CN105675762A - 作物信息精细监控装置及基于该装置的作物信息监控系统和分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种作物信息精细监控装置，所述的装置包括：采集桶；对采集桶内的样品冲刷收集和自动清洗的自动喷淋装置；内置压电换能器的超声波提取装置；两级干湿沉降样品过滤和收集装置；自动进样装置；离子色谱分析仪；PH值及电导值分析装置；在线阴阳离子分析系统；显示装置。本发明还公开了基于该装置的作物信息监控系统和作物信息分析方法，本发明所公开的作物信息监控装置，利用离子色谱分析仪对土壤中阴阳离子进行精准分析。本发明所公开的作物信息精细监控系统，为了在农业生产中建立食品安全体系，提出了一种农业信息智能感知及可追溯系统。
Description
技术领域
本发明涉及农业生产领域，特别是该领域内的一种作物信息监控装置以及基于该装置的作物信息监控系统和作物信息分析方法。
背景技术
在国际上，欧盟、美国等发达国家和地区要求对出口到当地的部分食品必须具备可追溯性要求否则就不允许上市销售。发达国家建立的食品质量安全追溯体系，除了可以有效保证食品安全卫生和可以溯源外，其贸易壁垒的作用也日益凸显。由此可见，我国建立农产品可追溯体系不仅能为人民群众的饮食健康提供优质安全的农产品，同时也是打破国外因食品安全追溯而设置的贸易壁垒的重要手段。
（1）目前国内追踪体系还不够完善，只是简单的记录农作物的产地，作物种类等信息，未能形成一个从种植，成长，采摘，销售再到消费这一完整的追踪体系。
（2）离子色谱主要用于环境样品的分析，包括地面水、饮用水、雨水、生活污水和工业废水、酸沉降物和大气颗粒物等样品中的阴、阳离子，与微电子工业有关的水和试剂中痕量杂质的分析，另外在食品、卫生、石油化工、水及地质等领域也有广泛的应用，而在农业生态环境检测未见应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种作物信息监控装置以及基于该装置的作物信息监控系统和作物信息分析方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种作物信息精细监控装置，其改进之处在于，所述的装置包括：采集桶；对采集桶内的样品冲刷收集和自动清洗的自动喷淋装置；内置压电换能器的超声波提取装置，通过产生快速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间的作用力，实现固液萃取分离；两级干湿沉降样品过滤和收集装置，一级过滤是纱网过滤器，过滤掉样品中的非样品杂质；二级过滤是陶瓷过滤器，对样品中水不溶于物的抽滤，对过滤下来的不溶物进行收集储存，过滤掉大于1μm的杂质；自动进样装置，将采集到的沉降水溶物样品往离子色谱分析仪注样；离子色谱分析仪；PH值及电导值分析装置，对采集到的沉降水溶物样品进行PH值、电导值分析；在线阴阳离子分析系统，分析沉降水溶物样品中的阴阳离子；显示装置。
进一步的，所述的自动进样装置可对样品多次进样或重复进样。
进一步的，所述的显示装置包括上位机显示装置和下位机显示装置，其中下位机显示装置采用液晶屏实时显示PH值、电导值、阴阳离子浓度；上位机显示装置采用曲线图实时监测PH值、电导值、阴阳离子浓度。
一种作物信息监控系统，其改进之处在于：所述的系统包括控制单元，与控制单元电连接的通信单元和存储单元，设置在作物种植现场的两个以上的作物信息监控装置，RFID采集器和传感器，所述作物信息监控装置，RFID采集器和传感器与通信单元通过通信网络进行通信。
进一步的，所述的RFID采集器和传感器用于采集农产品的基本信息和环境信息，所述农产品的基本信息包括种植日期，种植地，品种；所述的环境信息包括土壤水分，空气温湿度，CO2浓度。
进一步的，所述的通信网络采用ZigBee网络协议。
一种作物信息分析方法，其改进之处在于，包括如下步骤：
（1）利用权利要求1所述作物信息监控装置，获得土壤环境数据；
（2）采用图像处理技术对有病虫害的作物进行图像采集；
（3）将获得的数据和经过图像处理的数据与数据库进行比对，进而判断出农作物的病虫害和防治方法，以及根据土壤环境数据为用户设计更精确、合理的施肥配比。
本发明的有益效果是：
本发明所公开的作物信息监控装置，利用离子色谱分析仪对土壤中阴阳离子进行精准分析。可对F-,Cl-,Br-,NO2-,PO43-,NO3-，SO42-,Li+,Na+,NH4+，K+,Ca2+,Mg2+,Cu2+,Zn2+,Fe2+,Fe3+等离子精准检测，同时精确测量土壤的PH值，对农作物的生长环境进行精确分析。
本发明所公开的作物信息精细监控系统，为了在农业生产中建立食品安全体系，提出了一种农业信息智能感知及可追溯系统。构建种子生产-育苗管理-精准施肥-产品出厂-产品销售可追溯体系，将农产品的各阶段信息生成二维码，使农户和消费者通过扫描二维码可以更好的了解农产品的种植地，生长状况，采摘日期和保质期等基本信息，进一步保证食品安全。
本发明所公开的作物信息分析方法，根据作物信息监控装置得到的数据，对照作物现在的生长环境和最适合的生长环境，可以诊断出农作物的生长状况和所需要的营养元素，进一步推断出作物的病虫害，根据各种作物所需求的离子种类和浓度进行配比施肥，真正做到农业精耕细作。
附图说明
图1是本发明实施例1所公开的作物信息监控装置的结构示意图；
图2是本发明实施例1所公开的作物信息监控系统的结构示意图；
图3是本发明实施例1所公开的作物信息分析方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，如图1所示，本实施例公开了一种作物信息监控装置，所述的装置包括：采集桶；对采集桶内的样品冲刷收集和自动清洗的自动喷淋装置；内置压电换能器的超声波提取装置，通过产生快速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间的作用力，实现固液萃取分离；两级干湿沉降样品过滤和收集装置，一级过滤是纱网过滤器，过滤掉样品中的非样品杂质；二级过滤是陶瓷过滤器，对样品中水不溶于物的抽滤，对过滤下来的不溶物进行收集储存，过滤掉大于1μm的杂质；自动进样装置，将采集到的沉降水溶物样品往离子色谱分析仪注样；离子色谱分析仪；PH值及电导值分析装置，对采集到的沉降水溶物样品进行PH值、电导值分析；在线阴阳离子分析系统，分析沉降水溶物样品中的阴阳离子；显示装置。
所述的自动进样装置可对样品多次进样或重复进样。
所述的显示装置包括上位机显示装置和下位机显示装置，其中下位机显示装置采用液晶屏实时显示PH值、电导值、阴阳离子浓度；上位机显示装置采用曲线图实时监测PH值、电导值、阴阳离子浓度。
在无人值守下，离子色谱分析仪同步完成空气和土壤中的数据采集，做到全天候连续采集，自动完成PH、电导、土壤中阴阳离子浓度的分析和数据统计，让我们准确的了解空气土壤环境的质量和具体情况，对照作物自身最适宜的环境，把条件量化，以便于对作物进行科学管理。
如图2所示，本实施例还公开了一种作物信息监控系统，所述的系统包括控制单元，与控制单元电连接的通信单元和存储单元，设置在作物种植现场的两个以上的作物信息监控装置，RFID采集器和传感器，所述作物信息监控装置，RFID采集器和传感器与通信单元通过通信网络进行通信。
所述的RFID采集器和传感器用于采集农产品的基本信息和环境信息，所述农产品的基本信息包括种植日期，种植地，品种；所述的环境信息包括土壤水分，空气温湿度，CO2浓度。
所述的通信网络采用ZigBee网络协议。
其中上位机软件使用C#语言编写，可通过网络和本机两种方式访问软件并进行操作。ZIGBEECC2530为传感器主控芯片，采用无线组网方式实现。ZIGBEE协调器向wifi发送数据，直接传达到ZigBee协调器上。ZigBee组成星形网络，终端节点接收到命令后做相应处理，控制小区内部农业设施。RFID采集器和传感器采集到数据后，传给ZigBee-WiFi网关，网关再将ZigBee数据包转换为网络数据包发送给通信单元，最后经通信单元将数据传送到连接在通信单元LAN口的控制单元。上位机采用物联网中间件服务，其中间件必须安装在连接在通信单元LAN口的控制单元，控制单元把数据存入存储单元，通过调用存储单元中的农产品的基本信息可以生成二维码并打印出来，农户和消费者可以通过手机和其他设备上的二维码扫描器扫描二维码就可以清楚的了解农产品的生产日期，产地，单价等信息，保证食品安全。上位机采用C#语言进行开发，利用ASP.NET技术建立动态网站，建立IIS服务器，搭建网络B/S结构，开启中间件服务后可以利用手机或电脑等联网设备通过登录网站就可以实现对温室大棚的远程监测与控制。
如图3所示，本实施例还公开了一种作物信息分析方法，包括如下步骤：
（1）利用权利要求1所述作物信息监控装置，获得土壤环境数据；
（2）采用图像处理技术对有病虫害的作物进行图像采集；
（3）将获得的数据和经过图像处理的数据与数据库进行比对，进而判断出农作物的病虫害和防治方法，以及根据土壤环境数据为用户设计更精确、合理的施肥配比。
通过专家的知识和经验进行推理和判断农作物的病虫害，能回答用户提出的问题；更好的保证农作物的生长，从而提高产量和质量。
Claims (7)
1.一种作物信息精细监控装置，其特征在于，所述的装置包括：采集桶；对采集桶内的样品冲刷收集和自动清洗的自动喷淋装置；内置压电换能器的超声波提取装置，通过产生快速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间的作用力，实现固液萃取分离；两级干湿沉降样品过滤和收集装置，一级过滤是纱网过滤器，过滤掉样品中的非样品杂质；二级过滤是陶瓷过滤器，对样品中水不溶于物的抽滤，对过滤下来的不溶物进行收集储存，过滤掉大于1μm的杂质；自动进样装置，将采集到的沉降水溶物样品往离子色谱分析仪注样；离子色谱分析仪；PH值及电导值分析装置，对采集到的沉降水溶物样品进行PH值、电导值分析；在线阴阳离子分析系统，分析沉降水溶物样品中的阴阳离子；显示装置。
2.根据权利要求1所述的作物信息精细监控装置，其特征在于：所述的自动进样装置可对样品多次进样或重复进样。
3.根据权利要求1所述的作物信息精细监控装置，其特征在于：所述的显示装置包括上位机显示装置和下位机显示装置，其中下位机显示装置采用液晶屏实时显示PH值、电导值、阴阳离子浓度；上位机显示装置采用曲线图实时监测PH值、电导值、阴阳离子浓度。
4.一种作物信息监控系统，其特征在于：所述的系统包括控制单元，与控制单元电连接的通信单元和存储单元，设置在作物种植现场的两个以上的作物信息监控装置，RFID采集器和传感器，所述作物信息监控装置，RFID采集器和传感器与通信单元通过通信网络进行通信。
5.根据权利要求4所述的作物信息监控系统，其特征在于：所述的RFID采集器和传感器用于采集农产品的基本信息和环境信息，所述农产品的基本信息包括种植日期，种植地，品种；所述的环境信息包括土壤水分，空气温湿度，CO2浓度。
6.根据权利要求4所述的作物信息监控系统，其特征在于：所述的通信网络采用ZigBee网络协议。
7.一种作物信息分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）利用权利要求1所述作物信息监控装置，获得土壤环境数据；
（2）采用图像处理技术对有病虫害的作物进行图像采集；
（3）将获得的数据和经过图像处理的数据与数据库进行比对，进而判断出农作物的病虫害和防治方法，以及根据土壤环境数据为用户设计更精确、合理的施肥配比。
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