1.一种基于数据分析的智慧农业监控智能管理系统,其特征在于:包括数据采集模块、终端处理模块、病原体浓度分析模块、农作物抗性分析模块、综合健康分析模块和实时反馈模块;
所述数据采集模块通过安装的集成传感器组和采集设备,实时采集农作物数据和空气环境数据,并通过无线网络LoRa与集成传感器组和采集设备进行通信连接,将农作物数据和空气环境数据实时传输至终端处理模块;
所述终端处理模块用于实时接收农作物数据和空气环境数据,并进行预处理,获取农作物病害抗性数据组,再对农作物病害抗性数据组进行存储至数据存储库中;
所述病原体浓度分析模块通过数据库端口提取数据存储库中存储的病原体孢子数据组,并进行汇总计算,获取病原体孢子浓度指数MND,再与预设病原体孢子浓度阈值A进行初步评估,并依据评估结果,触发二次评估机制;
所述农作物抗性分析模块用于依据初步评估农作物无病害时,通过数据库端口提取数据存储库中存储的生物化学抗性数据组和生理抗性数据组,并进行汇总计算,获取农作物生物化学抗性指数HXZ和农作物生理抗性指数SLK;
所述综合健康分析模块用于依据获取病原体孢子浓度指数MND、农作物生物化学抗性指数HXZ和农作物生理抗性指数SLK进行汇总计算,获取农作物综合健康指数ZJK,并与预设农作物健康阈值B进行二次评估,深度评估农作物的病害抗性,并根据评估结果生成相关的预警信息;
所述实时反馈模块用于将初次评估和二次评估使用数据可视化软件Tableau生成实时监控仪表板,并通过无线网络LoRa传输至用户客户端,生成个性化的农作物管理建议。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的智慧农业监控智能管理系统,其特征在于:所述数据采集模块包括数据采集单元和数据传输单元;
所述数据采集单元通过在农作物田地中不同位置设置监测点,在每个监测点内安装集成传感器组和采集设备,实时采集农作物数据和空气环境数据;所述集成传感器组包括空气流速传感器、温度传感器、湿度传感器和生物传感器;所述采集设备包括分光光度计、气孔导度测量仪、光谱分析仪和超声波厚度计;
所述数据传输单元用于通过无线网络LoRa与终端处理模块进行通信连接,通过CSMA传输协议实时将采集的农作物数据和空气环境数据传输至终端处理模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于数据分析的智慧农业监控智能管理系统,其特征在于:所述终端处理模块包括数据预处理单元和数据存储单元;
所述数据预处理单元用于实时接收农作物数据和空气环境数据,并进行去除噪声、填补缺失值、校验、过滤和归一化处理,获取农作物病害抗性数据组;
所述农作物病害抗性数据组包括病原体孢子数据组、生物化学抗性数据组和生理抗性数据组;
所述病原体孢子数据组包括空气中病原体孢子含量sl、空气流速ll、环境湿度sd、环境温度wd和病原体孢子生存时间t;
所述生物化学抗性数据组包括酚类物质含量fw、过氧化物酶抑制剂含量gy和木质素含量mz;
所述生理抗性数据组包括叶片厚度hd、气孔导度qk和抗氧化酶活性ky;
所述数据存储单元用于对预处理后的农作物病害抗性数据组通过API端口存储至数据存储库中,并通过数据库端口实时提取数据存储库中农作物病害抗性数据组。
4.根据权利要求3所述的一种基于数据分析的智慧农业监控智能管理系统,其特征在于:所述病原体浓度分析模块包括病原体孢子浓度计算单元和病原体孢子浓度分析单元;
所述病原体孢子浓度计算单元通过数据库端口提取数据存储库中存储的病原体孢子数据组,并进行汇总计算,获取病原体孢子浓度指数MND;
所述病原体孢子浓度指数MND通过以下公式计算获取;
式中,a表示修正常数,sd0表示病原体孢子适合环境湿度sd,wd0表示病原体孢子适合环境温度wd,k1表示湿度影响系数,k2表示温度影响系数,k3表示时间影响系数,e表示指数函数。
5.根据权利要求4所述的一种基于数据分析的智慧农业监控智能管理系统,其特征在于:所述病原体孢子浓度分析单元通过访问数据存储库中的历史病原体孢子浓度的平均值,进行预设病原体孢子浓度阈值A,并与获取的病原体孢子浓度指数MND进行初步评估,具体评估方案如下;
当病原体孢子浓度指数MND≥病原体孢子浓度阈值A时,表示农作物爆发病害,此时生成第一预警信息,通过无线网络将第一预警信息传输至用户客户端,提醒用户进行病害防护措施;
当病原体孢子浓度指数MND<病原体孢子浓度阈值A时,表示农作物无病害,此时保持正常监测,并触发第二评估机制。
6.根据权利要求5所述的一种基于数据分析的智慧农业监控智能管理系统,其特征在于:所述农作物抗性分析模块用于依据初步评估农作物无病害时,访问数据存储库中的农作物病害抗性数据组,通过数据库端口进行提取生物化学抗性数据组和生理抗性数据组;
所述农作物抗性分析模块包括农作物生物化学抗性计算单元和农作物生理抗性计算单元;
所述农作物生物化学抗性计算单元用于依据获取的生物化学抗性数据组进行汇总计算,获取农作物生物化学抗性指数HXZ;
所述农作物生物化学抗性指数HXZ通过以下公式计算获取;
式中,b1表示调整系数。
7.根据权利要求6所述的一种基于数据分析的智慧农业监控智能管理系统,其特征在于:所述农作物生理抗性计算单元用于依据获取的生理抗性数据组进行汇总计算,获取农作物生理抗性指数SLK;
所述农作物生理抗性指数SLK通过以下公式计算获取;
式中,b2表示调整系数。
8.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的智慧农业监控智能管理系统,其特征在于:所述综合健康分析模块包括农作物健康分析单元和农作物健康评估单元;
所述农作物健康分析单元用于依据所获取的病原体孢子浓度指数MND、农作物生物化学抗性指数HXZ和农作物生理抗性指数SLK进行汇总计算,获取农作物综合健康指数ZJK;
所述农作物综合健康指数ZJK通过以下公式计算获取;
ZJK=w1*MND+w2*HXZ+w3*SLK;
式中,w1、w2和w3分别表示病原体孢子浓度指数MND、农作物生物化学抗性指数HXZ和农作物生理抗性指数SLK的权重系数,且w1+w2+w3=1,其具体数值由用户进行设置。
9.根据权利要求8所述的一种基于数据分析的智慧农业监控智能管理系统,其特征在于:所述农作物健康评估单元用于预设农作物健康阈值B,并与获取的农作物综合健康指数ZJK进行二次对比评估,深度评估农作物的病害抗性,并依据评估结果,生成相对应的预警信息,具体评估方案如下;
当农作物综合健康指数ZJK≥农作物健康阈值B时,表示农作物健康,抗病能力合格,保持正常监测;
当农作物综合健康指数ZJK<农作物健康阈值B时,表示农作物不健康,抗病能力不合格,此时生成第二预警信息,通过无线网络LoRa将第二预警信息传输至用户客户端,提醒用户对农作物采取管理措施,包括施肥、灌溉和病害防治措施,并提高客户端50%的农作物实时情况推送频率。
10.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的智慧农业监控智能管理系统,其特征在于:所述实时反馈模块用于将病原体浓度分析模块和综合健康分析模块的健康评估结果使用数据可视化软件Tableau生成实时监控仪表板,并通过无线网络LoRa传输至用户客户端,展示农作物健康状况、预警信息和历史数据分析,结合机器学习算法,自动分析历史数据与当前指标,生成个性化的农作物管理建议,用户可通过移动应用接收推送通知,即时响应与调整农作物管理策略。