CN111665888A - 一种园林种植植物生理状态监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种园林种植植物生理状态监控系统及方法，包括管道模块、检测模块、浇灌控制模块和远程控制模块：所述管道模块，用于提供浇灌各个种植区的水源以及均匀分散加湿的水汽；所述检测模块，用于检测种植区土壤状态和空气状态，并传输土壤水分参数和空气湿度参数；所述浇灌控制模块，根据接收的参数切换两种浇灌状态，用于浇灌种植区或是加湿种植区湿度；所述远程控制模块，通过嵌入工作人员的通讯器终端，用于设定浇灌时长和接收异常参数警报，通过检测模块实时检测指定区域内的土壤水分参数和空气湿度参数并上传，经过浇灌控制模块判定后分别实施浇灌土壤和湿化空气的浇灌方案，便于工作人员对不同种植区内的植物水分生理进行监控。
Description
技术领域
本发明涉及植物种植技术领域，具体涉及一种园林种植植物生理状态监控系统及方法。
背景技术
植物生理状态影响着植物的物质代谢、能量转化和生长发育等的规律，包括光合作用、植物代谢、植物呼吸、植物水分生理、植物矿质营养、植物体内运输、生长与发育、抗逆性和植物运动等因素，其中植物水分生理为植物生成中较为重要的部分。
例如，园林内一般会种植不同种类的植物，其中植物在种植过程中，不同种类的植物对土壤水分和空气湿度存在不同的要求，若是土壤内水分含量长时间过低，则很可能会造成植物枯死，若是空气湿度较低，则可能会导致植物气孔关闭，CO2难以进入叶肉细胞从而导致光合作用减慢甚至停止。
现有技术中对于园林种植植物的浇灌方式以及种植区的湿化方式仍需通过工作人员完成，工作人员需提前区分不同种类的植物后进行浇灌和湿化作业，并且操作流程会随着植物种类的增加而延长，浇灌作业较为繁琐且耗时较长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种园林种植植物生理状态监控系统及方法，以解决现有技术中的仍需通过工作人员提前区分不同种类的植物后进行浇灌和湿化作业问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种园林种植植物生理状态监控系统及方法，包括管道模块、检测模块、浇灌控制模块和远程控制模块：
所述管道模块，用于提供浇灌各个种植区的水源以及均匀分散加湿的水汽；
所述检测模块，用于检测种植区土壤状态和空气状态，并传输土壤水分参数和空气湿度参数；
所述浇灌控制模块，根据接收的参数切换两种浇灌状态，用于浇灌种植区或是加湿种植区湿度；
所述远程控制模块，通过嵌入工作人员的通讯器终端，用于设定浇灌时长和接收异常参数警报。
作为本发明的一种优选方案，所述管道模块包括沿园林多个种植区延伸的防爆水管，并且所述防爆水管上位于各个种植区的位置安装有电磁二位三通阀电磁二位三通阀，所述防爆水管通过所述电磁二位三通阀分别连通用于浇灌土壤的浇灌模块和用于加湿空气的湿化模块，并且所述防爆水管的首端安装有用于实时监控总体水流量的流量监控模块。
作为本发明的一种优选方案，所述湿化模块包括放置在种植区的中间位置的储水箱，并且所述储水箱的内部安装有用于产生雾化水汽的雾化片，所述储水箱的外周活动连接有向种植区边缘延伸用于扩散水汽的导汽管，并且在所述储水箱上安装有用于增强水汽流速的气泵。
作为本发明的一种优选方案，所述检测模块包括插入土壤用于检测土壤水分的水分探针、用于检测空气湿度的湿度传感器、用于处理水分检测信号生成参数和湿度检测信号生成参数的处理单元。
作为本发明的一种优选方案，所述浇灌控制模块包括接收所述处理单元传输两种检测参数的参数接收模块、对比两种参数与相应阀值的参数对比模块，根据两种参数对比结果控制所述电磁二位三通阀开启方向的电磁阀控制模块，设定并控制所述电磁二位三通阀开启时长的时间继电器，以及通过以太网发送所述时间继电器开关信号的无线发送模块。
作为本发明的一种优选方案，所述流量监控模块与所述无线发送模块电性连接并通过所述无线发送模块向所述远程控制模块发送实时流速变化参数。
作为本发明的一种优选方案，所述远程控制模块包括通过以太网接收所述电磁阀控制模块信号的参数接收显示模块，以及用于发出警报的警报模块；
若所述参数接收显示模块接收到所述电磁阀控制模块开启信号时未接收到所述流量监控模块相应的实时流速变化参数，则所述警报模块发出警报；
若所述参数接收显示模块接收到所述电磁阀控制模块关闭信号时仍持续接收到所述流量监控模块相应的实时流速变化参数，则所述警报模块发出警报。
作为本发明的一种优选方案所述参数对比模块控制所述时间继电器的通断间隔，并且所述参数对比模块根据所述参数接收模块接收的参数长期变化趋向调整所述时间继电器的通断间隔；
若园林气温逐渐升高，所述参数接收模块干燥度的参数持续上升，则通过所述参数对比模块控制所述时间继电器的通断间隔延长；
若园林气温逐渐降低，所述参数接收模块干燥度的参数持续下降，则通过所述参数对比模块控制所述时间继电器的通断间隔缩短，。
另外本发明还提供一种园林种植植物生理状态监控方法，包括如下步骤：
步骤100、根据种植植物种类的不同，将园林内各个种植区域区分为相应的区块；
步骤200、获取各个种植区块的土壤参数和植物生理状态参数，并根据种植植物种类设定各个区块所需的土壤水分参数阀值和空气湿度参数阀值；
步骤300、对比各个区块的实时传输检测参数与设定阀值，并根据对比结果分别定向传输；
步骤400、根据传输信号控制浇灌控制模块自动定量浇灌或是自动定量湿化空气；
步骤500、终端根据开启浇灌、湿化的电气元件开关状态与总体水流量判定，并判定结果展示数据或是发送警报；
步骤600、工作人员根据警报信号发出的相应编号快速定位异常的种植区块。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明通过检测模块实时检测指定区域内的土壤水分参数和空气湿度参数并上传，经过浇灌控制模块判定后分别实施浇灌土壤和湿化空气的浇灌方案，便于工作人员对不同种植区内的植物水分生理进行监控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供系统整体的流程图。
图2为本发明实施例提供管道模块的流程图。
图3为本发明实施例提供浇灌控制模块的流程图。
图中的标号分别表示如下：
1-管道模块；2-检测模块；3-浇灌控制模块；4-远程控制模块；
11-防爆水管；12-电磁二位三通阀；13-浇灌模块；14-湿化模块；15-流量监控模块；
141-储水箱；142-雾化片；143-导汽管；144-气泵；
21-水分探针；22-湿度传感模块；23-处理单元；
31-参数接收模块；32-参数对比模块；33-电磁阀控制模块；34-时间继电器；35-无线发送模块；
41-参数接收显示模块；42-警报模块。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
如图1至图3所示，本发明提供了一种园林种植植物生理状态监控系统及方法，包括管道模块1、检测模块2、浇灌控制模块3和远程控制模块4；
管道模块1，用于提供浇灌各个种植区的水源以及均匀分散加湿的水汽；
检测模块2，用于检测种植区土壤状态和空气状态，并传输土壤水分参数和空气湿度参数；
浇灌控制模块3，根据接收的参数切换两种浇灌状态，用于浇灌种植区或是加湿种植区湿度；
远程控制模块4，通过嵌入工作人员的通讯器终端，用于设定浇灌时长和接收异常参数警报。
本系统具有的有益效果：通过检测模块2实时检测指定区域内的土壤水分参数和空气湿度参数并上传，经过浇灌控制模块3判定后分别实施浇灌土壤和湿化空气的浇灌方案，便于工作人员对不同种植区内的植物水分生理进行监控。
管道模块1包括沿园林多个种植区延伸的防爆水管11，并且防爆水管11上位于各个种植区的位置安装有电磁二位三通阀电磁二位三通阀12，防爆水管11通过电磁二位三通阀12分别连通用于浇灌土壤的浇灌模块13和用于加湿空气的湿化模块14，并且防爆水管11的首端安装有用于实时监控总体水流量的流量监控模块15。
湿化模块14包括放置在种植区的中间位置的储水箱141，并且储水箱141的内部安装有用于产生雾化水汽的雾化片142，储水箱141的外周活动连接有向种植区边缘延伸用于扩散水汽的导汽管143，并且在储水箱141上安装有用于增强水汽流速的气泵144。
检测模块2包括插入土壤用于检测土壤水分的水分探针21、用于检测空气湿度的湿度传感器22、用于处理水分检测信号生成参数和湿度检测信号生成参数的处理单元23。
浇灌控制模块3包括接收处理单元23传输两种检测参数的参数接收模块31、对比两种参数与相应阀值的参数对比模块32，根据两种参数对比结果控制电磁二位三通阀12开启方向的电磁阀控制模块33，设定并控制电磁二位三通阀12开启时长的时间继电器34，以及通过以太网发送时间继电器34开关信号的无线发送模块35。
流量监控模块15与无线发送模块35电性连接并通过无线发送模块35向远程控制模块4发送实时流速变化参数。
远程控制模块4包括通过以太网接收电磁阀控制模块33信号的参数接收显示模块41，以及用于发出警报的警报模块42；
若参数接收显示模块41接收到电磁阀控制模块33开启信号时未接收到流量监控模块15相应的实时流速变化参数，则警报模块42发出警报；
若参数接收显示模块41接收到电磁阀控制模块33关闭信号时仍持续接收到流量监控模块15相应的实时流速变化参数，则警报模块42发出警报。
参数对比模块32控制时间继电器34的通断间隔，并且参数对比模块32根据参数接收模块31接收的参数长期变化趋向调整时间继电器34的通断间隔；
若园林气温逐渐升高，参数接收模块31干燥度的参数持续上升，则通过参数对比模块32控制时间继电器34的通断间隔延长；
若园林气温逐渐降低，参数接收模块31干燥度的参数持续下降，则通过参数对比模块32控制时间继电器34的通断间隔缩短。
本实施例还包括，一种园林种植植物生理状态监控方法，具体为如下步骤：
步骤100、根据种植植物种类的不同，将园林内各个种植区域区分为相应的区块；
步骤200、获取各个种植区块的土壤参数和植物生理状态参数，并根据种植植物种类设定各个区块所需的土壤水分参数阀值和空气湿度参数阀值；
步骤300、对比各个区块的实时传输检测参数与设定阀值；
步骤400、根据传输信号控制浇灌控制模块自动定量浇灌或是自动定量湿化空气。
在步骤400中，若参数对比模块32判定出水分探针21检测水分参数低于预设阀值，则通过电磁阀控制模块33控制电磁二位三通阀12连通浇灌模块13，通过防爆水管11内的高压水流过电磁二位三通阀12后进入浇灌模块13对土壤干燥的种植区进行浇灌，并在浇灌一定时间后时间继电器34控制电磁二位三通阀12重新关闭。
若参数对比模块32判定出湿度传感器22检测空气湿度参数低于预设阀值，则通过电磁阀控制模块33控制电磁二位三通阀12连通湿化模块14，通过防爆水管11内的高压水通过电磁二位三通阀12流入湿化模块14后生成雾化水汽弥散在种植区，增加了种植区的空气湿度，并在湿化一定时间后时间继电器34控制电磁二位三通阀12重新关闭；
其中，湿化模块14后生成雾化水汽弥散的过程为，水流通过电磁二位三通阀12流入储水箱141内，通过启动储水箱141内的雾化片142生成雾化水汽，同时启动气泵144，使得储水箱141内部生成的雾化水汽持续沿多个导汽管143向外扩散，在雾化水汽喷出导汽管143后均匀弥散在种植区。
步骤500、终端根据开启浇灌、湿化的电气元件开关状态与总体水流量判定，并判定结果展示数据或是发送警报；
步骤600、工作人员根据警报信号发出的相应编号快速定位异常的种植区块。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
Claims (9)
1.一种园林种植植物生理状态监控系统，其特征在于，包括管道模块(1)、检测模块(2)、浇灌控制模块(3)和远程控制模块(4)：
所述管道模块(1)，用于提供浇灌各个种植区的水源以及均匀分散加湿的水汽；
所述检测模块(2)，用于检测种植区土壤状态和空气状态，并传输土壤水分参数和空气湿度参数；
所述浇灌控制模块(3)，根据接收的参数切换两种浇灌状态，用于浇灌种植区或是加湿种植区湿度；
所述远程控制模块(4)，通过嵌入工作人员的通讯器终端，用于设定浇灌时长和接收异常参数警报。
2.根据权利要求1所述的一种园林种植植物生理状态监控方法，其特征在于，所述管道模块(1)包括沿园林多个种植区延伸的防爆水管(11)，并且所述防爆水管(11)上位于各个种植区的位置安装有电磁二位三通阀电磁二位三通阀(12)，所述防爆水管(11)通过所述电磁二位三通阀(12)分别连通用于浇灌土壤的浇灌模块(13)和用于加湿空气的湿化模块(14)，并且所述防爆水管(11)的首端安装有用于实时监控总体水流量的流量监控模块(15)。
3.根据权利要求2所述的一种园林种植植物生理状态监控系统及方法，其特征在于，所述湿化模块(14)包括放置在种植区的中间位置的储水箱(141)，并且所述储水箱(141)的内部安装有用于产生雾化水汽的雾化片(142)，所述储水箱(141)的外周活动连接有向种植区边缘延伸用于扩散水汽的导汽管(143)，并且在所述储水箱(141)上安装有用于增强水汽流速的气泵(144)。
4.根据权利要求1所述的一种园林种植植物生理状态监控系统，其特征在于：所述检测模块(2)包括插入土壤用于检测土壤水分的水分探针(21)、用于检测空气湿度的湿度传感器(22)、用于处理水分检测信号生成参数和湿度检测信号生成参数的处理单元(23)。
5.根据权利要求4所述的一种园林种植植物生理状态监控系统及方法，其特征在于：所述浇灌控制模块(3)包括接收所述处理单元(23)传输两种检测参数的参数接收模块(31)、对比两种参数与相应阀值的参数对比模块(32)，根据两种参数对比结果控制所述电磁二位三通阀(12)开启方向的电磁阀控制模块(33)，设定并控制所述电磁二位三通阀(12)开启时长的时间继电器(34)，以及通过以太网发送所述时间继电器(34)开关信号的无线发送模块(35)。
6.根据权利要求5所述的一种园林种植植物生理状态监控系统及方法，其特征在于：所述流量监控模块(15)与所述无线发送模块(35)电性连接并通过所述无线发送模块(35)向所述远程控制模块(4)发送实时流速变化参数。
7.根据权利要求5所述的一种园林种植植物生理状态监控系统及方法，其特征在于：所述远程控制模块(4)包括通过以太网接收所述电磁阀控制模块(33)信号的参数接收显示模块(41)，以及用于发出警报的警报模块(42)；
若所述参数接收显示模块(41)接收到所述电磁阀控制模块(33)开启信号时未接收到所述流量监控模块(15)相应的实时流速变化参数，则所述警报模块(42)发出警报；
若所述参数接收显示模块(41)接收到所述电磁阀控制模块(33)关闭信号时仍持续接收到所述流量监控模块(15)相应的实时流速变化参数，则所述警报模块(42)发出警报。
8.根据权利要求5所述的一种园林种植植物生理状态监控系统及方法，其特征在于：所述参数对比模块(32)控制所述时间继电器(34)的通断间隔，并且所述参数对比模块(32)根据所述参数接收模块(31)接收的参数长期变化趋向调整所述时间继电器(34)的通断间隔；
若园林气温逐渐升高，所述参数接收模块(31)干燥度的参数持续上升，则通过所述参数对比模块(32)控制所述时间继电器(34)的通断间隔延长；
若园林气温逐渐降低，所述参数接收模块(31)干燥度的参数持续下降，则通过所述参数对比模块(32)控制所述时间继电器(34)的通断间隔缩短。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种园林种植植物生理状态监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100、根据种植植物种类的不同，将园林内各个种植区域区分为相应的区块；
步骤200、获取各个种植区块的土壤参数和植物生理状态参数，并根据种植植物种类设定各个区块所需的土壤水分参数阀值和空气湿度参数阀值；
步骤300、对比各个区块的实时传输检测参数与设定阀值，并根据对比结果分别定向传输；
步骤400、根据传输信号控制浇灌控制模块自动定量浇灌或是自动定量湿化空气；
步骤500、终端根据开启浇灌、湿化的电气元件开关状态与总体水流量判定，并判定结果展示数据或是发送警报；
步骤600、工作人员根据警报信号发出的相应编号快速定位异常的种植区块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200915 |