CN111887128A - 一种基于云计算的智能灌溉施肥方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云计算的智能灌溉施肥方法，涉及灌溉施肥方法技术领域。包括数据采集单元、远程通信模块、云端服务器、信息显示单元、灌水器、施肥器、记录单元、警报模块以及远程监控单元，数据采集单元根据采集根据传感器工作范围，在田间分区域进行安装，负责实时监测和追踪所处区域的植物生长环境数据。数据采集单元将采集的所处区域的植物生长环境数据通过远程通信模块传输至云端服务器中，判断田间环境中土壤含水量、温度、光照以及温度，将这些信息传输给远程监控单元中，负责人根据实际情况将灌溉施肥指令发送给云端服务器，进而控制灌水器以及施肥器进行灌溉以及施肥工作，从而实现精准灌溉和施肥，提高了工作效率。

Description

一种基于云计算的智能灌溉施肥方法

技术领域

本发明涉及灌溉施肥方法技术领域，具体为一种基于云计算的智能灌溉施肥方法。

背景技术

肥料随同灌溉水进入田间的过程叫做灌溉施肥。即滴灌、地下滴灌等在灌水的同时，按照作物生长各个阶段对养分的需要和气候条件等准确将肥料补加和均匀施在根系附近，被根系直接吸收利用，灌溉施肥可以提高肥料的利用率，节省肥料的用量；节省施肥劳力；灵活、方便、准确掌握施肥时间和数量；养分吸收速度快；改善土壤的环境状况；特别适合微量元素的应用；发挥水、肥的最大效益；有利于保护环境，地面灌溉可分为漫灌、沟灌、波涌灌三种。漫灌是传统的将肥料撒在土壤表面然后水放到地里，水淹没整个地面，这种方法由于费水、费肥，主要是小麦田和水稻田在用。沟灌是应用最多的灌溉施肥方法，主要用于蔬菜、葡萄等作物，农民先将肥料溶解在池子里或罐里在渠道灌水时将肥料加在水中进行灌溉。波涌灌的原理是将灌涌水分为若干脉冲：第一个脉冲供应大量的水并尽可能快地湿润灌溉床或沟渠两旁的土壤，而没有产生侵蚀；第一个脉冲部分隔离了土壤上层以使下一个脉冲的流量较小且时间较长，这样水分便可渗透到土壤的更深层。现代波涌灌设计常采用自动脉冲阀将水以振荡脉冲送到预计的不同田间部位。漫灌和沟灌系统都可应用波涌灌，波涌灌和土地平整可提高地面灌溉的效率达到加压灌溉水平。

目前市场上灌溉多是利用地面灌溉，这种灌溉手段多是利用人力进行灌溉，这种手段存在水资源利用率低下的现象，而且费时费力，不利于提高工作效率，而云计算是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户，云计算早期，简单地说，就是简单的分布式计算，解决任务分发，并进行计算结果的合并，因而，云计算又称为网格计算，通过这项技术，可以在很短的时间内完成对数以万计的数据的处理，从而达到强大的网络服务，本发明将云计算技术应用到灌溉施肥工作中，将会大大提高灌溉施肥效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于云计算的智能灌溉施肥方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于云计算的智能灌溉施肥方法，包括数据采集单元、远程通信模块、云端服务器、信息显示单元、灌水器、施肥器、记录单元、警报模块以及远程监控单元，所述数据采集单元根据采集根据传感器工作范围，在田间分区域进行安装，负责实时监测和追踪所处区域的植物生长环境数据，包括以下步骤：

S1、在田间分区域进行安装数据采集单元中的各个传感器，利用数据采集单元根据采集根据传感器工作范围，在田间实时监测和追踪所处区域的植物生长环境数据；

S2、将采集的所处区域的植物生长环境数据通过远程通信模块传输至云端服务器中，判断田间环境中土壤含水量、温度、光照以及温度，将这些信息传输给远程监控单元中；

S3、田间负责人通过手机客户端或者电脑客户端通过云端服务器即获取田间植物生长环境数据，负责人根据实际情况将灌溉施肥指令发送给云端服务器，进而控制灌水器以及施肥器进行灌溉以及施肥工作；

S4、根据时钟电路进行记录灌溉施肥时间，将采集的环境信息以及灌溉施肥周期信息通过记录单元中的存储器进行记录备份，通过信息显示单元进行公开显示。

进一步优化本技术方案，所述数据采集单元包括土壤湿度检测传感器、液位检测传感器、温度传感器以及光照传感器，所述温度传感器的型号为SHT11，所述土壤湿度检查传感器的型号为DHT11，所述光照传感器型号为BH1750，所述环境数据包括土壤含水量、温度、光照以及温度数据。

进一步优化本技术方案，所述数据采集单元将采集的所处区域的植物生长环境数据通过远程通信模块传输至云端服务器中，所述云端服务器通过无线通讯模块双向电连接有远程监控单元，所述云端服务器的输出端电连接有灌水器、施肥器、记录单元以及警报单元的输入端，所述云端服务器通过4G无线外网电连接有信息显示单元。

进一步优化本技术方案，所述远程通信模块包括GPRS模块以及数据转换模块，所述GPRS模块采用SIM900，利用GPRS模块对田间分区域植物进行具体定位，确定田间的具体位置信息，所述数据转换模块用于对所述数据采集单元采集的植物生长环境数据进行数据转换。

进一步优化本技术方案，所述记录单元包括微型计算机以及存储器，所述微型计算机的输出端电连接有存储器的输入端，所述微型计算机以及存储器用于进行记录与流程管理，以生成各种事件处理过程表、类型事件分析表及年月季综合报表以及数据信息，对环境数据信息进行存储。

进一步优化本技术方案，所述警报模块内部设置有蜂鸣报警器，蜂鸣报警器的型号为LTE-1101J，利用蜂鸣报警器进行进行报警工作。

进一步优化本技术方案，所述远程监控单元包括无线接收模块、手机客户端以及电脑客户端，所述无线接收模块与无线通讯模块无线电连接，所述云端服务器将数据采集单元采集的环境信息通过无线传输手段传输给手机客户端以及电脑客户端的负责人，便于直接负责人及时了解田间环境信息状况。

进一步优化本技术方案，所述信息显示单元包括LED显示屏、计算机终端以及手机APP，所述计算机终端可以进行记录采集信息与流程管理，以生成各种事件处理过程表、类型事件分析表及年月季综合报表以及数据信息，手机APP可以APP形式接收信息。

与现有技术相比，本发明提供了一种基于云计算的智能灌溉施肥方法，具备以下有益效果：

该基于云计算的智能灌溉施肥方法，数据采集单元将采集的所处区域的植物生长环境数据通过远程通信模块传输至云端服务器中，判断田间环境中土壤含水量、温度、光照以及温度，将这些信息传输给远程监控单元中，负责人根据实际情况将灌溉施肥指令发送给云端服务器，进而控制灌水器以及施肥器进行灌溉以及施肥工作，实现了远程的智能灌溉施肥以及具体灌溉施肥信息，便于针对不同区域的作物进行有选择的灌溉施肥，从而实现精准灌溉和施肥，杜绝不必要的水肥浪费，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于云计算的智能灌溉施肥方法的流程示意图；

图2为本发明提出的一种基于云计算的智能灌溉施肥方法的控制系统示意图；

图3为本发明提出的一种基于云计算的智能灌溉施肥方法的数据采集单元示意图；

图4为本发明提出的一种基于云计算的智能灌溉施肥方法的信息显示单元示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，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。

实施例：

请参考图1-2所示，一种基于云计算的智能灌溉施肥方法，包括数据采集单元、远程通信模块、云端服务器、信息显示单元、灌水器、施肥器、记录单元、警报模块以及远程监控单元，所述数据采集单元根据采集根据传感器工作范围，在田间分区域进行安装，负责实时监测和追踪所处区域的植物生长环境数据，包括以下步骤：

S1、在田间分区域进行安装数据采集单元中的各个传感器，利用数据采集单元根据采集根据传感器工作范围，在田间实时监测和追踪所处区域的植物生长环境数据；

S2、将采集的所处区域的植物生长环境数据通过远程通信模块传输至云端服务器中，判断田间环境中土壤含水量、温度、光照以及温度，将这些信息传输给远程监控单元中；

S3、田间负责人通过手机客户端或者电脑客户端通过云端服务器即获取田间植物生长环境数据，负责人根据实际情况将灌溉施肥指令发送给云端服务器，进而控制灌水器以及施肥器进行灌溉以及施肥工作；

S4、根据时钟电路进行记录灌溉施肥时间，将采集的环境信息以及灌溉施肥周期信息通过记录单元中的存储器进行记录备份，通过信息显示单元进行公开显示。

作为本实施例的具体优化方案，请参考图3所示，所述数据采集单元包括土壤湿度检测传感器、液位检测传感器、温度传感器以及光照传感器，所述温度传感器的型号为SHT11，所述土壤湿度检查传感器的型号为DHT11，所述光照传感器型号为BH1750，所述环境数据包括土壤含水量、温度、光照以及温度数据。

作为本实施例的具体优化方案，请参考图2-4所示，所述数据采集单元将采集的所处区域的植物生长环境数据通过远程通信模块传输至云端服务器中，所述云端服务器通过无线通讯模块双向电连接有远程监控单元，所述云端服务器的输出端电连接有灌水器、施肥器、记录单元以及警报单元的输入端，所述云端服务器通过4G无线外网电连接有信息显示单元，所述远程通信模块包括GPRS模块以及数据转换模块，所述GPRS模块采用SIM900，利用GPRS模块对田间分区域植物进行具体定位，确定田间的具体位置信息，所述数据转换模块用于对所述数据采集单元采集的植物生长环境数据进行数据转换，所述云端服务器包括主控制器、时钟电路模块以及电源模块，所述主控制器的型号为AT91SAM9G25-BGA217，所述主控制器对采集的数据进行管理分析，同时控制灌水器以及施肥器进行灌溉施肥工作，所述时钟电路模块采用DS1302，所述时钟电路模块主要用于对时间信息的把控，所述电源模块主要用于对云端服务器进行供电，所述记录单元包括微型计算机以及存储器，所述微型计算机的输出端电连接有存储器的输入端，所述微型计算机以及存储器用于进行记录与流程管理，以生成各种事件处理过程表、类型事件分析表及年月季综合报表以及数据信息，对环境数据信息进行存储，所述警报模块内部设置有蜂鸣报警器，蜂鸣报警器的型号为LTE-1101J，利用蜂鸣报警器进行进行报警工作。

作为本实施例的具体优化方案，所述远程监控单元包括无线接收模块、手机客户端以及电脑客户端，所述无线接收模块与无线通讯模块无线电连接，所述云端服务器将数据采集单元采集的环境信息通过无线传输手段传输给手机客户端以及电脑客户端的负责人，便于直接负责人及时了解田间环境信息状况，所述信息显示单元包括LED显示屏、计算机终端以及手机APP，所述计算机终端可以进行记录采集信息与流程管理，以生成各种事件处理过程表、类型事件分析表及年月季综合报表以及数据信息，手机APP可以APP形式接收信息。

本发明的有益效果是：该基于云计算的智能灌溉施肥方法，数据采集单元将采集的所处区域的植物生长环境数据通过远程通信模块传输至云端服务器中，判断田间环境中土壤含水量、温度、光照以及温度，将这些信息传输给远程监控单元中，负责人根据实际情况将灌溉施肥指令发送给云端服务器，进而控制灌水器以及施肥器进行灌溉以及施肥工作，实现了远程的智能灌溉施肥以及具体灌溉施肥信息，便于针对不同区域的作物进行有选择的灌溉施肥，从而实现精准灌溉和施肥，杜绝不必要的水肥浪费，提高了工作效率。

本发明中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。

值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于云计算的智能灌溉施肥方法，包括数据采集单元、远程通信模块、云端服务器、信息显示单元、灌水器、施肥器、记录单元、警报模块以及远程监控单元，其特征在于，所述数据采集单元根据采集根据传感器工作范围，在田间分区域进行安装，负责实时监测和追踪所处区域的植物生长环境数据，包括以下步骤：

S1、在田间分区域进行安装数据采集单元中的各个传感器，利用数据采集单元根据采集根据传感器工作范围，在田间实时监测和追踪所处区域的植物生长环境数据；

S2、将采集的所处区域的植物生长环境数据通过远程通信模块传输至云端服务器中，判断田间环境中土壤含水量、温度、光照以及温度，将这些信息传输给远程监控单元中；

S3、田间负责人通过手机客户端或者电脑客户端通过云端服务器即获取田间植物生长环境数据，负责人根据实际情况将灌溉施肥指令发送给云端服务器，进而控制灌水器以及施肥器进行灌溉以及施肥工作；

S4、根据时钟电路进行记录灌溉施肥时间，将采集的环境信息以及灌溉施肥周期信息通过记录单元中的存储器进行记录备份，通过信息显示单元进行公开显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的智能灌溉施肥方法，其特征在于，所述数据采集单元包括土壤湿度检测传感器、液位检测传感器、温度传感器以及光照传感器，所述温度传感器的型号为SHT11，所述土壤湿度检查传感器的型号为DHT11，所述光照传感器型号为BH1750，所述环境数据包括土壤含水量、温度、光照以及温度数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于云计算的智能灌溉施肥方法，其特征在于，所述数据采集单元将采集的所处区域的植物生长环境数据通过远程通信模块传输至云端服务器中，所述云端服务器通过无线通讯模块双向电连接有远程监控单元，所述云端服务器的输出端电连接有灌水器、施肥器、记录单元以及警报单元的输入端，所述云端服务器通过4G无线外网电连接有信息显示单元。

4.根据权利要求3所述的一种基于云计算的智能灌溉施肥方法，其特征在于，所述远程通信模块包括GPRS模块以及数据转换模块，所述GPRS模块采用SIM900，利用GPRS模块对田间分区域植物进行具体定位，确定田间的具体位置信息，所述数据转换模块用于对所述数据采集单元采集的植物生长环境数据进行数据转换。

5.根据权利要求3所述的一种基于云计算的智能灌溉施肥方法，其特征在于，所述云端服务器包括主控制器、时钟电路模块以及电源模块，所述主控制器的型号为AT91SAM9G25-BGA217，所述主控制器对采集的数据进行管理分析，同时控制灌水器以及施肥器进行灌溉施肥工作，所述时钟电路模块采用DS1302，所述时钟电路模块主要用于对时间信息的把控，所述电源模块主要用于对云端服务器进行供电。

6.根据权利要求3所述的一种基于云计算的智能灌溉施肥方法，其特征在于，所述记录单元包括微型计算机以及存储器，所述微型计算机的输出端电连接有存储器的输入端，所述微型计算机以及存储器用于进行记录与流程管理，以生成各种事件处理过程表、类型事件分析表及年月季综合报表以及数据信息，对环境数据信息进行存储。

7.根据权利要求3所述的一种基于云计算的智能灌溉施肥方法，其特征在于，所述警报模块内部设置有蜂鸣报警器，蜂鸣报警器的型号为LTE-1101J，利用蜂鸣报警器进行进行报警工作。

8.根据权利要求3所述的一种基于云计算的智能灌溉施肥方法，其特征在于，所述远程监控单元包括无线接收模块、手机客户端以及电脑客户端，所述无线接收模块与无线通讯模块无线电连接，所述云端服务器将数据采集单元采集的环境信息通过无线传输手段传输给手机客户端以及电脑客户端的负责人，便于直接负责人及时了解田间环境信息状况。

9.根据权利要求1所述的一种基于云计算的智能灌溉施肥方法，其特征在于，所述信息显示单元包括LED显示屏、计算机终端以及手机APP，所述计算机终端可以进行记录采集信息与流程管理，以生成各种事件处理过程表、类型事件分析表及年月季综合报表以及数据信息，手机APP可以APP形式接收信息。

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