CN111264348A - 园林植被智能节约型养护方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及园林养护技术领域，旨在提供园林植被智能节约型养护方法及系统，其包括实时获取植被的情况；根据制定的养护规则和实时的植被情况进行判断；当处于养护时间且实时的植被情况与预设条件不符合时，自动控制养护装置工作；当处于养护时间且实时的植被情况满足预设条件时，自动控制养护装置停止工作。解决了现有的园林植被养护主要依靠人工进行，耗费较多的人力，同时，植被养护的方式粗糙，难以针对植被实际的生长情况采取相对应的养护措施，不利于植被的良好生长的问题。本发明具有针对实际的植被情况对植被进行养护，养护方式更精细化，同时减少人力的效果。

Description

园林植被智能节约型养护方法及系统

技术领域

本发明涉及园林养护技术领域，尤其是涉及园林植被智能节约型养护方法及系统。

背景技术

目前，园林植被养护是指通过不良气候防御、适时适量浇水、土壤改良、修剪和病虫害防治等使植被良好生长、提高观赏效果的技术措施。园林植被养护工作是很繁杂的，各地区的养护方式不同、不同树种甚至同品种不同年龄时期的养护方式也是有差别的。

现有的园林植被养护方法一般采用大量人工和半机械形式，根据制定的养护规则或者养护经验进行植被养护。因园林的建设面积一般比较大，需要耗费较多的人力对植被进行养护。同时，现有的养护方式比较粗糙，难以针对植被实际的生长情况及时采取相对应的养护措施。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现有的园林植被养护主要依靠人工进行，耗费较多的人力，同时，植被养护的方式粗糙，难以针对植被实际的生长情况采取相对应的养护措施，不利于植被的良好生长。

发明内容

本发明目的一是提供园林植被智能节约型养护方法，其能根据制定的养护规则和实时的植被情况自动对植被进行养护，以针对实际的植被情况对植被进行养护，养护方式更精细化，同时减少人力。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

园林植被智能节约型养护方法，包括，

实时获取植被的情况；

根据制定的养护规则和实时的植被情况进行判断；

当处于养护时间且实时的植被情况与预设条件不符合时，自动控制养护装置工作；

当处于养护时间且实时的植被情况满足预设条件时，自动控制养护装置停止工作。

通过采用上述技术方案，根据制定的养护规则和实时获取的植被情况进行判断，当处于养护时间且实时的植被情况不满足预设条件时，即在计划养护时间内植被实际情况也需要养护，自动控制养护装置工作；当处于养护时间且实时的植被情况满足预设条件时，即在计划养护时间内植被实际情况尚未需要养护，自动控制养护装置停止工作；进而园林植被智能节约型养护方法能根据制定的养护规则和实时的植被情况自动对植被进行养护，以针对实际的植被情况对植被进行养护，养护方式更精细化，同时减少人力，节约养护成本。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：监测的植被情况包括种植土壤的温度、湿度和PH值，养护装置包括用于浇水的灌溉装置、用于喷洒药物的病虫害防治装置和用于改善土壤PH值的土壤改良装置。

通过采用上述技术方案，监测种植土壤的温度、湿度和PH值，以获取植被生长更多的信息、全面地了解植被的实际情况；养护装置包括灌溉装置、病虫害防治装置和土壤改良装置，以对植被进行全面的养护。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：判断时，当处于养护时间且监测的温度或湿度或PH值位于对应的预设数值范围内时，控制养护装置进行工作。

通过采用上述技术方案，根据制定的养护规则里的养护时间，种植土壤的温度或湿度或PH值任一个处于对应的预设数值范围内时，即在计划养护时间且实际的土壤情况确实需要养护时，针对实际的植被情况对园林植被进行养护，养护方式更精细化。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：监测的植被情况还包括植被的日均光照强度，在获取到植被的日均光照强度信息后，判断被监测的植被是的处于弱光照或是正常光照或是强光照，依据光照强度的增强增加灌溉装置的灌溉量。

通过采用上述技术方案，根据监测到的植被的日均光照强度信息，判断被监测的植被是的处于弱光照或是正常光照或是强光照，以控制灌溉装置的灌溉量，使得灌溉装置的水灌溉更适应植被的生长，减少植被缺水的情况。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：当至少两种养护装置接收到控制信号后，所述灌溉装置、所述病虫害防治装置和所述土壤改良装置轮流工作。

通过采用上述技术方案，在进行植被养护时，灌溉装置、病虫害防治装置和土壤改良装置轮流工作，以避免防护装置工作时发生冲突，降低园林植被智能节约型养护方法的执行难度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：对种植的植被和养护装置进行位置定位，获取植被和养护装置的位置信息，当处于养护时间且实时的土壤质量情况不满足预设条件时，根据位置信息控制对应位置的养护装置工作。

通过采用上述技术方案，获取植被和养护装置的位置信息，控制特定位置的养护装置对需要养护的植被进行养护，以避免园林区域内的养护装置一起工作而对不需要养护的植被造成浪费。

本发明目的二是提供园林植被智能节约型养护系统，其能根据制定的养护规则和实时的植被情况自动对植被进行养护，以针对实际的植被情况对植被进行养护，养护方式更精细化，同时减少人力。

本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：

园林植被智能节约型养护系统，包括控制模块、设置在土壤里的第一检测模块、设置在植被上的第二检测模块；

所述第一检测模块用于监测土壤的温度、湿度、PH值；

所述第二检测模块用于监测植被的光照强度和位置信息；

所述第一检测模块和所述第二检测模块的输出端与所述控制模块的输入端电性连接，所述控制模块的输出端与养护装置的电源端电性连接，所述控制模块与所述后台进行串口通信。

通过采用上述技术方案，控制模块接收第一检测模块和第二检测模块的输出的实时植被情况，并根据制定的养护规则和实时的植被情况进行判断；当处于养护时间且实时的土壤质量情况不满足预设条件时，控制养护装置工作；当处于养护时间且实时的植被情况满足预设条件时，控制养护装置停止工作，进而园林植被智能节约型养护系统能根据制定的养护规则和实时的植被情况自动控制养护装置工作、对植被进行养护，以针对实际的植被情况对植被进行养护，养护方式更精细化，同时减少人力。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：园林内安装有监测园林实时情况的摄像装置，所述后台内置有用于识别养护装置是否正确工作的识别模型，所述摄像装置的输出端与所述控制模块的输入端电性连接；

当所述控制模块向养护装置输出控制信号时，所述摄像装置将拍摄的园林视频图像传输至所述后台的识别模型内，所述识别模型对养护装置的工作内容进行自动识别，在养护装置的养护方式与预设标准不符时，所述控制模块发出警报。

通过采用上述技术方案，当养护装置对植被进行养护工作时，摄像装置将实时监测的园林视频图像传输至后台内的识别模型进行自动识别，当养护装置的工作内容与预设的标准不符时，控制模块发出警报提醒监测的工作人员到现场查看，以及时采取措施纠正养护装置，避免对园林植被造成损坏。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1. 园林植被智能节约型养护方法能根据制定的养护规则和实时的植被情况自动对植被进行养护，以针对实际的植被情况对植被进行养护，养护方式更精细化，同时减少人力，节约养护成本；

2. 根据种植土壤的温度、湿度和PH值获取植被生长的信息、全面地了解植被的实际情况并控制各种养护装置工作，对植被进行全面的养护；

3. 根据制定的养护规则里的养护时间及种植土壤的温度或湿度或PH值任一个处于对应的预设数值范围内时，针对实际的植被情况对园林植被进行养护，养护方式更精细化；

4. 根据监测到的植被的日均光照强度信息控制灌溉装置的灌溉量，使得灌溉装置的水灌溉更适应植被的生长，减少植被缺水的情况；

5. 灌溉装置、病虫害防治装置和土壤改良装置轮流工作，以避免防护装置工作时发生冲突，降低园林植被智能节约型养护方法的执行难度；

6. 获取植被和养护装置的位置信息，控制特定位置的养护装置对需要养护的植被进行养护，避免园林区域内的养护装置一起工作而对不需要养护的植被造成浪费；

7. 当养护装置的工作内容与预设的标准不符时，识别模型输出电信号，控制模块发出警报，提醒监测的工作人员到现场查看，以及时采取措施纠正养护装置，避免对园林植被造成损坏。

附图说明

图1是本发明其中一实施例的方法流程示意图；

图2是本发明其中一实施例的结构示意框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

本发明实施例一提供园林植被智能节约型养护方法，包括，

实时获取植被的情况；

根据制定的养护规则和实时的植被情况进行判断；

当处于养护时间且实时的植被情况与预设条件不符合时，自动控制养护装置工作；

当处于养护时间且实时的植被情况满足预设条件时，自动控制养护装置停止工作。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

参照图1，监测的植被情况包括种植土壤的温度、湿度和PH值。

种植土壤的温度因影响土壤中的微生物活动和土壤肥力，进而会影响到植物根系的生长，温度不适宜使得根系呼吸减慢，代谢减弱，生长缓慢，从而影响地上部生长，然后再影响根系生长。

种植土壤的湿度直接影响植物的生长。湿度过大时，植被的蒸腾作用弱，植物运输矿质营养的能力就下降，植物生长将受抑制，导致植株长速降低，叶片脱落加重，花或种子生命力降低。同时，也会使叶面水分凝结，造成叶面细胞破裂，使植株软弱。湿度过大还会助长病菌的繁殖，使植被的病虫害发生几率变大。甚至，空气湿度过大或过小都会导致植被的气孔关闭，进而光合作用减慢甚至停止。

土壤的PH值与土壤微生物的活动、有机质的合成和分解、各种营养元素的转化与释放及有效性、土壤保持养分的能力都有关系。植物病虫害也与土壤的PH值相关。土壤酸碱度对土壤养分有效性有重要影响，在PH6-7的微酸条件下，土壤养分有效性最高，最有利于植物生长。

判断时，根据是否处于养护时间和监测的温度、湿度和PH值任一种是否位于对应的预设数值范围内，控制养护装置进行工作。

养护装置包括灌溉装置、病虫害防治装置和土壤改良装置。

灌溉装置用于浇水，病虫害防治装置用于喷洒药物，土壤改良装置用于改善土壤PH值。

本实施例中，灌溉装置和病虫害防治装置均包括水泵和喷泉喷头，灌溉装置连接水源，病虫害防治装置连接配有病虫害防治效果的药水，土壤改良装置包括石灰电动喷粉器和石膏电动喷粉器，石灰用于酸性土壤改良，石膏用于碱性土壤改良。

监测的植被情况还包括植被的日均光照强度，植被的光照强度直接影响植物光合作用的强弱，光照强度过强时，会破坏植被，或者植物细胞失水过多而使气孔关闭，造成光合作用减弱，甚至停止，进而光照强度较强时应该增加植被的灌溉量，使植物细胞具有充足水分。本实施例中，取之前连续三天的光照强度的平均值作为该植被的日均光照强度。

在获取到植被的日均光照强度信息后，判断被监测的植被是的处于弱光照或是正常光照或是强光照，依据光照强度的增强增加灌溉装置的灌溉量。

当有两种及以上的养护装置同时接收到控制信号后，灌溉装置、病虫害防治装置和土壤改良装置轮流工作，养护装置按灌溉装置、病虫害防治装置、土壤改良装置的顺序进行轮流。

对种植的植被和养护装置进行位置定位，获取植被和养护装置的位置信息。当处于养护时间且实时的土壤质量情况不满足预设条件时，根据位置信息控制对应位置的养护装置工作。

本实施例的实施原理为：

实时监测植被的种植土壤的温度、湿度、PH值，植被的日均光照强度和位置信息，养护装置的位置信息；

根据制定的养护规则和实时获取的植被情况进行判断；

当处于养护时间且监测的温度、湿度和PH值任一种位于对应的预设数值范围内时，即在计划养护时间内植被实际情况也需要养护，根据植被的位置信息和养护装置的位置信息，自动控制对应位置的养护装置工作；

当处于养护时间且监测的温度、湿度和PH值任一种位于对应的预设数值范围之外时，即在计划养护时间内植被实际情况尚未需要养护，根据植被的位置信息和养护装置的位置信息，自动控制对应位置的养护装置停止工作；

同时，有两种及以上的养护装置同时接收到控制信号后，按灌溉装置、病虫害防治装置、土壤改良装置的顺序控制养护装置轮流工作；

根据获取的植被的日均光照强度信息，判断被监测的植被是处于弱光照或是正常光照或是强光照，依据光照强度的增强增加灌溉装置的灌溉量；

进而园林植被智能节约型养护方法能根据制定的养护规则和实时的植被情况自动对植被进行养护，以针对实际的植被情况对植被进行养护，养护方式更精细化，同时减少人力，节约养护成本。

参照图2，本发明实施例二提供园林植被智能节约型养护系统，包括控制模块、设置在土壤里的第一检测模块、设置在植被上的第二检测模块和后台，第一检测模块和第二检测模块的输出端与控制模块的输入端电性连接，控制模块的输出端分别与养护装置的电源端电性连接，控制模块与后台进行通信。

第二检测模块有若干且分别设置在不同位置的植被上，第一检测模块有若干且分别设置在不同种类植被的种植土壤里。

控制模块为微控制器STM32F407。

第一检测模块用于监测土壤的温度、湿度、PH值，本实施例中，第一检测模块为Analog Devices EVAL-CN0398-ARDZ评估板，其能为土壤PH 值和土壤温湿度测量快速创建原型，确定何时需要浇水以及需要添加哪些养分以平衡 PH值，实现最佳的植物生长。

第二检测模块用于监测植被的光照强度和位置信息、养护装置的位置信息，第二检测模块包括设置在植被上的光照度传感器和设置在植被上和养护装置上的GPS追踪器，本实施例中，光照度传感器的型号为HB-LX100智能光照度传感器，GPS追踪器的型号为GPS-007A。

第一检测模块、第二检测模块和控制模块之间通过传输模块连接，传输模块用于传输第一检测模块和第二检测模块检测的数据信息至控制模块内。

传输模块包括路由器和总控端，路由器有若干且分别安装于园林内，若干路由器形成的通信范围覆盖整个园林，第一检测模块和第二检测模块分别与就近的路由器的一端无线连接，路由器的另一端均与同一总控端无线连接，总控端与微控制器STM32F407的PA1引脚和PA2引脚电性连接。

微控制器STM32F407的PA11引脚和PA12引脚与后台串口通信。

后台内置有根据制定的养护规则设计的养护模型，养护模型根据养护规则中设置的养护时间按植被种类对园林植被进行定期定时地灌溉、病虫害防治和土壤改良。

园林内安装有监测园林实时情况的摄像装置，摄像装置的输出端与微控制器STM32F407的PA3引脚电性连接。

后台内还设置有用于识别植被养护方式是否正确的识别模型，识别模型学习归纳已分类的养护装置的正确示范工作照片后再对摄像装置的传输的视频图像进行识别。本实施例中，采用基于yolo的检测模型，通过采集预设数量的已拍摄视频图像中的包含养护装置正确工作的现场样本，对已采集的现场样本进行样本标注，利用标注的样本对yolo检测模型进行训练，最终得到识别模型。

微控制器STM32F407的PD6引脚和养护装置的电源端电性连接。

本实施例的实施原理为：

第一检测模块将监测的土壤的温度、湿度、PH值以电信号形式无线传输至与其连接的路由器内，第二检测模块将监测的植被的光照强度和位置信息、养护装置的位置信息以电信号形式无线传输至与其连接的路由器内；

路由器将采集的数据信号经总控端输入至微控制器STM32F407的PA1引脚或者PA2引脚内；

微控制器STM32F407根据后台内的养护模型和从PA1引脚或者PA2引脚处接收到的数据信号进行判断；

当处于养护时间且监测的温度、湿度和PH值任一种位于对应的预设数值范围内时，微控制器STM32F407的PD6引脚向养护装置输出控制信号，控制养护装置启动工作；

同时，摄像装置将拍摄的园林视频图经微控制器STM32F407的PA3引脚传输至后台的识别模型内，使得识别模型对养护装置的工作方式是否正确进行自动识别，在养护装置的养护方式与预设标准不符时，控制模块发出警报声；

当处于养护时间且监测的温度、湿度和PH值任一种位于对应的预设数值范围之外时，微控制器STM32F407的PD6引脚向养护装置输出控制信号，控制养护装置停止工作；

有两种及以上的养护装置同时接收到控制信号后，微控制器STM32F407按灌溉装置、病虫害防治装置、土壤改良装置的顺序控制养护装置轮流工作；

微控制器STM32F407根据获取的植被日均光照强度值与预设的范围值进行比较，判断被监测植被的日均光照强度值是处于弱光照范围内或是正常光照范围内或是强光照范围内，依据光照强度的增强增加灌溉装置的灌溉量；

进而园林植被智能节约型养护系统能根据制定的养护规则和实时的植被情况自动对植被进行养护，以针对实际的植被情况对植被进行养护，养护方式更精细化，同时减少人力，节约养护成本。

Claims (8)

1.园林植被智能节约型养护方法，其特征在于，包括，

实时获取植被的情况；

根据制定的养护规则和实时的植被情况进行判断；

当处于养护时间且实时的植被情况与预设条件不符合时，自动控制养护装置工作；

当处于养护时间且实时的植被情况满足预设条件时，自动控制养护装置停止工作。

2.根据权利要求1所述的园林植被智能节约型养护方法，其特征在于，监测的植被情况包括种植土壤的温度、湿度和PH值，养护装置包括用于浇水的灌溉装置、用于喷洒药物的病虫害防治装置和用于改善土壤PH值的土壤改良装置。

3.根据权利要求2所述的园林植被智能节约型养护方法，其特征在于，判断时，当处于养护时间且监测的温度或湿度或PH值位于对应的预设数值范围内时，控制养护装置进行工作。

4.根据权利要求2所述的园林植被智能节约型养护方法，其特征在于，监测的植被情况还包括植被的日均光照强度，在获取到植被的日均光照强度信息后，判断被监测的植被是的处于弱光照或是正常光照或是强光照，依据光照强度的增强增加灌溉装置的灌溉量。

5.根据权利要求2所述的园林植被智能节约型养护方法，其特征在于，当至少两种养护装置接收到控制信号后，所述灌溉装置、所述病虫害防治装置和所述土壤改良装置轮流工作。

6.根据权利要求1所述的园林植被智能节约型养护方法，其特征在于，对种植的植被和养护装置进行位置定位，获取植被和养护装置的位置信息，当处于养护时间且实时的土壤质量情况不满足预设条件时，根据位置信息控制对应位置的养护装置工作。

7.园林植被智能节约型养护系统，基于权利要求1-6任一项所述的园林植被智能节约型养护方法，其特征在于，包括控制模块、设置在土壤里的第一检测模块、设置在植被上的第二检测模块和后台；

所述第一检测模块用于监测土壤的温度、湿度、PH值；

所述第二检测模块用于监测植被的光照强度和位置信息；

所述第一检测模块和所述第二检测模块的输出端与所述控制模块的输入端电性连接，所述控制模块的输出端与养护装置的电源端电性连接，所述控制模块与所述后台进行串口通信。

8.根据权利要求7所述的园林植被智能节约型养护系统，其特征在于，园林内安装有监测园林实时情况的摄像装置，所述后台内置有用于识别养护装置是否正确工作的识别模型，所述摄像装置的输出端与所述控制模块的输入端电性连接；

当所述控制模块向养护装置输出控制信号时，所述摄像装置将拍摄的园林视频图像传输至所述后台的识别模型内，所述识别模型对养护装置的工作内容进行自动识别，在养护装置的养护方式与预设标准不符时，所述控制模块发出警报。

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