CN104737887A - 一种基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统，将云端技术应用到家庭、办公室、办公大楼以及饭店、酒店等区域的盆景栽培智能化监测和管理中；采用移动控制终端和室内控制终端，实现了实时观察植物生长状况，提供的控制策略，采用无线传输，远程的控制营养元素调节装置，及时补偿了植物生长所损失的营养元素；采用云端服务器为数据处理中心极大的降低系统数据处理服务器的成本，且运行高效，准确，全部通过无线传输，减少了大量的线缆敷设。相对于现有的家庭植物栽培监控系统，实现了远程监控、高效、智能、环保且成本低等功能特点。云端存储采集数据，有利于今后植物栽培技术数据的查询，同时为今后农业大数据提供数据支持。

Description

一种基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统

技术领域

本发明涉及一种植物栽培智能监测和管理技术，特别涉及一种基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统。

背景技术

随着城市化的发展以及生活条件的提升，越来越多的人们开始在家里、办公室，办公大楼的走廊和大厅以及宾馆、酒店等地方栽培盆景植物，在净化空气的同时又让人感到心情舒畅，赏心悦目。但是，对于办公室或大厅以及宾馆、酒店等大型场所栽培的盆景植物比较分散，同时需要专门人员照料这些盆景，增加管理成本，对于家庭栽培盆景植物的用户，有些不具备栽培经验，常常栽培植物失败，特别是对于经常外出出差或旅游的人们，盆景植物几天得不到照料最终死亡。同时，当前各智能植物栽培管理技术大多应用于大面积植物栽培，且需要专门的定制服务器，采用有线敷设控制，对于小面积盆景栽培价格昂贵，成本高；同时，在栽培盆景植物时我们无法直观的感受其生长过程，给人们带了一定的遗憾。因此，在室内栽培植物引入一种基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统具有重要意义，植物栽培采用基于云端服务器处理的智能监测和管理技术不仅可以通过移动控制终端或室内终端设备时刻观察植物生长情况，且可以实现远程自动或手动控制植物栽生长，提供合适的生长环境。同时信息发布和语音播报功能，可以实时提醒用户植物生长处于不良状态，避免了植物生长因养分不足而死亡的悲剧；该系统同时具有栽培控制策略对于栽培经验不足的人们带来了极大的方便；该系统大部分采用无线传送数据，大大减少了线缆敷设，降低了成本，实现了智能、远程控制、环保、无公害的植物栽培技术。

发明内容

本发明是针对现有的技术现状和生活中遇到的植物栽培问题，提出了一种基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统，开创性的将云端技术应用到家庭、办公室、办公大楼以及饭店、酒店等区域的盆景栽培智能化监测和管理中；同一区域使用同一云端虚拟服务器处理来之各采集装置的数据，处理数据互不干扰，同时将处理结果准确的提供给各用户终端；用户终端实时直观显示植物生长状况和植物生长亚健康报警，并且为用户提供植物栽培营养元素控制方案或自动控制植物栽培营养元素。相对于现有的家庭植物栽培监控系统，实现了高效、智能、环保且成本低等功能特点。

本发明的技术方案为：一种基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统，包括营养液或土壤采集装置、转WIFI控制中心、云端、营养元素统计分析模块、信息发布模块、移动控制终端、室内控制终端、营养元素调节装置；

每个营养液或土壤采集装置采集对应的植物栽培生长的营养元素数据，通过无线射频技术将采集数据传送至转WIFI控制中心；

转WIFI控制中心将营养液或土壤采集装置采集的数据通过WIFI网络传送至Internet网络存储到云端；

营养元素统计分析模块根据在云端上建立的最优化统计数学模型对云端存储的数据进行统计分析，将分析结果和控制决策传输至移动控制终端和室内控制终端，同时将分析结果和控制策略发送至信息发布模块，信息发布模块通过短信的方式发送到移动控制终端提醒；

移动控制终端或室内控制终端通过显示器和语音播报查看植物生长状况及其营养元素的含量，用户根据自己的经验手动设置营养液调节方案或根据系统提供的调节方案，通过WIFI网络发送至营养元素调节装置，实现对营养元素调节的远程控制；

营养元素调节装置根据传输过来的控制方案，对植物所需营养进行施肥。

所述每盆栽培植物至少安装一个营养液或土壤采集装置，营养液或土壤采集装置内传感器组对影响植物栽培生长主要营养元素氧、CO2、水分、PH值、碳、磷、钾的含量信息进行采集，并将采集的数据送至转WIFI控制中心，构成无线采集网。

所述移动控制终端安装植物栽培远程智能监测管理应用程序APP，通过3G/4G/WIFI网络实时或远程方式获取营养元素统计分析模块的统计分析数据，通过移动终端上的显示屏和报警查看植物生长状况及其营养元素的含量，对于处于匮乏情况下的营养元素给出报警警告，并给出当前控制策略，同时实现控制策略语音播报，用户可根据自己的经验手动设置营养液调节方案或根据系统提供的调节方案通过WIFI网络发送至营养元素调节装置，实现对营养元素调节的远程控制。

本发明的有益效果在于：本发明基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统，以创新思维，建立基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统，开创性的将云端技术应用到家庭、办公室、办公大楼以及饭店、酒店等区域的盆景栽培智能化监测和管理中。云端服务器实现了对来之不同采集数据的处理，并互不干扰，准确的将分析结果和控制策略提供给终端设备，同时实现了系统自生成的营养元素控制策略。大部分采用无线传输控制，减少了线缆敷设，系统结果简单，实现了远程控制、智能、环保、无公害、低成本的植物栽培技术。

附图说明

图1为本发明基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统结构示意图；

图2为本发明营养液或土壤采集装置数据输送模块的结构示意图；

图3为本发明家庭培植室内控制终端的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统结构示意图，包括营养液或土壤采集装置1、转WIFI控制中心2、云端3、营养元素统计分析模块4、信息发布模块5、移动控制终端6及其包含的移动终端显示和报警7、室内控制终端9及包含的显示器和语音播报10、营养元素调节装置8。

本实施例中：所述营养液或土壤采集装置1通过无线射频技术将采集数据传送至转WIFI控制中心2；转WIFI控制中心2将营养液或土壤采集装置采集的数据通过WIFI网络传送至Internet网络；通过Internet网络将数据存储到云端3；所述营养元素统计分析模块4根据在云端服务器上建立的最优化统计数学模型对云端3存储的数据进行统计分析，得出植物生长状况以及各元素含量情况，通过最优化控制决策数学模型对采集数据进行分析，给出匮乏情况下营养元素控制方案，最后将分析结果和控制决策传输至移动控制终端6和室内控制终端9，同时，对于分析出的匮乏营养元素，将分析结果和控制策略发送至信息发布模块5，由信息发布模块5通过短信的方式发送到移动控制终端6，起到提醒效果；所述移动控制终端6安装植物栽培远程智能监测管理应用程序APP，并打开该软件，通过3G/4G/WIFI网络实时、远程地获取来之营养元素统计分析模块的统计分析数据，通过移动终端6上的显示屏和报警7查看植物生长状况及其营养元素的含量，对于处于匮乏情况下的营养元素给出报警警告，并给出当前控制策略，同时实现控制策略语音播报，用户可根据自己的经验手动设置营养液调节方案或根据系统提供的调节方案（30秒后默认是系统提供控制调节方案）通过WIFI网络发送至营养元素调节装置8，实现对营养元素调节的远程控制；所述室内控制终端通过网络获取来之营养元素统计分析模块4的统计分析数据，通过显示器和语音播报10查看植物生长状况及其营养元素的含量，对于处于匮乏情况下的营养元素给出报警警告，并给出当前控制策略，同时实现控制策略语音播报，用户可根据自己的经验手动调节设置营养液调节方案或系统提供的调节方案（30秒后默认是系统提供控制调节方案）通过WIFI网络发送至营养元素调节装置8，实现对营养元素调节控制。

室内控制终端与移动终端的控制相同，两者具有相同的功能，是两种不同形式的控制终端，移动终端控制后，室内终端会同步相应的数据，室内终端控制后移动终端会同步相应的数据，因此具有相同的优先级，用户根据具体的使用情景选取控制终端，例如在户外比较适合用移动终端，在室内或者在室内控制终端附近选取室内控制终端比较合适。

本实例中所述营养元素调节装置8具有智能化施肥功能，终端设备发出控制信号给营养元素调节装置8，该装置根据传输过来的控制方案，对植物所需营养进行施肥，进而达到补偿植物生长已经损失的营养元素；

本实例中所述云端3服务器是指多个本套监控系统数据处理的中心，它可以接受处理来之不同采集装置传送过来的数据，并根据预算安装好的统计分析软件对这些采集数据进行处理，将分析结果和控制决策准确传输给不同的控制终端。

本实例中营养液或土壤采集装置1具备特殊功能传感器组，对影响植物栽培生长主要营养元素氧、CO2、水分、PH值、碳、磷、钾等的含量信息进行采集，并将采集的数据经WIFI网络传输至云端3。

营养液或土壤采集装置1可根据需要进行扩展，每盆栽培植物至少安装一个营养液或土壤采集装置，采集装置采集的数据送至转WIFI控制中心2，构成无线采集网。

本实例中，所述移动控制终端可包括智能手机、平板电脑或PDA等便携式可移动设备且必须至少具备3G/4G或WIFI传输数据的一种能力，不需要专门开发移动终端。

如图2所示营养液或土壤采集装置数据输送模块的结构示意图，本实例中营养液或土壤采集装置数据输送模块1由SOC系统芯片12、电源模块13、晶体振荡器14、营养液或土壤采集传感器组11、天线16和无线射频收发15组成。SOC 系统芯片12与空气采集传感器11连接，晶体振荡器14为SOC 系统芯片12提供外部时钟，SOC 系统芯片12与无线射频收发15连接，无线发射接收15通过天线与转WIFI控制中心2点传输数据，继而通过WIFI网络将数据传送至云端3。

如图3所示家庭栽培室内控制终端的结构示意图，本实例中所述家庭植物栽培室内控制终端9包括MCU21、、晶体振荡器22、电源模块23、WIFI通讯模块24、天线25、显示器和语音播报10、营养元素调节控制模块29；电源模块23与MCU21连接，为整个控制终端运行提供电压；MCU21和晶体振荡器22连接，由晶体振荡器22为MCU21提供外部时钟；WIFI通讯模块24和营养元素调节控制模块29由MCU1进行驱动；MCU1通过WIFI通讯模块24接收来之云端3的统计分析过的数据以及相应控制方案，通过显示器模块显示植物生长状况以及营养元素含量情况，显示亚健康营养元素以及相应的控制策略并处于报警状态，可自动根据提供控制策略或手动设置的控制策经MCU21处理控制营养元素调节控制器29，并通过WIFI通信模块24和天线25实现营养元素调节装置8控制，同时扬声器语音播报控制策略。

本发明具有以下优点：1、开创性的将云端技术应用到家庭、办公室、办公大楼以及饭店、酒店等区域的盆景栽培智能化监测和管理中，建立一种基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统， 2、采用移动控制终端和室内控制终端，实现了实时观察植物生长状况，根据提供的控制策略，采用无线传输，远程的控制营养元素调节装置，及时的补偿了植物生长所损失的营养元素。3、采用云端服务器为数据处理中心极大的降低系统数据处理服务器的成本，且运行高效，准确，全部通过无线传输，减少了大量的线缆敷设，结构简单。相对于现有的家庭植物栽培监控系统，实现了远程监控、高效、智能、环保且成本低等功能特点。4、云端存储采集数据，有利于今后植物栽培技术数据的查询，同时为今后农业大数据提供数据支持。

Claims (3)

1.一种基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统，其特征在于，包括营养液或土壤采集装置、转WIFI控制中心、云端、营养元素统计分析模块、信息发布模块、移动控制终端、室内控制终端、营养元素调节装置；

每个营养液或土壤采集装置采集对应的植物栽培生长的营养元素数据，通过无线射频技术将采集数据传送至转WIFI控制中心；

转WIFI控制中心将营养液或土壤采集装置采集的数据通过WIFI网络传送至Internet网络存储到云端；

营养元素统计分析模块根据在云端上建立的最优化统计数学模型对云端存储的数据进行统计分析，将分析结果和控制决策传输至移动控制终端和室内控制终端，同时将分析结果和控制策略发送至信息发布模块，信息发布模块通过短信的方式发送到移动控制终端提醒；

移动控制终端或室内控制终端通过显示器和语音播报查看植物生长状况及其营养元素的含量，用户根据自己的经验手动设置营养液调节方案或根据系统提供的调节方案，通过WIFI网络发送至营养元素调节装置，实现对营养元素调节的远程控制；

营养元素调节装置根据传输过来的控制方案，对植物所需营养进行施肥。

2.根据权利要求1所述基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统，其特征在于，所述每盆栽培植物至少安装一个营养液或土壤采集装置，营养液或土壤采集装置内传感器组对影响植物栽培生长主要营养元素氧、CO2、水分、PH值、碳、磷、钾的含量信息进行采集，并将采集的数据送至转WIFI控制中心，构成无线采集网。

3.根据权利要求1所述基于云端服务器的家庭植物栽培智能监测管理系统，其特征在于，所述移动控制终端安装植物栽培远程智能监测管理应用程序APP，通过3G/4G/WIFI网络实时或远程方式获取营养元素统计分析模块的统计分析数据，通过移动终端上的显示屏和报警查看植物生长状况及其营养元素的含量，对于处于匮乏情况下的营养元素给出报警警告，并给出当前控制策略，同时实现控制策略语音播报，用户可根据自己的经验手动设置营养液调节方案或根据系统提供的调节方案通过WIFI网络发送至营养元素调节装置，实现对营养元素调节的远程控制。