CN107943167A - 智能化植物管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能农业技术领域，公开了智能化植物管理系统及方法，该系统包括植入植物的近距离无线通信NFC芯片、至少一个NFC感应终端、环境参数采集设备、环境参数采集控制器、云端大数据运算系统以及环境调控系统；该NFC芯片存储对应植物的ID，至少一个NFC感应终端设置在该NFC芯片有效工作范围内，该NFC芯片上设置有温度、湿度传感器；该至少一个NFC感应终端与云端大数据运算系统连接；该环境参数采集设备置于该植物10米范围内，该环境参数采集设备与环境参数采集控制器连接，该环境参数采集控制器与云端大数据运算系统连接；该云端大数据运算系统与环境调控系统连接。通过上述系统，实现了有效管理监控植物，提高植物生长效率的目的。

Description

智能化植物管理系统及方法

技术领域

本发明涉及的智能农业技术领域，尤其涉及智能化植物管理系统及方法。

背景技术

过去的农业种植都是靠天吃饭，靠人力耕种；现代化的机械耕种提高了耕种效率，但是农业种植缺乏系统化的管理，尤其是很多稀有品种的植物，受种植环境影响大，产量低，同一品种涨势速度不一，无法有效进行管理。

发明内容

本发明的目的在于提供智能化植物管理系统及方法，旨在解决现有植物生长随意、生长效率不高的问题。

本发明是这样实现的，智能化植物管理系统包括:

植入植物的近距离无线通信(Near Field Communication，NFC)芯片，实时从植物内部采集植物的温度、湿度信息，该NFC芯片还存储对应植物的身份标识号(Identification Number，ID)；

至少一个NFC感应终端，用于从NFC芯片读取植物的温度、湿度信息以及NFC芯片对应植物的ID和定位信息；

环境参数采集设备，用于采集植物生长环境参数；

环境参数采集控制器，与环境参数采集设备连接，用于将所述环境参数采集设备采集的环境参数发送至与所述环境参数采集控制器连接的云端大数据运算系统；

云端大数据运算系统，包括云端存储单元和云端运算单元，所述云端存储单元用于数据的存储，所述云端运算单元用于计算最优植物环境信息。

环境调控系统，包括温湿度控制器、温度调试系统和湿度调试系统，环境调控系统从云端大数据运算系统获取最优植物环境信息，温湿度控制器根据最优植物环境信息包括的最优植物环境温度T1w和最优植物环境湿度T2s控制温度调试系统和湿度调试系统进行温度和湿度的调节。

本发明智能化植物管理系统通过对植物内部温度、湿度进行监测以及环境温度、湿度进行检测，通过计算出最优植物环境信息来实现对植物生长环境进行优化，提高植物生长效率。

本发明是这样实现的，智能化植物管理方法包括:

植入植物的NFC芯片采集植物内部温度、湿度信息；

NFC感应终端从所述NFC芯片读取植物内部温度、湿度信息以及所述NFC芯片对应植物的ID；

NFC感应终端将所述植物内部温度、湿度信息以及所述NFC芯片对应植物的ID传输给与NFC感应终端连接的云端大数据运算系统；

环境参数采集设备采集植物环境信息，将所述植物环境信息发送至环境参数采集控制器；

环境参数采集控制器将所述植物环境信息发送至云端大数据运算系统；

根据植物内部温度、湿度信息以及植物环境信息计算出最优植物环境信息，云端大数据运算系统将最优植物环境信息发送环境调控系统；

环境调控系统根据最优植物环境信息调整环境。

进一步地，所述环境调控系统根据最优植物环境信息调整环境具体为：

环境调控系统根据所述最优植物环境信息进行环境调整；

环境调控系统在所述进行环境调整时，读取云端大数据运算系统中的所述植物环境信息；

当植物环境信息与最优植物环境信息差异在正负百分之三时，环境调整完成。

进一步地，所述NFC感应终端将NFC芯片内存储的植物定位信息发送到所述云端大数据运算系统，移动终端通过APP根据植物ID获取植物的位置。

通过上述方案，对植物内外部生长环境监控，通过云端大数据运算得到最优植物生长环境数据，并积极地调整植物生长环境到最优状态，提高植物生长效率，并且消费者还可以通过认购的方式购买植物，并实时地查询植物的状态信息和生长环境。

附图说明

图1是本发明实施例提供的智能化植物管理系统的结构图；

图2是本发明另一实时例提供的智能化植物管理方法的流程图。

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，以下结合附图及实施例，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。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例提供的智能化植物管理系统的结构图。

图1示出本发明提供的智能化植物管理系统的结构图，如图1所示的智能化植物管理系统包括如下组件：

植入植物的近距离无线通信芯片11，该NFC芯片自带温度、湿度传感器，可以实时从植物内部采集植物的温度、湿度信息，该NFC芯片还存储对应植物的ID；

需要说明的是，在同一管理系统中NFC芯片对应植物的ID具有唯一性，NFC芯片还可以存储植物的定位信息，在实际中我们会设置一个采样时间间隔，例如每10分钟采集植物内部的湿度和温度信息。

至少一个NFC感应终端12，用于从NFC芯片11读取植物的温度、湿度信息以及NFC芯片对应植物的ID和定位信息；

需要说明的是，NFC感应终端12离NFC芯片11距离不能超过NFC有效工作范围，否则就无法正常读取数据，NFC感应终端12采集范围有限，对于大片植物需要配置多个NFC感应终端读取植物的相关信息。

另外需要说明的是，NFC感应终端12需要通过有线或者无线的方式接入互联网，与云端大数据运算系统15连接，NFC芯片11采集植物内部的湿度和温度源源不断地传送到云端大数据运算系统15进行存储。

环境参数采集设备13，用于采集植物生长环境参数；

需要说明的是，环境参数采集设备13需要靠近植物，这里我们一般设置环境参数采集设备采集方圆10米范围内的环境参数，超过一定距离，采集环境参数会失真；另外采集的频率也可以设置为10分钟。

进一步需要说明的是，环境参数采集设备13包括温度传感器131、湿度传感器132、光照检测设备133、土地酸碱度检测仪134和二氧化碳浓度监测器135，在同一片植物林我们默认光照、土地酸碱度和二氧化碳浓度一致。

环境参数采集控制器14与环境参数采集设备13连接，用于将所述环境参数采集设备13采集的环境参数发送至与所述环境参数采集控制器14连接的云端大数据运算系统15；

云端大数据运算系统15包括云端存储单元151和云端运算单元152，所述云端存储单元151用于数据的存储，在本实施例中云端存储单元存储有NFC芯片对应的植物ID和定位信息，远端客户可以通过手机APP访问云端大数据运算系统15，根据植物ID来获取该植物定位的位置，该云端存储单元151还存储有植物ID对应的植物内部的温度和湿度信息，另外云端存储单元151还存储有环境参数，该环境参数包括温度、湿度、光照强度、土地酸碱度以及二氧化碳浓度等信息；所述云端运算单元152用于计算最优植物环境信息；

进一步需要说明的是，计算最优植物环境信息方法可以是：

观察到张势最好的植物，对该植物一年内部温度进行加和，假定为X1，对该植物环境参数的温度进行一年数据进行加和假定为X2，计算得到温度系数为w＝X2/X1；同理对该植物一年内部湿度进行加和，假定为Y1，对该植物环境参数的湿度进行一年数据进行加和为Y2，计算得到s＝Y2/Y1；假定实时植物内部的温度为T1，实时植物内部的湿度为T2，最优植物环境信息对应的最优植物环境温度为T1w,最优植物环境信息对应的最优植物环境湿度为T2s。

环境调控系统16包括温湿度控制器161、温度调试系统162和湿度调试系统163，环境调控系统16从云端大数据运算系统15获取最优植物环境信息，温湿度控制器161根据最优植物环境信息包括的最优植物环境温度T1w和最优植物环境湿度T2s控制温度调试系统162和湿度调试系统163进行温度和湿度的调节。

需要说明的是温度调试系统是置于植物片区的冷暖气管道，接收温湿度控制器161发送的指令进行温度调节，当环境温度低于最优植物环境温度T1w，控制暖气管道释放出暖气，当环境温度高于最优植物环境温度，控制冷气管道释放冷气，降低环境温度；湿度调试系统包括置于植物片区地下供水管道和渗水板，当环境湿度大于最优植物环境湿度T2s，调整植物片区地下渗水板间的间隔，当环境湿度小于最优植物环境湿度T2s，控制供水管道进行喷灌；通过上述办法，环境调控系统16根据最优植物环境信息调整环境。

本发明通过NFC芯片对植物内部温湿度进行监控，以及环境传感设备对植物外部温湿度监控，采集植物生长相关内外部环境数据，通过云端系统对张势较好的植物进行分析得出温度系数和湿度系数，通过植物内部的温度和湿度，以及湿度系数和温度系数计算出有利于植物生长的温度和湿度条件，并主动干预植物生长的温度和湿度，使得植物处于最佳生长状态。

图2示出本发明提供的智能化植物管理方法的流程图，如图2所示的智能化植物管理方法包括：

S201，植入植物的NFC芯片采集植物内部温度、湿度信息。

需要说明的是，我们这里可以设置5分钟、10分钟或者更长时间作为采集植物内部温度、湿度信息的时间粒度。

S202，NFC感应终端从所述NFC芯片读取植物内部温度、湿度信息以及所述NFC芯片对应植物的ID。

需要说明的是，上述ID是预设并存储NFC芯片里面的，在系统里面具有唯一性，用于区别其它植物。

S203，NFC感应终端将所述植物内部温度、湿度信息以及NFC芯片对应植物的ID传输给与NFC感应终端连接的云端大数据运算系统。

S204，环境参数采集设备采集植物环境信息，将所述植物环境信息发送至环境参数采集控制器。

需要说明的是，环境参数采集设备会采用与NFC芯片同样的时间粒度进行植物环境信息采集，这样采集的数据才有可比较性，并且NFC芯片采集植物内部温度、湿度和环境参数采集控制器采集时间同步。

S205，环境参数采集控制器将所述植物环境信息发送至云端大数据运算系统。

需要说明的是，植物环境信息不仅包括温度、湿度还包括光照强度、土地酸碱度以及二氧化碳浓度；这里我们主要以温度、湿度为研究对象，而光照强度、土地酸碱度以及二氧化碳浓度我们也会搜集存储在云端，用于计算和研发。

S206，根据植物内部温度、湿度信息以及植物环境信息计算出最优植物环境信息，云端大数据运算系统将最优植物环境信息发送环境调控系统。

需要说明的是，在智能化植物管理系统中已经描述了计算出最优植物环境信息方法，通过上述方法可以计算出最优植物环境温度和最优植物环境湿度。

S207，环境调控系统根据最优植物环境信息调整环境。

需要说明的是，根据最优植物环境信息调整环境方法在本发明另一实施例中说明，本实施例需要补充说明的是，在实践中，我们根据最优植物环境信息进行温度和湿度的调节，当环境调控系统在进行环境调整时，读取云端大数据运算系统中的植物环境信息，当植物环境信息与最优植物环境信息差异在正负百分之三以内时，我们视环境调整完成，这是因为环境温湿度实施受自然条件的影响，总在实时变化，另外检测也有误差，当植物环境信息与最优植物环境信息差异在正负百分之三以内，我们会停止调整。系统会不断地检测植物内部温度、湿度信息，也会不停计算出最优植物环境信息，通过对比来保障植物生长在最佳生长环境。

可选的是，在步骤S102中，NFC感应终端可以从NFC芯片读取对应植物的定位信息；在步骤S103中，NFC感应终端将所述定位信息发送给云端大数据运算系统。移动终端通过应用(Application,APP)软件访问云端大数据运算系统，根据植物的ID，获取植物的定位信息，并可以通过地图软件定位到植物的位置。

通过上述方法的处理，主动改变植物生长的环境温度、湿度，使得不易生长的植物提高生长效率，解决了植物生长靠天吃饭，随意性大，生长效率不高的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.智能化植物管理系统，其特征在于，所述系统包括植入植物的近距离无线通信NFC芯片、至少一个NFC感应终端、环境参数采集设备、环境参数采集控制器、云端大数据运算系统以及环境调控系统；所述NFC芯片存储对应植物的身份标识号ID，所述至少一个NFC感应终端设置在所述NFC芯片有效工作范围内，所述NFC芯片上设置有温度、湿度传感器；所述至少一个NFC感应终端与云端大数据运算系统连接；所述环境参数采集设备置于所述植物10米范围内，所述环境参数采集设备与环境参数采集控制器连接，所述环境参数采集控制器与云端大数据运算系统连接；所述云端大数据运算系统与环境调控系统连接。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述NFC芯片存储对应植物的定位信息。

3.智能化植物管理方法，其特征在于，所述方法包括：

植入植物的NFC芯片采集植物内部温度、湿度信息；

NFC感应终端从所述NFC芯片读取植物内部温度、湿度信息以及所述NFC芯片对应植物的ID；

NFC感应终端将所述植物内部温度、湿度信息以及所述NFC芯片对应植物的ID传输给与NFC感应终端连接的云端大数据运算系统；

环境参数采集设备采集植物环境信息，将所述植物环境信息发送至环境参数采集控制器；

环境参数采集控制器将所述植物环境信息发送至云端大数据运算系统；

根据植物内部温度、湿度信息以及植物环境信息计算出最优植物环境信息，云端大数据运算系统将最优植物环境信息发送环境调控系统；

环境调控系统根据最优植物环境信息调整环境。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述环境调控系统根据最优植物环境信息调整环境具体为：

环境调控系统根据所述最优植物环境信息进行环境调整；

环境调控系统在所述进行环境调整时，读取云端大数据运算系统中的所述植物环境信息；

当植物环境信息与最优植物环境信息差异在正负百分之三时，环境调整完成。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述NFC感应终端将NFC芯片内存储的植物定位信息发送到所述云端大数据运算系统，移动终端通过APP根据植物ID获取植物的位置。