CN105807826B - 一种生态农业管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生态农业管理系统，其具有恒压监测控制、水位监测控制、施肥监测控制、灌溉监测控制、无线阀控监测控制、语音提示、预付费监测、物联网通讯、水质监测、遮光照度监测控制、湿度通风监测控制、温度监测控制、视频采集、土壤商情监测、病虫害监测、产品追溯管理、气象监测、云数据管理、应用程序可视化管理的功能，可以全程记录农产品的品种、生长环境、生长过程，提高农业生产自动化程度、减少人为因素对农业生产过程中造成的不一致性，提高了农产品的品质，有效防止了各种自然灾害，使用者可即时了解到农业产品的生产流程及相关数据，加大了农产品的增值空间。
Description
技术领域
本发明属于农业生产管理领域，具体地说涉及一种生态农业管理系统。
背景技术
农业生产是一个以自然生态系统为基础的人工生态系统，远比自然生态系统的结构更简单，生物种类更少，自我调节能力弱，易受自然气候、病虫害、杂草等因素的影响，我国作为农业大国，现有农业食品安全已逐渐影响到全人类，而目前尚无一个完整的系统可以记录农业产品的品种、生长环境、生长过程等信息，让食用者能够清晰地了解农场品的安全可靠的生产流程及生产过程中涉及到的相关数据。
当前农业生产管理面临着许多困难与瓶颈，主要为：农业生产环境多变，信息要素难以快速准确、低成本地获取，农业生产主体复杂，需求也千变万化，难以精确捕捉，现有平台管理效率低且不方便，无法远程管理和监控，功能零散，因此，建立一套完整、清洗的农业生产管理系统，实现农业产品生态数据可视化、杜绝不良农产品被用户食用刻不容缓。
发明内容
本发明正是为了解决上述问题，从而提出一种完整、高效的生态农业管理系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
本发明提供一种生态农业管理系统，所述生态农业管理系统由中央处理单元、恒压控制单元、水位管理单元、施肥管理单元、灌溉管理单元、水质监测单元、遮光照度管理单元、湿度通风管理单元、温度控制管理单元、土壤监测单元、病虫害监测单元、气象监测单元、控制显示单元、无线阀控单元、语音提示单元、预付费管理单元、物联网通讯单元、视频采集单元、产品追溯管理单元、云数据管理服务单元、应用程序管理单元和应用程序客户服务单元组成；其中，所述恒压控制单元、水位管理单元、施肥管理单元、灌溉管理单元、无线阀控单元、语音提示单元、预付费管理单元、物联网通讯单元、水质监测单元均与所述中央处理单元通过线路连接；所述控制显示单元与所述中央处理单元由TTL电平连接；所述遮光照度管理单元、湿度通风管理单元、温度控制管理单元、土壤监测单元、病虫害监测单元、视频采集单元、产品管理单元、气象监测单元、云数据管理服务单元与所述中央处理单元通过物联网通讯连接；所述应用程序管理单元、应用程序客户服务单元与所述云数据管理服务单元通过网络通讯连接。
作为优选，所述中央处理单元由第一嵌入式微控制模块、电源管理模块、GPRS模块、第一GPS模块、第一CFDA自组网模块组成，所述电源管理模块用于为其它模块供电，所述第一嵌入式微控制模块与其它模块通过电路连接；所述恒压控制单元由恒压监测模块、第二嵌入式微控制模块、第一变频控制模块、调节阀、进水压力变送器、出水压力传感器、主管网压力变送器组成，所述恒压监测模块与所述第二嵌入式微控制模块、进水压力变送器、出水压力传感器、主管网压力变送器通过电路连接，所述恒压监测模块与所述第一变频控制模块通过通信接口连接，所述恒压监测模块通过输入脉冲调节所述调节阀。
作为优选，所述水位管理单元由水位监测控制模块、第三嵌入式微控制模块、水位变送器、电控阀门组成，所述水位监测控制模块与所述水位变送器、所述电控阀门之间由电缆连接；所述施肥管理单元包括施肥监测模块、第四嵌入式微控制模块、电动调节阀、流量计、文丘里管、浮子流量计、过滤器和肥液桶，所述施肥监测模块与所述电动调节阀、流量计之间由电缆连接；所述文丘里管、电动调节阀、流量计、浮子流量计、过滤器之间由管道连接。
作为优选，所述灌溉管理单元由灌溉监测模块、第五嵌入式微控制模块、第二变频控制模块、灌溉过滤器、灌溉阀、主管网灌溉阀、灌溉进水压力变送器、主管网压力变送器、出水压力变送器组成，所述灌溉监测模块与第二变频控制模块、灌溉阀、主管网灌溉阀、灌溉进水压力变送器、主管网压力变送器、出水压力变送器通过电缆连接；所述水质监测单元由水质监控模块和变送器组成，所述变送器包括CE变送器、PH变送器、ORP变送器、溶氧变送器、第一温度变送器，所述水质监控模块与所述变送器之间由电缆连接。
作为优选，所述遮光照度管理单元由遮光监管模块、位置监测模块、第二温度变送器和第一照度变送器组成，所述遮光监管模块与位置监测模块、第二温度变送器和第一照度变送器通过电缆连接；所述湿度通风管理单元由湿度通风监管模块、湿度变送器、湿帘、通风装置组成，所述湿度通风监管模块与所述湿度变送器、湿帘、通风装置通过电缆连接。
作为优选，所述温度控制管理单元由温控监管模块、第三温度变送器、加温装置组成，所述温控监管模块与所述第三温度变送器、加温装置通过电缆连接；所述土壤监测单元由第一Ad采集模块、土壤元素传感器和土壤监测软件组成，所述第一Ad采集模块、土壤元素传感器之间通过电缆连接；所述病虫害监测单元由第二Ad采集模块、病虫害传感器和病虫害监测软件组成，所述第二Ad采集模块、病虫害传感器之间通过电缆连接；所述气象监测单元由气象监管模块、云数据气象管理模块、本地区气象管理模块、风速风向变送器、雨量变送器、水蒸发变送器、第二照度变送器、负离子变送器和细颗粒物变送器、温湿度变送器组成，所述气象监管模块与所述云数据气象管理模块、本地区气象管理模块通过物联网连接，所述气象监管模块与所述风速风向变送器、雨量变送器、水蒸发变送器、第二照度变送器、负离子变送器和细颗粒物变送器、温湿度变送器通过电缆连接。
作为优选，所述控制显示单元由控制显示屏、显示组态软件和显示通讯协议组成；所述无线阀控单元由无线阀控监控模块、温湿度模块、土壤湿度变送器、第一远传水表、第二CFDA自组网模块组成，所述无线阀控监控模块与所述温湿度模块、土壤湿度变送器、第一远传水表通过电缆连接，所述无线阀控监控模块与所述第二CFDA自组网模块通过TTL电平连接；所述语音提示单元由语音模块和扬声器组成，所述语音模块与所述扬声器通过电缆连接。
作为优选，所述预付费管理单元由预付费监测模块、第二远传水表、远传电表、读写卡器、磁卡组成，所述预付费监测模块与所述第二远传水表、远传电表、读写卡器通过电缆连接；所述物联网通讯单元由物联网模块、无线数据模块、第二GPS模块、CFDA组网模块、WIFI模块、蓝牙模块、通讯总线和RJ45接口组成，所述物联网模块与无线数据模块、第二GPS模块、CFDA组网模块、RJ45接口及通讯总线通过电路连接。
作为优选，所述视频采集单元由视频采集管理模块、图像采集模块、图像传输模块、图像存储模块组成，所述视频采集管理模块与所述图像采集模块、图像传输模块、图像存储模块通过电路连接；所述产品追溯管理单元由产品追溯读写模块、产品追溯软件和产品追溯标签组成；所述云数据管理服务单元由云数据管理服务模块、云数据库、云存储服务器、服务器管理平台、大数据分析平台、应用程序管理平台组成，所述云数据管理服务模块与所述云数据库、云存储服务器、服务器管理平台、大数据分析平台、应用程序管理平台通过网络通讯连接。
作为优选，所述应用程序管理单元由应用程序管理模块、管理应用程序模块、技术顾问应用程序模块、服务应用程序模块组成，各模块之间通过网络数据连接；所述应用程序服务单元由应用程序客户服务模块、可视化农业模块、住宅模块、饮食定制模块组成，各模块之间通过网络数据连接。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的生态农业管理系统，可以全程记录农产品的品种、生长环境、生长过程，实时自动监测农业产品生产过程的数据并控制相关设备使其达到预设的值，提高农业生产自动化程度、减少人为因素对农业生产过程中造成的不一致性，提高了农产品的品质，有效防止了各种自然灾害。采用物联网、大数据、云服务、可视化系统，使农产品安全可靠性得到大幅提高，并且通过应用程序，使用者可即时了解到农业产品的生产流程及相关数据，进一步加大了农产品的增值空间。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例所述的生态农业管理系统的结构示意图；
图2是本发明实施例所述的中央处理单元结构示意图；
图3是本发明实施例所述的恒压控制单元结构示意图；
图4是本发明实施例所述的水位管理单元结构示意图；
图5是本发明实施例所述的施肥管理单元结构示意图；
图6是本发明实施例所述的灌溉管理单元结构示意图；
图7是本发明实施例所述的水质监测单元结构示意图；
图8是本发明实施例所述的遮光照度管理单元结构示意图；
图9是本发明实施例所述的湿度通风管理单元结构示意图；
图10是本发明实施例所述的温度控制管理单元结构示意图；
图11是本发明实施例所述的气象监测单元结构示意图；
图12是本发明实施例所述的无线阀控单元结构示意图；
图13是本发明实施例所述的语音提示单元结构示意图；
图14是本发明实施例所述的预付费管理单元结构示意图；
图15是本发明实施例所述的物联网通讯单元结构示意图；
图16是本发明实施例所述的视频采集单元结构示意图；
图17是本发明实施例所述的云数据管理服务单元结构示意图；
图18是本发明实施例所述的应用程序管理单元结构示意图；
图19是本发明实施例所述的应用程序客户服务单元结构示意图；
图20是本发明实施例所述的产品追溯管理单元结构示意图；
图21是本发明实施例所述的控制显示单元结构示意图；
图22是本发明实施例所述的土壤监测单元结构示意图；
图23是本发明实施例所述的病虫害监测单元结构示意图。
图中附图标记表示为：1-中央处理单元；2-恒压控制单元；3-水位管理单元；4-施肥管理单元；5-灌溉管理单元；6-水质监测单元；7-遮光照度管理单元；8-湿度通风管理单元；9-温度控制管理单元；10-土壤监测单元；11-病虫害监测单元；12-气象监测单元；13-控制显示单元；14-无线阀控单元；15-语音提示单元；16-预付费管理单元；17-物联网通讯单元；18-视频采集单元；19-产品追溯管理单元；20-云数据管理服务单元；21-应用程序管理单元；22-应用程序客户服务单元；23-第一嵌入式微控制模块；24-电源管理模块；25-GPRS模块；26-第一GPS模块；27-第一CFDA自组网模块；28-恒压监测模块；29-第二嵌入式微控制模块；30-第一变频控制模块；31-调节阀；32-进水压力变送器；33-出水压力传感器；34-主管网压力变送器；35-水位监测控制模块；36-第三嵌入式微控制模块；37-水位变送器；38-电控阀门；39-施肥监测模块；40-第四嵌入式微控制模块；41-电动调节阀；42-流量计；43-文丘里管；44-浮子流量计；45-过滤器；46-肥液桶；47-灌溉监测模块；48-第五嵌入式微控制模块；49-第二变频控制模块；50-灌溉过滤器；51-灌溉阀；52-主管网灌溉阀；53-灌溉进水压力变送器；54-主管网压力变送器；55-出水压力变送器；56-水质监控模块；57-CE变送器；58-PH变送器；59-ORP变送器；60-溶氧变送器；61-第一温度变送器；62-遮光监管模块；63-位置监测模块；64-第二温度变送器；65-第一照度变送器；66-湿度通风监管模块；67-湿度变送器；68-湿帘；69-通风装置；70-温度监管模块；71-第三温度变送器；72-加温装置；73-气象监管模块；74-云数据气象管理模块；75-本地区气象管理模块；76-风速风向变送器；77-雨量变送器；78-水蒸发变送器；79-第二照度变送器；80-负离子变送器；81-细颗粒物变送器；82-温湿度变送器；83-无线阀控监控模块；84-温湿度模块；85-土壤湿度变送器；86-第一远传水表；87-第二CFDA自组网模块；88-语音模块；89-扬声器；90-预付费监测模块；91-第二远传水表；92-远传电表；93-读写卡器；94-磁卡；95-物联网模块；96-无线数据模块；97-第二GPS模块；98-CFDA组网模块；99-WIFI模块；100-蓝牙模块；101-通讯总线；102-RJ45接口；103-视频采集管理模块；104-图像采集模块；105-图像传输模块；106-图像存储模块；107-云数据管理服务模块；108-云数据库；109-云存储服务器；110-服务器管理平台；111-大数据分析平台；112-应用程序管理平台；113-应用程序管理模块；114-管理应用程序模块；115-技术顾问应用程序模块；116-服务应用程序模块；117-应用程序客户服务模块；118-可视化农业模块；119-住宅模块；120-饮食定制模块；121-产品追溯读写模块；122-产品追溯软件；123-产品追溯标签；124-控制显示屏；125-显示组态软件；126-显示通讯协议；127-第一Ad采集模块；128-土壤元素传感器；129-土壤监测软件；130-第二Ad采集模块；131-病虫害传感器；132-病虫害监测软件。
具体实施方式
实施例
本实施例提供一种生态农业管理系统，如图1所示，所述生态农业管理系统由中央处理单元1、恒压控制单元2、水位管理单元3、施肥管理单元4、灌溉管理单元5、水质监测单元6、遮光照度管理单元7、湿度通风管理单元8、温度控制管理单元9、土壤监测单元10、病虫害监测单元11、气象监测单元12、控制显示单元13、无线阀控单元14、语音提示单元15、预付费管理单元16、物联网通讯单元17、视频采集单元18、产品追溯管理单元19、云数据管理服务单元20、应用程序(APP)管理单元21和应用程序客户服务单元22组成；其中，所述恒压控制单元2、水位管理单元3、施肥管理单元4、灌溉管理单元5、无线阀控单元14、语音提示单元15、预付费管理单元16、物联网通讯单元17、水质监测单元6均与所述中央处理单元1通过电路板线路连接；所述控制显示单元13与所述中央处理单元1由TTL电平通讯连接；所述遮光照度管理单元7、湿度通风管理单元8、温度控制管理单元9、土壤监测单元10、病虫害监测单元11、视频采集单元18、产品追溯管理单元19、气象监测单元12、云数据管理服务单元20与所述中央处理单元1通过物联网通讯连接；所述应用程序管理单元21、应用程序客户服务单元22与所述云数据管理服务单元20通过网络通讯连接。所述生态农业管理系统能实现农业产品实时在线监测、控制、管理、追溯农产品生态生产过程，让用户对农业产品直观可视化追溯，利用大数据分析，最终使得农产品效益最大化、生态可视化。
进一步地，如图2所示，所述中央处理单元1由第一嵌入式微控制模块(MCU)23、电源管理模块24、GPRS模块25、第一GPS模块26、第一CFDA自组网模块27组成，所述电源管理模块24用于为其它模块供电，所述第一嵌入式微控制模块23与其它模块通过电路连接，其实时监测每个模块的数据并根据预设数据进行精确控制或上报至服务器；所述GPRS模块25将现场数据上传至服务器，所述第一GPS模块26用于确认地理位置，校准时间，所述第一CFDA自组网模块27用于与其它监控模块之间通讯组网。
如图3所示，所述恒压控制单元2由恒压监测模块28、第二嵌入式微控制模块29、第一变频控制模块30、调节阀31、进水压力变送器32、出水压力传感器33、主管网压力变送器34组成，所述恒压监测模块28与所述第二嵌入式微控制模块29、进水压力变送器32、出水压力传感器33、主管网压力变送器34通过2芯电缆电路连接，所述恒压监测模块28与所述第一变频控制模块30通过RS485通信接口连接，所述恒压监测模块28通过输入脉冲调节所述调节阀31，自动监测压力值，并根据预设的压力值控制所述调节阀31的开度或第一变频控制模块30的频率。
如图4所示，所述水位管理单元3由水位监测控制模块35、第三嵌入式微控制模块36、水位变送器37、电控阀门38组成，所述电控阀门38可以为电动阀、电磁阀或者电动水泵中的一种，所述水位检测控制模块35与所述水位变送器37、所述电控阀门38之间由2芯电缆连接，所述水位监测控制模块35自动监测水位值，根据预设水位值自动控制电控阀门38的开关。
如图5所示，所述施肥管理单元4包括施肥监测模块39、第四嵌入式微控制模块40、电动调节阀41、流量计42、文丘里管43、浮子流量计44、过滤器45和肥液桶46，所述施肥监测模块39与所述电动调节阀41、流量计42之间由电缆连接；所述文丘里管43、电动调节阀41、流量计42、浮子流量计44、过滤器45之间由UPVC管道连接或由螺口连接，所述管道上还设置有逆止阀，所述肥液桶46内设置有底阀，用于吸取肥液，所述施肥监测模块39根据预设的值自动调节电动调节阀41，调节肥水比例进行施肥。
如图6所示，所述灌溉管理单元5由灌溉监测模块47、第五嵌入式微控制模块48、第二变频控制模块49、灌溉过滤器50、灌溉阀51、主管网灌溉阀52、灌溉进水压力变送器53、主管网压力变送器54、出水压力变送器55组成，所述灌溉监测模块47与第二变频控制模块49、灌溉阀51、主管网灌溉阀52、灌溉进水压力变送器53、主管网压力变送器54、出水压力变送器55通过电缆连接，其中，所述灌溉阀51和主管网灌溉阀52为电动阀或电磁阀，所述灌溉检测模块47根据灌溉进水压力变送器53、主管网压力变送器54、出水压力变送器55预设的值实时监测，判断使用主管网的水或变频加压的水进行灌溉，自动调节；
如图7所示，所述水质监测单元6由水质监控模块56和变送器组成，所述变送器包括CE变送器57、PH变送器58、ORP变送器59、溶氧变送器60、第一温度变送器61，所述水质监控模块56与所述变送器之间由电缆连接。其中，所述溶氧变送器60为荧光法溶解氧变送器，水质监控模块56实时监测CE变送器57、PH变送器58、ORP变送器59、溶氧变送器60、第一温度变送器61的数据，根据预设的数值及时预警或报警。
如图8所示，所述遮光照度管理单元7由遮光监管模块62、位置监测模块63、第二温度变送器64和第一照度变送器65组成，所述遮光监管模块62与位置监测模块63、第二温度变送器64和第一照度变送器65通过电缆连接；所述遮光监管模块62根据预设的时间及温度、照度值控制打开遮光帘，开到预定位置后停止，当温度高于预设值，遮光监管模块62控制打开通风口，温度低于预设值时，遮光监管模块62控制关闭通风口，主要用于大棚的通风照度控制。
如图9所示，所述湿度通风管理单元8由湿度通风监管模块66、湿度变送器67、湿帘68、通风装置69组成，所述湿度通风监管模块66与所述湿度变送器67、湿帘68、通风装置69通过电缆连接。所述湿度通风监管模块66实时监测湿度值，当湿度低于或高于预设的值时，立刻启动所述湿帘68加湿或开启通风装置69通风。当温度和湿度大于设定值立即启动通风装置，当温度和湿度小于设定值停止通风装置。
如图10所示，所述温度控制管理单元9由温控监管模块70、第三温度变送器71、加温装置72组成，所述温控监管模块70与所述第三温度变送器71、加温装置72通过电缆连接；设置预设温度，当温度低于预设温度时，所述温控监管模块70立即启动加温装置72，所述加温装置是用燃气或电加热水(水蒸气)在散热通道流动散热的装置。
如图11所示，所述气象监测单元10由气象监管模块73、云数据气象管理模块74、本地区气象管理模块75、风速风向变送器76、雨量变送器77、水蒸发变送器78、第二照度变送器79、负离子变送器80和细颗粒物变送器81、温湿度变送器82组成，所述气象监管模块73与所述云数据气象管理模块74、本地区气象管理模块75通过物联网连接，所述气象监管模块73与所述风速风向变送器76、雨量变送器77、水蒸发变送器78、第二照度变送器79、负离子变送器80和细颗粒物变送器81、温湿度变送器82通过电缆连接。所述细颗粒物变送器81为PM2.5变送器，所述气象监管模块73实时监测气象各项数据变化，及时提醒或自动调节水肥管理。
如图12所示，所述无线阀控单元14由无线阀控监控模块83、温湿度模块84、土壤湿度变送器85、第一远传水表86、第二CFDA自组网模块87组成，所述无线阀控监控模块83与所述温湿度模块84、土壤湿度变送器85、第一远传水表86通过电缆连接，所述无线阀控监控模块83与所述第二CFDA自组网模块87通过TTL电平连接；所述无线阀控监控模块83实时采集温湿度、土壤湿度、水量数据，执行中央处理单元1下发的命令并回馈信息。
如图13所示，所述语音提示单元15由语音模块88和扬声器89组成，所述语音模块88与所述扬声器89通过电缆连接；所述语音模块88将操作信息用扬声器89播放出来，使操作人员了解操作任务。
如图14所示，所述预付费管理单元16由预付费监测模块90、第二远传水表91、远传电表92、读写卡器93、磁卡94组成，所述预付费监测模块90与所述第二远传水表91、远传电表92、读写卡器93通过电缆连接；所述磁卡是IC卡、ID卡、CPU卡中的一种，所述预付费监测模块90控制根据实际用水量或用电量在磁卡94上读写数据。
如图15所示，所述物联网通讯单元17由物联网模块95、无线数据模块96、第二GPS模块97、CFDA组网模块98、WIFI模块99、蓝牙模块100、通讯总线101和RJ45接口102组成，所述物联网模块95与无线数据模块96、第二GPS模块97、CFDA组网模块98、RJ45接口102及通讯总线101通过电路连接。所述无线数据模块96为GPRS模块、3G模块、4G模块、5G模块、6G模块、7G模块或8G模块中的一种，所述通讯总线101为RS485总线、232总线、422总线、M-BUS总线、CAN总线中的一种，所述无线数据模块96实时连接互联网传输实时数据至服务器，所述第二GPS模块97用于确认地理位置和校准时间，所述CFDA组网模块98用于对下行模块进行无线自组网通讯，所述RJ45接口102、所述WIFI模块99、所述蓝牙模块100及所述通讯总线101作为各模块与所述中央处理单元1之间通讯的桥梁。
如图16所示，所述视频采集单元18由视频采集管理模块103、图像采集模块104、图像传输模块105、图像存储模块106组成，所述视频采集管理模块103与所述图像采集模块104、图像传输模块105、图像存储模块106通过电路连接；所述视频采集管理模块103控制所述图像采集模块104将采集到的图像或者视频存储在所述图形存储模块106中，同时可设置为自动循环存储，以备随时远程调取。
如图17所示，所述云数据管理服务单元20由云数据管理服务模块107、云数据库108、云存储服务器109、服务器管理平台110、大数据分析平台111、应用程序管理平台112组成，所述云数据管理服务模块107与所述云数据库108、云存储服务器109、服务器管理平台110、大数据分析平台111、应用程序管理平台112通过网络通讯连接，用于管理、分析、存储数据。
如图18所示，所述应用程序(APP)管理单元21由应用程序(APP)管理模块113、管理应用程序(APP)模块114、技术顾问应用程序(APP)模块115、服务应用程序(APP)模块116组成，各模块之间通过网络数据连接；其中，APP管理模块为管理其它装置的APP软件，所述管理APP模块为用于管理APP模块使用权限的软件，所述技术顾问APP模块是解答APP在使用过程中遇到的问题的模块，服务APP为用于终端用户操作管理的应用程序。
如图19所示，所述应用程序服务单元22由应用程序客户服务模块117、可视化农业模块118、住宅模块119、饮食定制模块120组成，各模块之间通过网络数据连接。
如图20所示，所述产品追溯管理单元19由产品追溯读写模块121、产品追溯软件122和产品追溯标签123组成，产品追溯标签123是产品的身份ID，产品所有的资料和信息都以这个ID为唯一身份识别，产品追溯读写模块121与产品追溯标签123是通过接触或非接触读写信息；产品追溯软件122用于管理基于产品追溯标签123的资料和信息。
如图21所示，所述控制显示单元13由控制显示屏124、显示组态软件125和显示通讯协议126组成，控制显示屏124是显示显示组态软件125信息的，显示组态软件125把显示通讯协议126内容以图例方式在控制显示屏124上显示出来；
如图22所示，所述土壤监测单元10由第一Ad采集模块127、土壤元素传感器128和土壤监测软件129组成，第一Ad采集模块127实时监测土壤元素传感器128的数据然后通过土壤监测软件129呈现出来。
如图23所示，所述病虫害监测单元11由第二Ad采集模块130、病虫害传感器131和病虫害监测软件132组成，第二Ad采集模块130实时监测病虫害传感器131的数据然后通过病虫害监测软件132呈现出来。
本实施例所述的生态农业管理系统采用物联网、大数据、云服务、可视化系统，使农产品安全可靠性得到大幅提高，并且通过应用程序，使用者可即时了解到农业产品的生产流程及相关数据，进一步加大了农产品的增值空间。并可全程记录农产品的品种、生长环境、生长过程，实时自动监测农业产品生产过程的数据并控制相关设备使其达到预设的值，提高农业生产自动化程度、减少人为因素对农业生产过程中造成的不一致性，提高了农产品的品质，有效防止了各种自然灾害。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种生态农业管理系统，其特征在于，所述生态农业管理系统由中央处理单元、恒压控制单元、水位管理单元、施肥管理单元、灌溉管理单元、水质监测单元、遮光照度管理单元、湿度通风管理单元、温度控制管理单元、土壤监测单元、病虫害监测单元、气象监测单元、控制显示单元、无线阀控单元、语音提示单元、预付费管理单元、物联网通讯单元、视频采集单元、产品追溯管理单元、云数据管理服务单元、应用程序管理单元和应用程序客户服务单元组成；其中，所述恒压控制单元、水位管理单元、施肥管理单元、灌溉管理单元、无线阀控单元、语音提示单元、预付费管理单元、物联网通讯单元、水质监测单元均与所述中央处理单元通过线路连接；所述控制显示单元与所述中央处理单元由TTL电平连接；所述遮光照度管理单元、湿度通风管理单元、温度控制管理单元、土壤监测单元、病虫害监测单元、视频采集单元、产品追溯管理单元、气象监测单元、云数据管理服务单元与所述中央处理单元通过物联网通讯连接；所述应用程序管理单元、应用程序客户服务单元与所述云数据管理服务单元通过网络通讯连接；所述水位管理单元由水位监测控制模块、第三嵌入式微控制模块、水位变送器、电控阀门组成，所述水位监测控制模块与所述水位变送器、所述电控阀门之间由电缆连接；所述施肥管理单元包括施肥监测模块、第四嵌入式微控制模块、电动调节阀、流量计、文丘里管、浮子流量计、过滤器和肥液桶，所述施肥监测模块与所述电动调节阀、流量计之间由电缆连接；所述文丘里管、电动调节阀、流量计、浮子流量计、过滤器之间由管道连接；所述灌溉管理单元由灌溉监测模块、第五嵌入式微控制模块、第二变频控制模块、灌溉过滤器、灌溉阀、主管网灌溉阀、灌溉进水压力变送器、主管网压力变送器、出水压力变送器组成，所述灌溉监测模块与第二变频控制模块、灌溉阀、主管网灌溉阀、灌溉进水压力变送器、主管网压力变送器、出水压力变送器通过电缆连接；所述水质监测单元由水质监控模块和变送器组成，所述变送器包括CE变送器、PH变送器、ORP变送器、溶氧变送器、第一温度变送器，所述水质监控模块与所述变送器之间由电缆连接。
2.根据权利要求1所述的生态农业管理系统，其特征在于，所述中央处理单元由第一嵌入式微控制模块、电源管理模块、GPRS模块、第一GPS模块、第一CFDA自组网模块组成，所述电源管理模块用于为其它模块供电，所述第一嵌入式微控制模块与其它模块通过电路连接；所述恒压控制单元由恒压监测模块、第二嵌入式微控制模块、第一变频控制模块、调节阀、进水压力变送器、出水压力传感器、主管网压力变送器组成，所述恒压监测模块与所述第二嵌入式微控制模块、进水压力变送器、出水压力传感器、主管网压力变送器通过电路连接，所述恒压监测模块与所述第一变频控制模块通过通信接口连接，所述恒压监测模块通过输入脉冲调节所述调节阀。
3.根据权利要求2所述的生态农业管理系统，其特征在于，所述遮光照度管理单元由遮光监管模块、位置监测模块、第二温度变送器和第一照度变送器组成，所述遮光监管模块与位置监测模块、第二温度变送器和第一照度变送器通过电缆连接；所述湿度通风管理单元由湿度通风监管模块、湿度变送器、湿帘、通风装置组成，所述湿度通风监管模块与所述湿度变送器、湿帘、通风装置通过电缆连接。
4.根据权利要求3所述的生态农业管理系统，其特征在于，所述温度控制管理单元由温控监管模块、第三温度变送器、加温装置组成，所述温控监管模块与所述第三温度变送器、加温装置通过电缆连接；所述土壤监测单元由第一AD采集模块、土壤元素传感器和土壤监测软件组成，所述第一AD采集模块、土壤元素传感器之间通过电缆连接；所述病虫害监测单元由第二AD采集模块、病虫害传感器和病虫害监测软件组成，所述第二AD采集模块、病虫害传感器之间通过电缆连接；所述气象监测单元由气象监管模块、云数据气象管理模块、本地区气象管理模块、风速风向变送器、雨量变送器、水蒸发变送器、第二照度变送器、负离子变送器和细颗粒物变送器、温湿度变送器组成，所述气象监管模块与所述云数据气象管理模块、本地区气象管理模块通过物联网连接，所述气象监管模块与所述风速风向变送器、雨量变送器、水蒸发变送器、第二照度变送器、负离子变送器和细颗粒物变送器、温湿度变送器通过电缆连接。
5.根据权利要求4所述的生态农业管理系统，其特征在于，所述控制显示单元由控制显示屏、显示组态软件和显示通讯协议组成；所述无线阀控单元由无线阀控监控模块、温湿度模块、土壤湿度变送器、第一远传水表、第二CFDA自组网模块组成，所述无线阀控监控模块与所述温湿度模块、土壤湿度变送器、第一远传水表通过电缆连接，所述无线阀控监控模块与所述第二CFDA自组网模块通过TTL电平连接；所述语音提示单元由语音模块和扬声器组成，所述语音模块与所述扬声器通过电缆连接。
6.根据权利要求5所述的生态农业管理系统，其特征在于，所述预付费管理单元由预付费监测模块、第二远传水表、远传电表、读写卡器、磁卡组成，所述预付费监测模块与所述第二远传水表、远传电表、读写卡器通过电缆连接；所述物联网通讯单元由物联网模块、无线数据模块、第二GPS模块、CFDA组网模块、WIFI模块、蓝牙模块、通讯总线和RJ45接口组成，所述物联网模块与无线数据模块、第二GPS模块、CFDA组网模块、RJ45接口及通讯总线通过电路连接。
7.根据权利要求6所述的生态农业管理系统，其特征在于，所述视频采集单元由视频采集管理模块、图像采集模块、图像传输模块、图像存储模块组成，所述视频采集管理模块与所述图像采集模块、图像传输模块、图像存储模块通过电路连接；所述产品追溯管理单元由产品追溯读写模块、产品追溯软件和产品追溯标签组成；所述云数据管理服务单元由云数据管理服务模块、云数据库、云存储服务器、服务器管理平台、大数据分析平台、应用程序管理平台组成，所述云数据管理服务模块与所述云数据库、云存储服务器、服务器管理平台、大数据分析平台、应用程序管理平台通过网络通讯连接。
8.根据权利要求7所述的生态农业管理系统，其特征在于，所述应用程序管理单元由应用程序管理模块、管理应用程序模块、技术顾问应用程序模块、服务应用程序模块组成，各模块之间通过网络数据连接；所述应用程序服务单元由应用程序客户服务模块、可视化农业模块、住宅模块、饮食定制模块组成，各模块之间通过网络数据连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180320 Termination date: 20200518 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |