CN112000161A - 一种大棚种植物联网系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大棚种植物联网系统及其控制方法，属于大棚种植领域，通过信息采集模块采集大棚内的信息，信息传输模块传输信息采集模块采集的信息，信息接收模块接收并显示信息传输模块传输的信息；然后控制模块控制设置在大棚内外的被控设备，保证大棚内作物生长的良好条件，无需根据管理人员的经验调整，自动根据农作物的生长信息和环境信息来调整大棚内的条件，大大提高了作物的生长效率和生产产量。

Description

一种大棚种植物联网系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及大棚种植技术，特别地，涉及一种大棚种植物联网系统及其控制方法。

背景技术

中国幅员辽阔，各地的气候环境差别较大。对应农作物的种植需要依赖当地的自然气候环境因素。一些地域自然气候环境不好，如温度过低，无法种植某些农作物，有的即使能够种植产量较低，质量也无法满足要求。现有技术常采用大棚种植技术种植农作物。但是现有的大棚种植技术只能为农作物提供一定的温度，种植过程仍旧是由人来进行处理，农作物的生长完全依靠管理者的种植经验。无法自动根据农作物的生长信息和环境信息来调整大棚内的条件。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种大棚种植物联网系统及其控制方法，以解决农作物的生长完全依靠管理者的种植经验，无法自动根据农作物的生长信息和环境信息来调整大棚内的条件。。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，一种大棚种植物联网系统，包括：

大棚，用于种植作物；

信息采集模块，用于采集所述大棚内的信息；

信息传输模块，用于传输所述信息采集模块采集的信息；

信息接收模块，用于接收并显示所述信息传输模块传输的信息；

控制模块，用于控制设置在所述大棚内的被控设备。

进一步地，所述信息采集模块包括：

参数采集单元，用于采集所述大棚内的参数信息；

视频采集单元，用于采集所述大棚内的作物视频信息。

进一步地，所述参数采集单元包括设置在所述大棚内的空气温湿度传感器，二氧化碳传感器，光照度传感器，大气压传感器，土壤温度传感器，土壤水分传感器，电导率传感器和水质传感器。

进一步地，所述视频采集单元包括设置在大棚内的至少一个摄像头。

进一步地，所述信息传输模块采用GPRS/3G/4G网络的形式传输所述信息采集模块采集的信息。

进一步地，所述信息接收模块为固定平台或者移动设备。

进一步地，所述大棚内的被控设备包括：推拉门、推拉窗、风机、卷膜器、卷帘器和加热设备；所述大棚前侧安装有推拉门，后侧安装有推拉窗；所述推拉门上设置有风机。

进一步地，所述大棚内的被控设备包括喷灌系统，所述喷灌系统包括安装在所述大棚顶部的轨道，可以在轨道上移动喷灌设备，所述喷灌设备与水管连接。

另一方面，一种大棚种植物联网系统控制方法，包括以下步骤：

采集大棚内信息，所述信息包括参数信息和视频信息；

根据所述信息控制所述大棚内被控设备，以改变所述大棚内的作物生长条件。

进一步地，所述根据所述信息控制所述大棚内被控设备包括：

获取所述信息采集时的时间信息，所述时间信息包括日期和具体时刻；

将所述信息与所述时间信息对应的预设标准进行比较；

根据比较结果控制相应的被控设备以使所述大棚内的作物生长条件满足要求。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本发明的技术方案公开了一种大棚种植物联网系统及其控制方法，通过信息采集模块采集大棚内的信息，信息传输模块传输信息采集模块采集的信息，信息接收模块接收并显示信息传输模块传输的信息；然后控制模块控制设置在大棚内外的被控设备，保证大棚内作物生长的良好条件，无需根据管理人员的经验调整，自动根据农作物的生长信息和环境信息来调整大棚内的条件，大大提高了作物的生长效率和生产产量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种大棚种植物联网系统结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种大棚种植物联网系统结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种大棚种植物联网系统的控制方法流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

参照图1，本发明提供一种大棚种植物联网系统，包括：

大棚110，用于种植作物；

信息采集模块120，用于采集大棚内的信息；

信息传输模块130，用于传输信息采集模块采集的信息；

信息接收模块140，用于接收并显示信息传输模块传输的信息；

控制模块150，用于控制设置在大棚内的被控设备160。

本发明实施例提供的一种大棚种植物联网系统，通过信息采集模块采集大棚内的信息，信息传输模块传输信息采集模块采集的信息，信息接收模块接收并显示信息传输模块传输的信息；然后控制模块控制设置在大棚内外的被控设备，保证大棚内作物生长的良好条件，无需根据管理人员的经验调整，自动根据农作物的生长信息和环境信息来调整大棚内的条件，大大提高了作物的生长效率和生产产量。

作为对上述实施例的一种补充说明，本发明还提供了另一种大棚种植物联网系统，如图2所示，包括：

大棚210，用于种植作物；

信息采集模块220，用于采集大棚内的信息；其中，信息采集模块包括参数采集单元221和视频采集单元222，参数采集单元用于采集大棚内的参数信息；具体地，参数采集单元包括设置在大棚内的空气温湿度传感器，二氧化碳传感器，光照度传感器，大气压传感器，土壤温度传感器，土壤水分传感器，电导率传感器和水质传感器。对于上述传感器安装的位置可以根据实际情况设置，在此不作具体限定。可以理解的是，上述提到的传感器同一类传感器可以包括多个，设置在大棚内不同位置，同时采集大棚内多个区域的参数信息。

视频采集单元，用于采集大棚内的作物视频信息。具体地，视频采集单元包括设置在大棚内的至少一个摄像头。主要用于获取作物的实时生长状况和病虫害信息。

信息传输模块230，用于传输信息采集模块采集的信息；

信息传输模块采用GPRS/3G/4G网络的形式传输信息采集模块采集的信息。

信息接收模块240，用于接收并显示信息传输模块传输的信息；信息接收模块为固定平台或者移动设备。示例性的台式电脑、手机。

控制模块250，用于控制设置在大棚内的被控设备260。

需要说明的是，控制模块控制被控设备可以是由管理人员查看了信息接收模块接收并显示的信息后手动控制，也可以由控制模块根据信息接收模块接收的信息与预设的标准比较，然后根据比较结果自动控制被控设备。

作为本发明一种可选的实施方式，大棚内的被控设备包括：推拉门、推拉窗、风机、喷灌系统、卷膜器、卷帘器和加热设备。

其中，大棚前侧安装有推拉门，后侧安装有推拉窗。便于通风。

进一步地，推拉门上设置有风机。加快大棚内的通风速度。

作为本发明实施例一种优选的实现方式，喷灌系统包括安装在大棚顶部的轨道，可以在轨道上移动喷灌设备，喷灌设备与水管连接。需要喷水时能够在轨道上行走进行喷雾。可以理解的是，一般轨道设置在大棚顶部的中间位置。如果设置多条轨道，也应用均匀设置，以便喷灌时洒水均匀。

一个实施例中，本发明提供了一种大棚种植物联网系统控制方法，其特征在于，如图3所示，包括以下步骤：

采集大棚内信息，信息包括参数信息和视频信息；

根据信息控制大棚内被控设备，以改变大棚内的作物生长条件。

作为本发明实施例的一种具体实现方式，根据信息控制大棚内被控设备包括：

获取信息采集时的时间信息，时间信息包括日期和具体时刻；由于不同时间的平均温度和光照时间不同，因此在控制被控设备时需要获取当前的时间。

将信息与时间信息对应的预设标准进行比较；预设标准为根据当前月份或日期以及具体时刻指定的作物生长所需调节的范围。根据该范围与采集的实时信息比较就可以知道需要控制何种被控设备，以及控制该设备工作的时间等信息。

根据比较结果控制相应的被控设备以使大棚内的作物生长条件满足要求。

在实际控制过程中，参数信息通过设置在大棚内的以下一种或多种传感器获取参数信息：空气温湿度传感器，二氧化碳传感器，光照度传感器，大气压传感器，土壤温度传感器，土壤水分传感器，电导率传感器和水质传感器。主要采集大棚内的光照信息、空气湿度温度信息、土壤温度湿度信息以及二氧化碳的浓度信息。

视频信息主要通过设置在大棚内的至少一个摄像头获取，主要获取作物的生产情况和病虫害信息。

一些可选实施例中，大棚内外的被控设备包括：推拉门、推拉窗、风机、喷灌系统、卷膜器和卷帘器。

卷膜器和卷帘器用于改变大棚内的光照条件；大棚前侧安装有推拉门，后侧安装有推拉窗。推拉门上设置有风机。推拉门、推拉窗的设计是为了使大棚内空气流通，风机的设置是为了加速空气流动。

喷灌系统包括安装在大棚顶部的轨道，可以在轨道上移动喷灌设备，喷灌设备与水管连接。喷水时前后行走进行喷雾。

本发明实施例提供的一种大棚中物联网系统的控制方法，首先采集大棚内信息，然后获取信息采集时的时间信息，将采集的信息与时间信息对应的预设标准比较，然后根据比较结果控制被控设备使大棚内作物生长条件满足要求。本方法能够根据大棚内信息自动控制被控设备改变作物生长条件，无需人为管理，大大提高了作物生长效率和作物生产产量。

为了更清楚的了解本发明的方案，下面提供一种香菇种植大棚的实例。

菇棚地址选择在地势平坦、开阔，通风、水电方便的地方，周围开好排水沟，以保持地面干燥。棚架东西长，南北宽，菌棒以东西走向摆放为宜。菇棚不宜太长，有利于通风。棚架长40m、宽7.5m、前坡高2.9m，中柱高3.8m、后边高3.3m为宜。层架由20个主架组成，层架长600cm、宽100cm，每层高30cm，共6层为宜。棚内放置层架4排，人行走道为70cm为宜，每座大棚种植面积720㎡。钢架大棚前后棚膜安装卷膜器可升可降，上面覆盖棉被用于夏季遮阳或春秋季保暖，保暖被安装卷帘机。大棚两侧安装彩钢板，大棚前面安装推拉门，门上面两侧安装换气扇；大棚后面安装长240cm、高120cm的推拉窗1个，大棚内顶部安装喷灌系统。卷膜器、卷帘机、换气扇、喷灌系统全部采用物联网控制。

香菇的子实体进入生长期，温度影响菇质厚薄，湿度影响产品质量，光照影响香菇颜色，空气影响香菇形状。菇棚内需要分别放置5个温度计和湿度计，以便随时观察与记录温度和湿度。香菇适宜温度在16℃～20℃，湿度为60％～80％，三阳七阴。需要适时增加空气流通，一般春秋季上午10:00～12:00将大棚前后棚膜和棉被升起20cm左右，下午3:00～4:00将薄膜和棉被全部降下，夏季上午9:00～10:00将大棚前后棚膜和棉被升起20cm左右，下午8:00～9:00将薄膜和棉被全部降下，如果夏季温度过高时启动换气扇和拉开后面通风窗进行降温。使菇床之间空气流畅，使菌盖着色正常，干燥天气应先喷水后揭膜通风，降低菇棚内的二氧化碳浓度。

由于温度的不断变化，摘菇时间、次数也不同。一般香菇在5月上旬进棚，进棚40d左右在香菇7～8分成熟就立即进行适时采收，通过摄像头观察生长情况，采摘时采大菇留下小菇不采收，用右手大拇指与食指捏紧菇体基部，左右扭动拨起，采后清除残留物，预防污染菌棒及未采的小菇，确保采摘菇体大小均匀、完整和新鲜。采摘后的香菇不宜在阳光下暴晒，应及时采取低温储藏、出售，以保其良好的商品性。

需要注意的是，菌棒接种后，将其搬进经过消毒处理的培养室内发菌，温度控制在23～25℃，空气相对湿度65％左右，空气清新的环境条件下暗培养，一般菌袋堆放每1层码4袋，堆码高度5～6层，堆成“井”字形，接种口朝外，有利于正常通气培养菌丝，特别是高温秋季天气，当培养室温度高于28℃会造成“烧菌”，此时应加大通风降温，还要降低菌袋堆码高度，确保安全发菌。一般接种10d菌种已经吃料要翻堆，拣除被杂菌感染的霉包，然后立即烧毁霉包以免发生二次污染。接种后2周应脱去外袋增加袋内氧气，在气温适宜时，在菌丝生长线1cm处用消毒针进行微孔增氧，可以加快菌丝生长，同时可以减少以后畸形菇的发生，气温高时不能剌孔以防污染。当菌丝培养至80～90d，达到生理成熟时，此时温差不能太大，否则将会提早出菇。

菌棒应合理排放上架，以利于出菇，每层层架摆放菌棒两排，一般菌棒间距3cm～5cm。上架后的菌棒需养菌30天～50天。养菌是注意遮阴、降温、增氧、保湿等技术。

菌丝长满菌棒后10d，当菌棒内菌丝转为深褐色，有明显的瘤状突起，应选择晴天、气温稳定在15～22℃时进行脱袋，但在脱袋以前首先应炼袋3～5d使菌棒拉大温差，与自然空气相适应，增大散射光照等条件，使菌棒膜呈红棕色光泽，然后脱袋后套上保水薄膜上架排放，再盖上薄膜，把温度调控在22～24℃，7d后温度控制在18～21℃；并卷开前后薄膜20cm，同时打开换气扇通风换气2～3h，可使徒长的菌丝倒装，给予散射光诱导菌棒后，当菌棒出现黄色水珠，用针刺膜放掉黄水，需要喷水2～3次，使菌棒均匀转色。

菌丝完全进入成熟阶段，须变温刺激出菇，把出菇棚温调在5～15℃，空气相对湿度85％左右，昼夜温差10℃左右，并进行干湿交替管理，刺激香菇原基的形成，高温时向棚顶、四周喷水降温增湿，白天拱棚覆盖薄膜，晚上掀开棚膜，5～7d后转色的菌棒原基逐渐发育成小菇蕾，每个菌棒留小菇蕾7～8朵，促使其发育成标准的子实体。若菌棒出菇缓慢或不出菇，可用小竹片轻轻敲打或用菌棒相互直接碰撞，以刺激出菇。

第1潮菇采收后，,不喷水盖上薄膜养菌，加强菇棚内通风，积累营养，为下一批菇生长提供养分，促使菌丝恢复生长。一般采菇后养菌约7d～10d后要拉大棚内温差，诱发二潮菇蕾的生成，当小菇蕾形成时，白天要喷水，晚上要盖上薄膜保温，使菇蕾发育成标准的子实体。若菌棒失水多，应用专用补水针头给菌棒注水，通过以上反复管理，保证菌棒湿润顺利出菇，有效地完成整个出菇周期。

本发明提供的另一种大棚种植物联网系统，通过摄像头采集作物的具体生长状况和病虫害信息，以及通过各种传感器实时监测大棚内光照、空气温湿度、土壤温湿度以及二氧化碳的浓度等参数；及时控制被控设备改变大棚内作物生长条件，使棚内光照、空气温湿度、土壤温湿度以及二氧化碳的浓度等参数达到作物生长的最佳条件。无需管理人员具有多大的管理经验，能够完全自动化控制大棚内的作物生成条件。大大提供高了作物的生长效率和作物产量。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种大棚种植物联网系统，其特征在于，包括：

大棚，用于种植作物；

信息采集模块，用于采集所述大棚内的信息；

信息传输模块，用于传输所述信息采集模块采集的信息；

信息接收模块，用于接收并显示所述信息传输模块传输的信息；

控制模块，用于控制设置在所述大棚内外的被控设备。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述信息采集模块包括：

参数采集单元，用于采集所述大棚内的参数信息；

视频采集单元，用于采集所述大棚内的作物视频信息。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述参数采集单元包括设置在所述大棚内的空气温湿度传感器，二氧化碳传感器，光照度传感器，大气压传感器，土壤温度传感器，土壤水分传感器，电导率传感器和水质传感器。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述视频采集单元包括设置在大棚内的至少一个摄像头。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述信息传输模块采用GPRS/3G/4G网络的形式传输所述信息采集模块采集的信息。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述信息接收模块为固定平台或者移动设备。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述大棚内外的被控设备包括：推拉门、推拉窗、风机、卷膜器和卷帘器；所述大棚前侧安装有推拉门，后侧安装有推拉窗；所述推拉门上设置有风机。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述大棚内外的被控设备包括：喷灌系统，所述喷灌系统包括安装在所述大棚顶部的轨道，可以在轨道上移动喷灌设备，所述喷灌设备与水管连接。

9.一种大棚种植物联网系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集大棚内信息，所述信息包括参数信息和视频信息；

根据所述信息控制所述大棚内被控设备，以改变所述大棚内的作物生长条件。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述根据所述信息控制所述大棚内被控设备包括：

获取所述信息采集时的时间信息，所述时间信息包括日期和具体时刻；

将所述信息与所述时间信息对应的预设标准进行比较；

根据比较结果控制相应的被控设备以使所述大棚内的作物生长条件满足要求。

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