shè)備。通信模塊包括nb-iot通信單元和3g/4g通信單元，nb-iot通信單元是基于3gpp標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議的模組，優(yōu)選的是選用中國(guó)華為公司的芯片和模組。定位模塊包括gps定位單元和北斗定位單元，gps定位單元和北斗定位單元集成在一個(gè)組件中，可以節(jié)省空間的同時(shí)兼容復(fù)雜環(huán)境應(yīng)用?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器采用電池供電，其電池供電模塊可以使用堿性電池或者鋰電池。根據(jù)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊使用的不同續(xù)航能力要求，電池供電模塊可以采用單個(gè)電池供電也可以采用串聯(lián)或者并聯(lián)的多個(gè)電池供電。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)農(nóng)情數(shù)據(jù)并通過(guò)nb-iot單元發(fā)送至服務(wù)層；定位模塊檢測(cè)位置數(shù)據(jù)并通過(guò)nb-iot單元發(fā)送至服務(wù)層；設(shè)備控制模塊通過(guò)nb-iot單元接收來(lái)自服務(wù)層的設(shè)備控制指令并輸出控制信號(hào)；通過(guò)nb-iot現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)或nb-iot監(jiān)控設(shè)備，不僅能實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)場(chǎng)的各種農(nóng)情轉(zhuǎn)換為農(nóng)情數(shù)據(jù)，還能接受對(duì)其下達(dá)的控制指令，透過(guò)伺服系統(tǒng)控制外部設(shè)備（如控制通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行）。

傳輸層包括連接感知控制層和服務(wù)層的nb-iot網(wǎng)絡(luò)和3g/4g圖像專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。nb-iot網(wǎng)絡(luò)用于在感知控制層和服務(wù)層之間傳輸農(nóng)情數(shù)據(jù)和設(shè)備控制命令，3g/4g圖像專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)用于在感知控制層和服務(wù)層之間傳輸圖像數(shù)據(jù)。nb-iot網(wǎng)絡(luò)指基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)（narrowbandinternetofthings）nb-iot網(wǎng)絡(luò)支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)（lpwa）。nb-iot支持待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的高效連接。

服務(wù)層包括業(yè)務(wù)服務(wù)模塊、輔助業(yè)務(wù)模塊、通訊服務(wù)模塊以及連接數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)服務(wù)模塊。業(yè)務(wù)服務(wù)模塊包括作為軟件系統(tǒng)的核心，是完成對(duì)農(nóng)情數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及各種業(yè)務(wù)分析、計(jì)算處理的重要平臺(tái)，為了確保該平臺(tái)的存儲(chǔ)及運(yùn)算能力，本實(shí)施例的農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)采用由服務(wù)器集群構(gòu)建的云計(jì)算平臺(tái)（如圖2所示），并且分布式部署各種子服務(wù)，從而滿(mǎn)足存儲(chǔ)、運(yùn)算及并發(fā)處理的高需求。業(yè)務(wù)服務(wù)模塊包括部署在服務(wù)器集群中的數(shù)據(jù)檢測(cè)單元、趨勢(shì)分析單元和農(nóng)情告警單元。輔助業(yè)務(wù)模塊包括部署在服務(wù)器集群中的登陸認(rèn)證單元、權(quán)限驗(yàn)證單元、數(shù)據(jù)驗(yàn)證單元、事務(wù)處理單元、異常處理單元、緩存管理單元、日志記錄單元。

對(duì)于業(yè)務(wù)服務(wù)模塊的各子服務(wù)的功能描述如下：

1.數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)單元

數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)單元主要是在得到數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)服務(wù)推送的最新農(nóng)情數(shù)據(jù)后，將其通過(guò)軟件界面實(shí)時(shí)呈現(xiàn)出來(lái)。該功能在設(shè)計(jì)上采用訂閱者模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)推送，其優(yōu)點(diǎn)是客戶(hù)端訂閱過(guò)的農(nóng)情數(shù)據(jù)有更新時(shí)，才會(huì)自動(dòng)推送，從而避免傳統(tǒng)方式的不停輪詢(xún)查找，導(dǎo)致的處理和通信資源浪費(fèi)。。

1）分區(qū)域?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

通過(guò)選擇不同區(qū)域，來(lái)實(shí)時(shí)查看指定區(qū)域的各種農(nóng)情最新數(shù)據(jù)。

2）農(nóng)情分類(lèi)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

通過(guò)選擇不同的分類(lèi)（如：溫濕度、光照度），來(lái)實(shí)時(shí)查看用戶(hù)指定的農(nóng)情最新數(shù)據(jù)。

2.趨勢(shì)分析單元

趨勢(shì)分析模塊主要有兩個(gè)子功能組成，一個(gè)是趨勢(shì)查看，一個(gè)是農(nóng)情數(shù)據(jù)分析。趨勢(shì)查看是通過(guò)豐富的gui圖表呈現(xiàn)技術(shù)，以不同的形式呈現(xiàn)指定的一種或多種農(nóng)情數(shù)據(jù)，從而方便用戶(hù)觀察農(nóng)情數(shù)據(jù)的趨勢(shì)情況；農(nóng)情數(shù)據(jù)分析功能是指對(duì)指定時(shí)間段或指定范圍內(nèi)的農(nóng)情數(shù)據(jù)，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的分析算法模塊，進(jìn)行分析計(jì)算，得出某些分析結(jié)果，以便提供給系統(tǒng)通過(guò)人工智能的模式進(jìn)行智能化處理或提供給用戶(hù)進(jìn)行決策參考。

該功能在設(shè)計(jì)上，對(duì)于趨勢(shì)查看功能采用多種圖表技術(shù)，如曲線(xiàn)圖、柱狀圖、以及結(jié)合gis在地圖上立體直觀呈現(xiàn)各種農(nóng)情數(shù)據(jù)，從而避免了傳統(tǒng)的單一表格呈現(xiàn)方式帶來(lái)的枯燥、不直觀、局限性等不良體驗(yàn)；對(duì)于農(nóng)情數(shù)據(jù)分析功能，為充分考慮算法模塊的可擴(kuò)展性，將其設(shè)計(jì)成插件形式進(jìn)行管理，使其可以根據(jù)實(shí)際需求開(kāi)發(fā)各種各樣的算法插件，通過(guò)統(tǒng)一的管理調(diào)用接口，使其能夠?qū)崿F(xiàn)不同目的的計(jì)算分析功能，從而避免了傳統(tǒng)的增加一個(gè)算法就要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模的改動(dòng)調(diào)整等問(wèn)題。

1）實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖

采用訂閱者模式和緩存技術(shù)，通過(guò)曲線(xiàn)圖形式，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)指定的一種或多種農(nóng)情數(shù)據(jù)，并且可以拖動(dòng)和縮放圖形，以達(dá)到觀察某一部分、某一時(shí)間段的農(nóng)情數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)規(guī)律，從而為用戶(hù)提供決策參考依據(jù)。

2）農(nóng)情分布圖

通過(guò)選擇指定區(qū)域及指定的農(nóng)情數(shù)據(jù)分類(lèi)，讀取并緩存相應(yīng)的農(nóng)情數(shù)據(jù)，以及調(diào)取nb-iot現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器所處位置的gis數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)在地圖上呈現(xiàn)農(nóng)情數(shù)據(jù)的區(qū)域性分布情況和變化規(guī)律，為用戶(hù)提供決策參考依據(jù)。

3）歷史同期對(duì)比趨勢(shì)圖

使用緩存技術(shù)，通過(guò)選擇指定時(shí)間段的一種或多種農(nóng)情數(shù)據(jù)，并將其歷史同期的數(shù)據(jù)一并讀取，同時(shí)以曲線(xiàn)圖形式，繪制當(dāng)前及歷史同期的多條農(nóng)情數(shù)據(jù)曲線(xiàn)，使用戶(hù)可以方便的進(jìn)行農(nóng)情數(shù)據(jù)的趨勢(shì)對(duì)比，同時(shí)也支持趨勢(shì)圖的拖動(dòng)和縮放。

4）歷史農(nóng)情數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

通過(guò)指定條件組合，對(duì)歷史的各種農(nóng)情數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，并以柱狀圖方式將各種統(tǒng)計(jì)后的農(nóng)情數(shù)據(jù)進(jìn)行呈現(xiàn)。

5）自定義圖表

在系統(tǒng)允許的條件內(nèi)，用戶(hù)通過(guò)自行選擇指定的農(nóng)情數(shù)據(jù)，以及自行選擇不同類(lèi)型的圖表，從而實(shí)現(xiàn)自定義的圖表方式來(lái)觀察選定的農(nóng)情數(shù)據(jù)。

6）數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析功能為綜合功能，通過(guò)選擇系統(tǒng)已有的算法插件及指定的農(nóng)情數(shù)據(jù)，即可自動(dòng)計(jì)算分析出相應(yīng)的分析報(bào)告，并支持打印。如：通過(guò)害蟲(chóng)圖像識(shí)別算法插件，和指定的歷史連續(xù)的若干幅高清圖片，會(huì)自動(dòng)計(jì)算分析出病蟲(chóng)害災(zāi)情等級(jí)。

3.農(nóng)情告警單元

農(nóng)情告警模塊主要是通過(guò)農(nóng)情告警服務(wù)對(duì)農(nóng)情數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)農(nóng)情數(shù)據(jù)超限（超出預(yù)設(shè)值）或是配合數(shù)據(jù)分析功能計(jì)算分析出異常情況時(shí)，通過(guò)用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端以及通過(guò)短信方式，向用戶(hù)發(fā)送告警信息。

該功能在設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)訂閱者模式從數(shù)據(jù)服務(wù)收集農(nóng)情數(shù)據(jù)，復(fù)用調(diào)用部分?jǐn)?shù)據(jù)分析功能，并以觀察者模式推送產(chǎn)生的農(nóng)情異常告警信息，同時(shí)告警信息采用了多種優(yōu)先級(jí)設(shè)計(jì)，從而避免了傳統(tǒng)方式對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生大量的輪詢(xún)操作導(dǎo)致的資源消耗，以及避免了順序發(fā)送告警信息導(dǎo)致的重要告警信息滯后發(fā)送，延誤用戶(hù)決策時(shí)機(jī)等問(wèn)題。

1）超限告警

當(dāng)農(nóng)情數(shù)據(jù)庫(kù)中某種農(nóng)情數(shù)據(jù)的更新值超過(guò)其所預(yù)設(shè)的上下限定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生告警信息，并及時(shí)發(fā)送給用戶(hù)。

2）分析告警

配合部分?jǐn)?shù)據(jù)分析功能，對(duì)農(nóng)情數(shù)據(jù)庫(kù)的部分農(nóng)情數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視和計(jì)算分析，當(dāng)其分析結(jié)果超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生告警信息，并及時(shí)發(fā)送給用戶(hù)。

4.終端控制單元

終端控制單元是通過(guò)向通訊服務(wù)模塊下達(dá)預(yù)設(shè)的設(shè)備控制指令，由通訊服務(wù)模塊將其轉(zhuǎn)譯成指定格式的協(xié)議并發(fā)送給指定的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器，由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器執(zhí)行預(yù)定動(dòng)作完成控制。該功能在設(shè)計(jì)時(shí)采用隊(duì)列模式，將要發(fā)送的設(shè)備控制指令寫(xiě)入到數(shù)據(jù)庫(kù)的指令隊(duì)列中，且指令隊(duì)列在設(shè)計(jì)上具有重試次數(shù)概念，由通訊服務(wù)模塊使用多線(xiàn)程技術(shù)逐一對(duì)指令隊(duì)列中的指令進(jìn)行轉(zhuǎn)譯發(fā)送，對(duì)于發(fā)送不成功的會(huì)自動(dòng)重試。超過(guò)重試次數(shù)不成功的指令，會(huì)寫(xiě)入到指令失敗隊(duì)列中，并通知用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端。該設(shè)計(jì)有效的避免了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)于設(shè)備控制指令因下發(fā)不成功導(dǎo)致的失敗無(wú)法明確的情況。

1）手動(dòng)控制

在系統(tǒng)允許的控制中，用戶(hù)可以自行通過(guò)用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端手動(dòng)控制現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器執(zhí)行某些預(yù)定的控制操作。如：開(kāi)啟或關(guān)閉噴淋系統(tǒng)等。

2）自動(dòng)控制

系統(tǒng)根據(jù)農(nóng)情數(shù)據(jù)庫(kù)中的部分農(nóng)情數(shù)據(jù)，根據(jù)其是否到達(dá)臨界值來(lái)自動(dòng)向現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器下達(dá)設(shè)備控制指令，要求其執(zhí)行某個(gè)預(yù)定動(dòng)作。如：通過(guò)監(jiān)視農(nóng)情數(shù)據(jù)庫(kù)中的土壤墑情數(shù)據(jù)，分析土壤的某些養(yǎng)分、水分等信息是否達(dá)到預(yù)設(shè)的流失臨界值，達(dá)到時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟水肥一體化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)充水分和養(yǎng)分。

本發(fā)明的農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)采用soa（面向服務(wù)的架構(gòu)）架構(gòu)，將不同功能單元（稱(chēng)為服務(wù)）通過(guò)這些服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來(lái)。使得構(gòu)建在各種各樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。使得基于soa的農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)能夠被大多數(shù)軟件商接受，能夠在最新的和現(xiàn)有的應(yīng)用之上創(chuàng)建應(yīng)用，能夠使客戶(hù)或服務(wù)消費(fèi)者免予服務(wù)實(shí)現(xiàn)的改變所帶來(lái)的影響，能夠升級(jí)單個(gè)服務(wù)或服務(wù)消費(fèi)者而無(wú)需重寫(xiě)整個(gè)應(yīng)用，也無(wú)需保留已經(jīng)不再適用于新需求的現(xiàn)有系統(tǒng)。

應(yīng)用層：作為軟件系統(tǒng)的人機(jī)交互操作重要窗口，為了方便農(nóng)戶(hù)、農(nóng)場(chǎng)主及農(nóng)企的不同形式的便捷操作需求，應(yīng)用層的軟件功能由web應(yīng)用服務(wù)和專(zhuān)用app承載，包括提供手機(jī)端的app方式、微信方式、和電腦端的web瀏覽方式的用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端，以及web應(yīng)用服務(wù)模塊，用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端通過(guò)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)與web應(yīng)用服務(wù)模塊相連；web應(yīng)用服務(wù)模塊與業(yè)務(wù)服務(wù)模塊通過(guò)esb總線(xiàn)通信。提供多種交互訪(fǎng)問(wèn)方式（參看圖2），具有豐富便捷的圖形化操作界面，易于使用。

分布在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的各種現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器通過(guò)nb-iot網(wǎng)絡(luò)與云平臺(tái)的通訊服務(wù)模塊相連進(jìn)行通信，通訊服務(wù)模塊通過(guò)基于以太網(wǎng)的esb總線(xiàn)與數(shù)據(jù)服務(wù)模塊相連進(jìn)行通信。各種用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端通過(guò)基于電信運(yùn)營(yíng)商的有限或者無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入，與云平臺(tái)的web應(yīng)用服務(wù)模塊相連進(jìn)行通信，web應(yīng)用服務(wù)模塊通過(guò)基于以太網(wǎng)的esb總線(xiàn)分別與業(yè)務(wù)服務(wù)模塊和輔助業(yè)務(wù)模塊相連進(jìn)行通信，業(yè)務(wù)服務(wù)模塊和輔助業(yè)務(wù)模塊通過(guò)基于以太網(wǎng)的esb總線(xiàn)均與數(shù)據(jù)服務(wù)模塊相連進(jìn)行通信，其中業(yè)務(wù)服務(wù)模塊中的終端控制單元與通訊服務(wù)相連。

其中，基于本發(fā)明實(shí)施例的農(nóng)情監(jiān)控系統(tǒng)共有三條數(shù)據(jù)交互鏈路，操作流程如下：

數(shù)據(jù)交互鏈路一如圖4所示，該鏈路為農(nóng)情數(shù)據(jù)采集鏈路。各種現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器將檢測(cè)到的各種農(nóng)情數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸層的nb-iot網(wǎng)絡(luò)上傳給通訊服務(wù)模塊，通訊服務(wù)模塊將接收到的農(nóng)情數(shù)據(jù)解析后提交給數(shù)據(jù)服務(wù)模塊，數(shù)據(jù)服務(wù)模塊將農(nóng)情數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫(kù)中的農(nóng)情數(shù)據(jù)庫(kù)。

數(shù)據(jù)交互鏈路二如圖5所示，該鏈路為終端控制鏈路。各種用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端經(jīng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)通過(guò)web應(yīng)用服務(wù)模塊發(fā)布的軟件界面下達(dá)控制操作請(qǐng)求，web應(yīng)用服務(wù)模塊調(diào)用業(yè)務(wù)服務(wù)模塊中的終端控制單元接口遞交請(qǐng)求，終端控制單元將根據(jù)不同的控制操作請(qǐng)求生成相應(yīng)協(xié)議的控制指令，并調(diào)用通訊服務(wù)模塊提交控制指令，通訊服務(wù)模塊向數(shù)據(jù)服務(wù)模塊提交待發(fā)送的控制指令，并同時(shí)向各種現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器中指定的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器發(fā)送設(shè)備控制指令，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器根據(jù)設(shè)備控制指令執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，數(shù)據(jù)服務(wù)模塊將收到的待發(fā)送設(shè)備控制指令保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中的通訊數(shù)據(jù)庫(kù)中，供以后查詢(xún)追溯。

數(shù)據(jù)交互鏈路三如圖6所示，該數(shù)據(jù)鏈路為數(shù)據(jù)交互鏈路一和數(shù)據(jù)交互鏈路二之外，所有其它業(yè)務(wù)功能操作的數(shù)據(jù)交互鏈路，從而實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)全部功能的操作。其數(shù)據(jù)交互模式為：由各種用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端通過(guò)web應(yīng)用服務(wù)模塊發(fā)布的軟件界面進(jìn)行相應(yīng)功能的操作，web應(yīng)用服務(wù)模塊調(diào)用業(yè)務(wù)服務(wù)模塊或輔助業(yè)務(wù)模塊提交請(qǐng)求，經(jīng)業(yè)務(wù)服務(wù)模塊或輔助業(yè)務(wù)模塊中具體服務(wù)功能的計(jì)算處理或調(diào)用數(shù)據(jù)服務(wù)模塊從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)計(jì)算處理，再原路反饋返回結(jié)果直至用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)終端，完成操作。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。