CN111577959A

CN111577959A - 一种植物输液控制系统

Info

Publication number: CN111577959A
Application number: CN202010281019.3A
Authority: CN
Inventors: 王昭; 柳小琴
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-04-10
Filing date: 2020-04-10
Publication date: 2020-08-25

Abstract

本发明公开了一种植物输液控制系统，涉及园林绿化技术领域。所述植物输液控制系统包括：液体箱，所述液体箱的外侧设置控制单元、温湿度监测单元和输入单元，在所述液体箱上分别设置进液口和出液口，所述出液口中设置电动阀，所述出液口利用导管与针头连接；本发明提供的植物输液控制系统，利用输入单元输入植物当前的特征信息，利用温湿度监测单元实时获取植物当前所处环境中的温湿度信息，控制单元分别接收特征信息和温湿度信息后进行处理，向电动阀传输控制信号，电动阀接收控制单元传输的控制信号后，进行调节电动阀门的大小从而调节植物所需的瞬时输液量，确保根据植物的需求进行输液操作，提高整体输液效率。

Description

一种植物输液控制系统

技术领域

本发明涉及园林绿化技术领域，特别是指一种植物输液控制系统。

背景技术

植物输液在农林生产上广泛应用，特别是在促进植物生长和防治病虫害上植物输液技术提高了化肥和农药的有效利用率。其原理是将植物所需化肥或农药溶液通过注射形式注入树体，以达到促进生长、增加产量、提高品质、治虫防病、调控生长的目的。

传统的植物输液主要是通过人工悬挂输液瓶的形式来实现，将针头通过预先打好的钻孔直接插入树体中，利用重力或其他动力实现输液，但不同植物在不同时刻不同环境中所需输液量不同，例如温度高湿度小的环境中，植物需要增大输液量，而温度低湿度小则需要减小输液量。

现有的调整方式主要是通过人工调整，而在人工调整时，人员难以准确掌握不同植物在不同温湿度条件下的实时需求，从而难以掌握调整植物输液的瞬时输液量，造成效率低下。因此，提供一种植物输液控制系统是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种植物输液控制系统，根据系统实时监测对植物的瞬时输液量进行调控，从而确保根据植物的需求进行输液操作，提高整体输液效率。

基于上述目的本发明提供的一种植物输液控制系统，所述植物输液控制系统包括：

液体箱，所述液体箱的外侧设置控制单元、温湿度监测单元和输入单元，在所述液体箱上分别设置进液口和出液口，所述出液口中设置电动阀，所述出液口利用导管与针头连接；

其中，所述温湿度监测单元、输入单元和电动阀分别与所述控制单元连接；所述温湿度监测单元监测当前环境中的温湿度信息，并将温湿度信息传输到控制单元；所述输入单元响应外部输入的特征信息，并将特征信息传输到控制单元；所述控制单元分别接收特征信息和温湿度信息后进行处理，向电动阀传输控制信号；所述电动阀接收控制单元传输的控制信号后进行调节。

优选的，所述控制单元分别接收特征信息和温湿度信息后进行处理，向电动阀传输控制信号，包括：

在控制单元中建立历史数据模型；

所述历史数据模型包括：对各不同特征信息植物在不同温湿度条件下的瞬时输液量进行统计，建立基于计算学习算法中的线性回归模型；

控制单元接收温湿度信息和特征信息后，与历史数据模型进行对比，获取植物的所需瞬时输液量；

优选的，所述特征信息包括：树高，树宽，树龄和树种。

优选的，所述植物输液控制系统还包括与控制单元连接的推压装置，所述推压装置设置在液体箱的顶部，在控制单元控制下推压位于液体箱内的液体。

优选的，所述推压装置包括驱动电机和推板，所述驱动电机设置在所述液体箱的顶部外侧，所述驱动电机与推板连接，所述推板设置在所述液体箱的顶部内侧。

优选的，在所述推板的下方设置探测器，所述探测器与所述控制单元连接，用于对所述液体箱内的液面高度进行实时监测。

优选的，在所述液体箱的外侧设置太阳能供电单元，所述太阳能供电单元分别与所述控制单元、温湿度监测单元、输入单元和电动阀连接，用于提供电能。

优选的，所述进液口位于所述液体箱的侧面上半部，所述出液口位于所述液体箱的底部。

优选的，在所述针头内设置单向阻尼阀，所述单向阻尼阀用于防止液体回流。

由上面可以看出，本发明提供的一种植物输液控制系统，利用输入单元输入植物当前的特征信息，利用温湿度监测单元实时获取植物当前所处环境中的温湿度信息，控制单元分别接收特征信息和温湿度信息后进行处理，向电动阀传输控制信号，电动阀接收控制单元传输的控制信号后，进行调节电动阀门的大小从而调节植物所需的瞬时输液量，确保根据植物的需求进行输液操作，提高整体输液效率。

附图说明

图1为本发明实施例一种植物输液控制系统的单元结构连接示意图；

图2为本发明实施例一种植物输液控制系统的结构简图；

图3为本发明实施例另一种植物输液控制系统的结构简图；

图4为本发明实施例一种植物输液控制系统的推压装置结构示意图；

图中：

1、液体箱；2、控制单元；3、温湿度监测单元；4、输入单元；5、进液口；6、出液口；7、电动阀；8、导管；9、针头；10、推压装置；11、驱动电机；12、推板；13、探测器；14、太阳能供电单元。

具体实施方式

为下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

如图1和图2所示为本发明实施例一种植物输液控制系统，所述植物输液控制系统包括：

液体箱1，所述液体箱1的外侧设置控制单元2、温湿度监测单元3和输入单元4，在所述液体箱1上分别设置进液口5和出液口6，所述出液口6中设置电动阀7，所述出液口6利用导管8与针头9连接；

其中，所述温湿度监测单元3、输入单元4和电动阀7分别与所述控制单元2连接；所述温湿度监测单元3监测当前环境中的温湿度信息，并将温湿度信息传输到控制单元2；所述输入单元4响应外部输入的特征信息，并将特征信息传输到控制单元2；所述控制单元2分别接收特征信息和温湿度信息后进行处理，向电动阀7传输控制信号；所述电动阀7接收控制单元2传输的控制信号后进行调节。

本发明提供的一种植物输液控制系统，利用输入单元4输入植物当前的特征信息，利用温湿度监测单元3实时获取植物当前所处环境中的温湿度信息，控制单元2分别接收特征信息和温湿度信息后进行处理，向电动阀7传输控制信号，电动阀7接收控制单元2传输的控制信号后，进行调节电动阀7门的大小从而调节植物所需的瞬时输液量，确保根据植物的需求进行输液操作，提高整体输液效率。

如图3和图4所示为本发明实施例另一种植物输液控制系统，所述植物输液控制系统包括：

液体箱1，所述液体箱1的外侧设置控制单元2、温湿度监测单元3和输入单元4，在所述液体箱1上分别设置进液口5和出液口6，所述进液口5位于所述液体箱1的侧面上半部，所述出液口6位于所述液体箱1的底部，所述出液口6中设置电动阀7，所述出液口6利用导管8与针头9连接；

其中，所述温湿度监测单元3、输入单元4和电动阀7分别与所述控制单元2连接；所述液体箱1用于盛装植物输液所需的液体；所述温湿度监测单元3监测当前环境中的温湿度信息，并将温湿度信息传输到控制单元2；所述输入单元4响应外部输入的特征信息，并将特征信息传输到控制单元2；所述控制单元2分别接收特征信息和温湿度信息后进行处理，向电动阀7传输控制信号；所述电动阀7接收控制单元2传输的控制信号后进行调节。

其中，所述控制单元2分别接收特征信息和温湿度信息后进行处理，向电动阀7传输控制信号，包括：

在控制单元2中建立历史数据模型；所述历史数据模型包括：对各不同特征信息植物在不同温湿度条件下的瞬时输液量进行统计，建立基于机器学习算法中的线性回归模型；

控制单元2接收温湿度信息和特征信息后，与历史数据模型进行对比，获取植物的所需瞬时输液量；所述特征信息包括：树高，树宽，树龄和树种。

根据植物输液的历史数据，对于环境温度高的植物吸收能力强，对于环境湿度高的植物吸收能力弱，同时植物自身因素也会对植物的吸收能力产生影响，这里选取对植物吸收能力影响较大的树高、树宽、树龄和树种等四种因素，因此对不同树高，不同树宽，不同树龄和不同树种的植物在不同温湿度环境中所需的瞬时输液量不同，根据历史输液经验结合反复试验对植物输液时所处不同状态下的瞬时输液量进行统计，建立瞬时输液量与树高、树宽、树龄、树种以及温湿度之间的线性回归模型，同时对线性回归模型进行验证，计算复相关系数R，当R大于0.9时表示拟合程度较好，可以利用线性回归模型进行计算，控制单元2在接收到当前植物的特征信息和当前环境的温湿度信息后，代入线性回归模型中，得出当前植物的所需瞬时输液量，控制单元2根据所需瞬时输液量对电动阀7发出控制信号从而控制电动阀7的打开程度。

其中，所述植物输液控制系统还包括与控制单元2连接的推压装置10，所述推压装置10设置在液体箱1的顶部，在控制单元2控制下推压位于液体箱1内的液体。

所述推压装置10包括驱动电机11和推板12，所述驱动电机11设置在所述液体箱1的顶部外侧，所述驱动电机11与推板12连接，所述推板12设置在所述液体箱1的顶部内侧。

在液体箱1的顶部开通小孔，用于与外界导通平衡内外气压，液体箱1内的液体会在自然重力作用下向下沿出液口6流出，根据重力作用及电动阀7的打开程度能够对瞬时输液量进行控制，但对于瞬时输液量的调节范围不大，且由于流出的液体越多，液体箱1内的压力越小，液体流出速度越慢，此时仅凭控制电动阀7的打开程度来调节液体流出的瞬时输液量难以达到相应结果，因此本发明在液体箱1顶部设置推压装置10，控制单元2对所述推压装置10和电动阀7进行同时控制，推压装置10提供向下的推压力，与重力一起，为液体向下出液提供更大范围的推力，同时结合控制单元2对电动阀7的控制，双重调节瞬时输液量，使瞬时输液量能够快速达到植物所需的瞬时输液量。

其中，在所述推板12的下方设置探测器13，所述探测器13与所述控制单元2连接，用于对所述液体箱1内的液面高度进行实时监测。

所述控制单元2利用无线网络与后台控制系统连接，在后台控制系统中设置报警装置，在控制单元2中设定阈值，当液体箱1内的液面接近箱底时，探测器13传输的信息超过阈值，控制单元2向后台控制系统传输报警信息，所述报警装置发出报警，用于提醒工作人员及时更换补充液体箱1内的液体。

其中，在所述液体箱1的外侧设置太阳能供电单元14，所述太阳能供电单元14分别与所述控制单元2、温湿度监测单元3、输入单元4和电动阀7连接，用于提供电能。

当所述植物输液控制系统设置在野外时，利用在液体箱1的外侧设置太阳能供电单元14，所述太阳能供电单元14将太阳能转化为电能，同时进行储蓄，在有无太阳时均能为植物输液控制系统供电。

其中，在所述针头9内设置单向阻尼阀，所述单向阻尼阀用于防止液体回流。

当植物输液系统为植物进行输液或输液完成时，植物内部的压力会将液体反向压回导管8，利用单向阻尼阀可以防止植物内的液体回流至液体箱1内。

本发明提供的一种植物输液控制系统，利用输入单元4输入植物当前的特征信息，利用温湿度监测单元3实时获取植物当前所处环境中的温湿度信息，控制单元2分别接收特征信息和温湿度信息后进行处理，向电动阀7传输控制信号，电动阀7接收控制单元2传输的控制信号后进行调节电动阀7门的大小从而调节植物所需的瞬时输液量，确保根据植物的需求进行输液操作，提高整体输液效率。

植物在进行输液过程中，由于植物不同的高度、宽度、树龄以及环境中的温湿度等影响因子都会对植物的吸收能力产生影响，为了使输液时的瞬时输液量与植物的吸收速度达到基本一致，本发明所提供的植物输液控制系统在使用时，将植物输液系统固定在植物上，针头9通过预先打好的钻孔伸入植物的木质部，通过进液口5输入相应液体后密封，使用者通过输入单元4输入植物的特征信息，所述特征信息包括植物的树高、树宽、树龄和树种等与植物相关的信息，所述输入单元4优选的为触控显示屏，同时液体箱1外部固定的温湿度监测单元3对植物所处环境中的温湿度信息进行监测，由于控制单元2中已经预先建立历史数据模型，将特征信息与温湿度信息传输到控制单元2中，代入历史数据模型中计算，获得植物所需的瞬时输液量，所述控制单元2优选的为STM32单片机，控制单元2根据计算的所需瞬时输液量对电动阀7和推压装置10进行控制，使得通过出液口6流出的液体通量与所需瞬时输液量相同，由于植物的输液过程持续时间不长，一般在一周左右，植物的特征信息在整个输液过程中不会产生很大变化，因此在历史数据模型中，对特征信息的输入只在输液过程开始前进行，后续控制单元2在计算处理时均采用开始时输入的特征信息，无需使用者反复输入，提高了使用者的使用效率，温湿度监测单元3实时监测环境中的温湿度信息，由于不同时间段中温湿度变化较大，因此需要控制单元2利用特征信息与实时监测的温湿度信息实时进行计算，从而及时获取植物不同的所需瞬时输液量，对电动阀7进行实时调节，确保根据植物的需求进行输液操作，提高整体输液效率，且历史数据模型根据植物的特征信息建立，因此拟合程度高，实时调节后的瞬时输液量准确度高。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种植物输液控制系统，其特征在于，所述植物输液控制系统包括：

2.根据权利要求1所述的一种植物输液控制系统，其特征在于，所述控制单元分别接收特征信息和温湿度信息后进行处理，向电动阀传输控制信号，包括：

在控制单元中建立历史数据模型；

所述历史数据模型包括：对各不同特征信息植物在不同温湿度条件下的瞬时输液量进行统计，建立基于机器学习算法中的线性回归模型；

控制单元接收温湿度信息和特征信息后，与历史数据模型进行对比，获取植物的所需瞬时输液量。

3.根据权利要求2所述的一种植物输液控制系统，其特征在于，所述特征信息包括：树高，树宽，树龄和树种。

4.根据权利要求3所述的一种植物输液控制系统，其特征在于，所述植物输液控制系统还包括与控制单元连接的推压装置，所述推压装置设置在液体箱的顶部，在控制单元控制下推压位于液体箱内的液体。

5.根据权利要求4所述的一种植物输液控制系统，其特征在于，所述推压装置包括驱动电机和推板，所述驱动电机设置在所述液体箱的顶部外侧，所述驱动电机与推板连接，所述推板设置在所述液体箱的顶部内侧。

6.根据权利要求5所述的一种植物输液控制系统，其特征在于，在所述推板的下方设置探测器，所述探测器与所述控制单元连接，用于对所述液体箱内的液面高度进行实时监测。

7.根据权利要求6所述的一种植物输液控制系统，其特征在于，在所述液体箱的外侧设置太阳能供电单元，所述太阳能供电单元分别与所述控制单元、温湿度监测单元、输入单元和电动阀连接，用于提供电能。

8.根据权利要求7所述的一种植物输液控制系统，其特征在于，所述进液口位于所述液体箱的侧面上半部，所述出液口位于所述液体箱的底部。

9.根据权利要求8所述的一种植物输液控制系统，其特征在于，在所述针头内设置单向阻尼阀，所述单向阻尼阀用于防止液体回流。