CN108983855A - 一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法，属于设施蔬菜技术领域。该基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法包括如下步骤：S1：检测；S2：远程控制；S3：远程控制喷洒臭氧水；S4：滴罐；S5：取出肥料；S6：消毒。本发明中远程调节以使大棚内维持预设光照强度、预设温度、预设湿度、预设二氧化碳浓度，远程控制喷洒件在蔬菜上喷洒臭氧水，将害虫除掉，远程控制PLC以控制水泵从蓄水池内抽取水并输送至用以给蔬菜进行滴罐的滴罐件处，远程控制PLC以控制取肥件从肥料箱中取出肥料并运送至蔬菜底端，在监控到蔬菜出现枯死或者得病时，将蔬菜铲除掉并对土壤消毒，实现基于物联网技术进行远程管理大棚内的设施蔬菜，方便快捷。

Description

一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法

技术领域

本发明属于设施蔬菜技术领域，涉及一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法。

背景技术

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internet of things（IoT）”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

设施蔬菜生产是目前蔬菜产业的主要生产方式，对解决蔬菜周年供应、调剂品种余缺起到了极为重要的作用，是一种高度集约化的种植业生产方式，已成为农业及农村经济发展的主导产业之一。设施蔬菜栽培的环境条件表现为高温、高湿、温度变化较小、通风差以及天敌种类少等特点，为病虫害提供了优越的越冬场所，在相对封闭、环境温暖湿润、作物种植密度高的设施温室中，病虫害发育速率快、世代多、繁殖能力强，极易定殖和传播，而且比大田作物更易暴发成灾。

发明内容

本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种可以基于物联网技术进行远程管理大棚内的设施蔬菜的方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法，用以根据物联网技术对设施蔬菜的大棚进行管理，包括如下步骤：

S1：控制器分别控制光照强度传感器检测大棚内的光照强度、温度传感器检测大棚内的实时温度、湿度传感器检测大棚内的实时湿度、二氧化碳传感器检测大棚内实时二氧化碳浓度、摄像机监控大棚内侧，并通过通信模块将检测的光照强度、实时温度、实时湿度、视频上传至用户终端；

S2：用户终端通过远程控制PLC以分别控制遮阳件遮住太阳光或者反光件向蔬菜发射太阳光使光照强度为预设光照强度、控制风机鼓入热风或者冷风使实时温度为预设温度、控制除湿件或者加湿件调节实时湿度为预设湿度、输送件向大棚内输送第二预设数量的气肥使实时二氧化碳浓度为预设二氧化碳浓度；

S3：在摄像机监控到大棚内出现害虫时，用户终端远程控制PLC以控制喷洒件向蔬菜上喷洒第三预设数量的臭氧水；

S4：每隔第一预设时间远程控制PLC以控制水泵从蓄水池内抽取第一预设体积的水并输送至用以给蔬菜进行滴罐的滴罐件处；

S5：远程控制PLC以控制取肥件从肥料箱中取出肥料并运送至蔬菜处；

S6：在摄像机监控到蔬菜出现枯死或者得病时，将蔬菜铲除掉并对土壤消毒。

优选的，步骤S2中光照强度传感器检测大棚内的太阳光照强度，如果太阳光照强度大于预设光照强度则将遮阳件遮盖在大棚上，如果太阳光照强度小于预设光照强度将反光件分别挂在大棚内侧以将照射于大棚两侧的太阳光反射至蔬菜上。

优选的，通过第一计时器对光照强度传感器检测的时间进行计时，第一计时器计时为第二预设时间时控制器关闭光照强度传感器，在第一计时器计时小于第二预设时间时，如果光照强度传感器检测的光照强度小于预设光照强度将大棚内的灯在第二预设光照强度下打开以使光照强度传感器检测的光照强度为预设光照强度、第一计时器的计时为第二预设时间。

优选的，在第一计时器计时为第二预设时间时，如果光照强度传感器检测的太阳光照强度大于第三预设光照强度时将草帘盖在大棚上以使蔬菜上没有太阳光照。

优选的，步骤S2中温度传感器检测大棚内的实时温度，如果实时温度大于第一预设温度时通过风机向大棚内鼓入冷风，如果实时温度小于第二预设温度时通过风机向大棚内鼓入热风。

优选的，步骤S3中在摄像机监控到大棚内出现害虫时在蔬菜上放置第四预设数量的瓢虫。

优选的，所述灯为金属卤化灯。

优选的，所述反光件为聚酯反光膜。

优选的，所述大棚的通风口处设有银灰色的薄膜条。

优选的，所述大棚内侧设有防虫网，所述防虫网一侧可以设有用以发射信号的信号发射件、用以接收信号发射件发出信号的信号感应件和用以在信号感应件未感应到信号发射件发出信号时进行报警的报警器。

本发明中的用户终端根据光照强度传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器检测的数据远程调节以使大棚内维持预设光照强度、预设温度、预设湿度、预设二氧化碳浓度，保证蔬菜高产、优质的生长，并在摄像机监控大棚内出现害虫时，远程控制喷洒件在蔬菜上喷洒臭氧水，将害虫除掉，保证蔬菜健康生长，每隔第一预设时间远程控制PLC以控制水泵从蓄水池内抽取第一预设体积的水并输送至用以给蔬菜进行滴罐的滴罐件处，保证蔬菜充足水量，远程控制PLC以控制取肥件从肥料箱中取出第四预设数量的肥料并运送至蔬菜底端，保证蔬菜中营养充足，在摄像机监控到蔬菜出现枯死或者得病时，将蔬菜铲除掉并对土壤消毒，保证其他蔬菜可以健康的生长，实现基于物联网技术进行远程管理大棚内的设施蔬菜，方便快捷。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

请参阅图1，本实施例中的基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法，用以根据物联网技术对设施蔬菜的大棚进行管理，包括如下步骤：

S1：控制器分别控制光照强度传感器检测大棚内的光照强度、温度传感器检测大棚内的实时温度、湿度传感器检测大棚内的实时湿度、二氧化碳传感器检测大棚内实时二氧化碳浓度、摄像机监控大棚内侧，并通过通信模块将检测的光照强度、实时温度、实时湿度、视频上传至用户终端；

S2：用户终端通过远程控制PLC以分别控制遮阳件遮住太阳光或者反光件向蔬菜发射太阳光使光照强度为预设光照强度、控制风机鼓入热风或者冷风使实时温度为预设温度、控制除湿件或者加湿件调节实时湿度为预设湿度、输送件向大棚内输送第二预设数量的气肥使实时二氧化碳浓度为预设二氧化碳浓度；

S3：在摄像机监控到大棚内出现害虫时，用户终端远程控制PLC以控制喷洒件向蔬菜上喷洒第三预设数量的臭氧水；

S4：每隔第一预设时间远程控制PLC以控制水泵从蓄水池内抽取第一预设体积的水并输送至用以给蔬菜进行滴罐的滴罐件处；

S5：远程控制PLC以控制取肥件从肥料箱中取出肥料并运送至蔬菜处；

S6：在摄像机监控到蔬菜出现枯死或者得病时，将蔬菜铲除掉并对土壤消毒。

此处，用户终端根据光照强度传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器检测的数据远程调节以使大棚内维持预设光照强度、预设温度、预设湿度、预设二氧化碳浓度，保证蔬菜高产、优质的生长，并在摄像机监控大棚内出现害虫时，远程控制喷洒件在蔬菜上喷洒臭氧水，将害虫除掉，保证蔬菜健康生长，每隔第一预设时间远程控制PLC以控制水泵从蓄水池内抽取第一预设体积的水并输送至用以给蔬菜进行滴罐的滴罐件处，保证蔬菜充足水量，远程控制PLC以控制取肥件从肥料箱中取出第四预设数量的肥料并运送至蔬菜底端，保证蔬菜中营养充足，在摄像机监控到蔬菜出现枯死或者得病时，将蔬菜铲除掉并对土壤消毒，保证其他蔬菜可以健康的生长，实现基于物联网技术进行远程管理大棚内的设施蔬菜，方便快捷。

气肥可以为二氧化碳，在大棚中施用二氧化碳可提高作物光合作用的强度和效率，促进根系发育，提高产品品质，并大幅度提高蔬菜产量。

臭氧水具有极强的氧化性,是广谱消毒杀菌剂，能杀灭物体表面的细菌病毒，去除果蔬残留农药，且无二次污染。臭氧水是由臭氧通过暴气或射流器与水混合后的液体溶液，臭氧几乎对所有的病毒、霉菌、真菌、原虫及卵囊都具有明显的灭活作用，它还能抑制病原真菌、细菌的侵染和大量繁殖，臭氧水还能对各种病害如霜霉病，灰霉病，白粉病，早疫病，根腐病 ，黄瓜猝倒病，番茄青枯病，辣椒疫病等均具有很好的防治效果，同时对各种地下地上的虫害如根线虫、韭蛆、烟粉虱、瓜蚜等均有不同程度的杀灭效果，这样会使作物无害无污染的纯绿色条件下生长，真正的达到高产，优质，绿色纯天然。

给设施蔬菜滴灌可避免由于水分传播病虫的弊端, 同时还可降低土壤和空气相对湿度, 提高地温和气温, 减少肥水下渗, 提高肥效，而且能够使蔬菜个体发育健壮, 群体抗性强, 可为植株生长创造适宜的生长环境。

除湿件可以为除湿机，加湿件可以为加湿器。

肥料箱内用以容置有机肥的第一肥料盒、用以容置磷肥的第二肥料盒、用以容置钾肥的第三肥料盒和用以容置氮肥的第四肥料盒，在施用有机肥的基础上, 根据蔬菜对各营养元素的需求, 补施化肥, 适当增施磷、钾肥, 防止超量偏施氮肥, 从而提高植株抗病虫害能力。取肥件可以包括用以从第一肥料盒中取出有机肥的第一取肥勺、固接于第一取肥勺一端的第一取肥杆、用以驱动第一取肥勺的第一电机、用以从第二肥料盒中取出磷肥的第二取肥勺、固接于第二取肥勺一端的第二取肥杆、用以驱动第二取肥勺的第二电机、用以从第三肥料盒中取出钾肥的第三取肥勺、固接于第三取肥勺一端的第三取肥杆、用以驱动第三取肥勺的第三电机、用以从第四肥料盒中取出氮肥的第四取肥勺、固接于第四取肥勺一端的第四取肥杆、用以驱动第四取肥勺的第四电机，第一电机、第二电机、第三电机和第四电机由PLC控制开启或者关闭，用户终端远程控制PLC用以获取有机肥、磷肥、钾肥或者氮肥。

控制器可以为STM32单片机，通信模块可以为ZigBee、4G、蓝牙或者WIFI模块，用户终端可以为服务器终端或者移动终端，实现从大棚和用户的快速通信和用户远程管理大棚内的设施蔬菜。

步骤S2中光照强度传感器检测大棚内的太阳光照强度，如果太阳光照强度大于第一预设光照强度则将遮阳件遮盖在大棚上，如果太阳光照强度小于第一预设光照强度将反光件分别挂在大棚内侧以将照射于大棚两侧的太阳光反射至蔬菜上。这样就可以在太阳光照过强时将遮阳件遮盖在大棚上避免将蔬菜晒焉了，在太阳光照不强时通过将太阳照射到其他地方的光反射到蔬菜上用来增强光照强度。

通过第一计时器对光照强度传感器检测的时间进行计时，第一计时器计时为第二预设时间时控制器关闭光照强度传感器，在第一计时器计时小于第二预设时间时，如果光照强度传感器检测的光照强度小于预设光照强度将大棚内的灯在第二预设光照强度下打开以使光照强度传感器检测的光照强度为预设光照强度、第一计时器的计时为第二预设时间。蔬菜每天的光照时间不能太短，不利于光合作用，不利于蔬菜茁壮成长，在太阳光照时间不足时，将灯打开，并保证光照强度为预设光照强度，在第一计时器的计时为第二预设时间时将灯关闭。

在第一计时器计时为第二预设时间时，如果光照强度传感器检测的太阳光照强度大于第三预设光照强度时将草帘盖在大棚上以使蔬菜上没有太阳光照。蔬菜每天的光照时间不能过长，光照时间过长，花芽分化减少、雌花更少，不利于蔬菜的成长，如果在第一计时器计时未第二预设时间时，太阳光的光照依然很强，使用薄的草帘、遮阳网覆盖于大棚外侧或者在棚膜上喷水、抹泥以使蔬菜上没有太阳光。通过遮光后可明显提高棚室蔬菜叶片的净光合速率，而且还可提高叶绿素的含量，由于遮光降低了棚室内的气温和光照强度，可提高空气湿度，使叶片的蒸腾速率和叶干重降低，遮光后还避免了强光暴晒和日灼果的为害。

步骤S2中温度传感器检测大棚内的实时温度，如果实时温度大于第一预设温度时通过风机向大棚内鼓入冷风，如果实时温度小于第二预设温度时通过风机向大棚内鼓入热风，这样就可以保证实时温度为预设温度。用户终端通过远程控制PLC以控制风机鼓入冷风或者热风。风机一端可以连接有制冷系统和加热器。

步骤S3中在摄像机监控到大棚内出现害虫时可以在蔬菜上放置第四预设数量的瓢虫，这样就可以使得利用瓢虫捕食蚜虫、介壳虫类，不会有化学药物残留在蔬菜上。

灯可以为金属卤化灯。植物进行光合作用主要吸收400～500nm的蓝光、紫光区和600～700nm的红光区，因此在冬季或阴雨雪天光照不足时可以用人工光源补充照明，人工补光的光谱中应富含红光、蓝光和紫光，金属卤化灯具有光效高，光色好，寿命长，功率大的特点。

反光件可以为聚酯反光膜。聚酯反光膜是一种表面镀有铝粉的银色聚酯膜，可以将其悬挂在大棚内的立柱上，可以将照射到大棚一侧的太阳光反射到蔬菜上，可以明显增强光照强度，聚酯反光膜在水平方向的增光有效范围在2m以内，在垂直方向的增光有效范围在50cm以内，聚酯反光膜克服了大棚内部一侧的光照弱，昼夜温差小的缺点，特别是阴、雨、雾天效果更佳，聚酯反光膜在使用时，宽度不应少于1m，否则会因反光面小而使反光作用差。在大棚的内测立柱上可以涂上白色铅油可以改善光照。

大棚的通风口处可以设有银灰色的薄膜条。利用蚜虫对银灰色的负趋向性, 通过在棚室通风处悬挂银灰色的薄膜条, 或将银灰色薄膜覆盖于地面, 驱避蚜虫、烟粉虱等,可收到较好的避蚜效果, 减轻蔬菜病毒病的发生。

大棚内侧可以设有防虫网，防虫网一侧可以设有用以发射信号的信号发射件、用以接收信号发射件发出信号的信号感应件和用以在信号感应件未感应到信号发射件发出信号时进行报警的报警器。防虫网可以设置于大棚的通风口处，可以用来阻隔害虫，防止害虫迁飞进入大棚。防虫网可以为20~30目的不锈钢防虫网。信号发射件可以为红外信号发射器，信号感应件可以为红外信号感应器，报警器可以为声光报警器，在红外信号感应器未感应到红外信号发射器发出信号时声光报警器发出一声鸣叫和红光，同时控制器可以通过通信模块给用户终端发出警报信息，这样就可以早发现害虫进入大棚，及时进行治理害虫，减少蔬菜的损失。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法，用以根据物联网技术对设施蔬菜的大棚进行管理，其特征在于，包括如下步骤：

S1：控制器分别控制光照强度传感器检测大棚内的光照强度、温度传感器检测大棚内的实时温度、湿度传感器检测大棚内的实时湿度、二氧化碳传感器检测大棚内实时二氧化碳浓度、摄像机监控大棚内侧，并通过通信模块将检测的光照强度、实时温度、实时湿度、视频上传至用户终端；

S2：用户终端通过远程控制PLC以分别控制遮阳件遮住太阳光或者反光件向蔬菜发射太阳光使光照强度为预设光照强度、控制风机鼓入热风或者冷风使实时温度为预设温度、控制除湿件或者加湿件调节实时湿度为预设湿度、输送件向大棚内输送第二预设数量的气肥使实时二氧化碳浓度为预设二氧化碳浓度；

S3：在摄像机监控到大棚内出现害虫时，用户终端远程控制PLC以控制喷洒件向蔬菜上喷洒第三预设数量的臭氧水；

S4：每隔第一预设时间远程控制PLC以控制水泵从蓄水池内抽取第一预设体积的水并输送至用以给蔬菜进行滴罐的滴罐件处；

S5：远程控制PLC以控制取肥件从肥料箱中取出肥料并运送至蔬菜处；

S6：在摄像机监控到蔬菜出现枯死或者得病时，将蔬菜清除掉并对土壤消毒。

2.如权利要求1所述的一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法，其特征在于：步骤S2中光照强度传感器检测大棚内的太阳光照强度，如果太阳光照强度大于预设光照强度则将遮阳件遮盖在大棚上，如果太阳光照强度小于预设光照强度将反光件分别挂在大棚内侧以将照射于大棚两侧的太阳光反射至蔬菜上。

3.如权利要求2所述的一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法，其特征在于：通过第一计时器对光照强度传感器检测的时间进行计时，第一计时器计时为第二预设时间时控制器关闭光照强度传感器，在第一计时器计时小于第二预设时间时，如果光照强度传感器检测的光照强度小于预设光照强度将大棚内的灯在第二预设光照强度下打开以使光照强度传感器检测的光照强度为预设光照强度、第一计时器的计时为第二预设时间。

4.如权利要求3所述的一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法，其特征在于：在第一计时器计时为第二预设时间时，如果光照强度传感器检测的太阳光照强度大于第三预设光照强度时将草帘盖在大棚上以使蔬菜上没有太阳光照。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法，其特征在于：步骤S2中温度传感器检测大棚内的实时温度，如果实时温度大于第一预设温度时通过风机向大棚内鼓入冷风，如果实时温度小于第二预设温度时通过风机向大棚内鼓入热风。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法，其特征在于：步骤S3中在摄像机监控到大棚内出现害虫时在蔬菜上放置第四预设数量的瓢虫。

7.如权利要求3或4所述的一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法，其特征在于：所述灯为金属卤化灯。

8.如权利要求1或2或3或4所述的一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法，其特征在于：所述反光件为聚酯反光膜。

9.如权利要求1或2或3或4所述的一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法，其特征在于：所述大棚的通风口处设有银灰色的薄膜条。

10.如权利要求1或2或3或4所述的一种基于物联网技术的设施蔬菜的管理方法，其特征在于：所述大棚内侧设有防虫网，所述防虫网一侧可以设有用以发射信号的信号发射件、用以接收信号发射件发出信号的信号感应件和用以在信号感应件未感应到信号发射件发出信号时进行报警的报警器。