CN112650337A - 一种农作物环境自动调节的装置及方法 - Google Patents

一种农作物环境自动调节的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种农作物环境自动调节的装置，其采集设备采集到的农作物生长环境参数具有客观性、准确性；通讯设备通过物联网网关实现远程监控和远程维护，完成不同类型的传感器感知网络之间的协议转换；总控设备对采集到的数据进行信息整合、分析处理与存储，通过云存储模块将种植数据实时存储到云端网络中，通过云存储模块积累储存每年农作物生产信息，建立农作物大数据为农作物生产指导提供科学依据；总控设备智能控制分控设备实现对农作物生长环境相关参数的优化。本发明还公开了一种农作物环境自动调节的方法，该方法通过传感器获取温室大棚内的各项参数，经过分析整合最终实现对温室大棚环境的智能化控制。

Description

一种农作物环境自动调节的装置及方法
技术领域
本发明涉及农业设备技术领域，特别涉及，一种农作物环境自动调节的装置及方法。
背景技术
在农业生产中，传统的农业温室有线控制系统由于主要设备价格昂贵、结构复杂，内部协议要求高等缺点，不能得到广泛应用。基于物联网的无线控制系统越来越多的应用于农业生产中，物联网是基于传感器技术、无线通讯技术、信息处理技术、互联网技术等多种技术的总体，传感器组成的小型网络和互联网相结合就是物联网的雏形。
目前，现有的温室大棚控制系统不具备自动化调节改善的功能；智能喷水控制系统不能对农作物生长环境所有的影响因素做出自动调节；温室大棚中的水肥灌溉设备需要通过人工经验感知农作物的生长条件进而手动控制灌溉、卷帘等装置进而改善大棚环境，该种方法基于人工的主观性，具有不确定性，对生产效率造成一定影响。
针对上述问题，设计一款解决现有技术存在的人工调节的主观性、不确定性影响农作物生产效率，设备控制方法的局限性导致不能实现智能控制，操作不便利，且环境数据庞大不能实时反馈与存储的问题的设备及方法，实现农业生产的自动化、智能化。
发明内容
针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种农作物环境自动调节的装置及方法，以解决现在技术所存在的人工调节的主观性、不确定性影响农作物生产效率，设备控制方法的局限性导致不能实现智能控制，操作不便利，且环境数据庞大不能实时反馈与存储的问题。
本发明提供了一种农作物环境自动调节的装置，包括：
采集设备，包括无线传感器，所述无线传感器设置于种植区；
通讯设备，包括物联网网关，所述物联网网关与所述采集设备电连接；
总控设备，与所述通讯设备电连接、且设有云存储模块；
分控设备，与所述总控设备电连接，用于调节所述种植区的环境。
优选地，所述分控设备包括：
分控器，与所述总控设备电连接；
滴灌设备，与所述分控器电连接，所述滴灌设备设置于所述种植区；
遮阳设备，与所述分控器电连接。
优选地，所述滴灌设备包括：
过滤系统，通过水泵获取水源；
加水系统，通过管路与所述过滤系统连通；
比例施肥泵，通过管路与所述加水系统连通，所述比例施肥泵内设有肥料储存箱；
水肥一体箱，通过管路与所述加水系统和所述比例施肥泵连通，所述水肥一体箱通过管路将水和肥料运输至所述种植区；
电磁阀，设置于与所述过滤系统、所述加水系统、所述比例施肥泵和所述水肥一体箱相连的管路上，所述电磁阀与所述分控器电连接，用于控制管路的导通状态。
优选地，所述总控设备还包括：
PLC控制设备，与所述通讯设备和所述云存储模块电连接，用于处理所述采集设备获取的所述种植区的环境数据；
显示设备，与所述PLC控制设备电连接；
客户端模块，与所述PLC控制设备电连接，用于查看所述PLC控制设备的反馈信息。
优选地，所述无线传感器包括：
光强度传感器，与所述通讯设备电连接；
水分传感器，与所述通讯设备电连接，用于监测土壤水分含量；
温湿度传感器，与所述通讯设备电连接，用于监测所述种植区内环境温湿度；
气体传感器，与所述通讯设备电连接，用于监测CO2气体含量。
优选地，所述滴灌设备包括水肥一体混合器，所述水肥一体混合器包括：
混合器本体，设有储存腔、调配腔和混合腔，所述混合器本体通过连接管将水源引入其内，并将混合后的水肥运输至所述种植区；
控制阀，设置于所述调配腔和所述混合腔之间，用于控制所述调配腔和所述混合腔之间的连通状态；
活动开口，设置于所述混合器本体上；
水动组件，设置于所述调配腔内，所述水动组件以水流的压力为动力运动实现对肥料的抽取。
本发明还提供了一种农作物环境自动调节的方法，具体步骤包括：
对农作物的生长环境进行实时监测；
获取监测数据处理并基于ZigBee传输技术进行数据传输；
对传送的数据进行统一处理与分析，并采用云存储方式存储相关数据；
根据数据分析的结果，生成并输出调控指令；
调控指令控制调控设备运作对农作物生长环境进行相应调节，所述生长环境包括温度、光照、含水量和含肥量。
优选地，所述数据处理并无线传输的具体步骤包括：
对获取的数据采用加权平均算法进行数据融合处理；
采用数据信息集中采集技术对融合后的数据进一步处理；
基于射频识别技术进行物联网的无线通讯，将处理后的数据传输至控制中心。
优选地，所述控制中心控制调控设备的模式包括手动模式、自动模式、时间段模式和阈值模式中的一种或多种。
优选地，所述阈值模式包括当采集的墒情或其他数据达到预设的阈值时，自动控制调控设备运行，执行相应的开启或关闭的命令从而调节农作物生长环境。
由上述方案可知，本发明提供的一种农作物环境自动调节的装置，与现有技术相比，其采集设备采集到的农作物生长环境参数具有客观性、准确性；通讯设备通过物联网网关对设备远程监控和远程维护，提高服务效率、降低设备维护成本，物联网网关完成不同类型的传感器感知网络之间的协议转换，同时也完成了基础网络与感知网络的协议转换；总控设备对采集到的数据进行信息整合、分析处理、存储，通过云存储模块将种植数据实时存储到云端网络中，通过云存储模块积累储存每年农作物生产信息，建立农作物大数据为农作物生产指导提供科学依据；总控设备分析采集的数据后智能控制分控设备实现对农作物生长环境相关参数的优化。本发明还提供了一种农作物环境自动调节的方法，该方法通过传感器获取温室大棚内的各项参数，经过分析整合最终实现对温室大棚环境的智能化控制。本发明作用效果显著，适于广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种农作物环境自动调节的装置的结构框图一；
图2为本发明实施例提供的一种农作物环境自动调节的方法滴灌控制过程的过程框图；
图3为本发明实施例提供的一种农作物环境自动调节的方法卷帘控制过程的过程框图；
图4为本发明实施例提供的一种农作物环境自动调节的方法集中式数据采集过程的过程框图；
图5为本发明实施例提供的一种农作物环境自动调节的方法光照控制过程的过程框图；
图6为本发明实施例提供的一种农作物环境自动调节的方法自适应加权数据融合过程的过程框图；
图7为本发明实施例提供的一种农作物环境自动调节的方法土壤湿度控制过程的过程框图；
图8为本发明实施例提供的一种农作物环境自动调节的装置的结构框图二；
图9为本发明实施例提供的一种农作物环境自动调节的装置滴灌控制模块的结构框图；
图10为本发明实施例提供的一种农作物环境自动调节的装置的结构框图三；
图11为本发明实施例提供的一种农作物环境自动调节的装置的水肥一体混合器的结构示意图；
图12为沿图11中A-A线的剖视图。
图中：
1、混合器本体；2、控制阀；3、连接管；4、活动开口；5、水动组件；11、调配腔；12、混合腔；13、储存腔；14、抽取管；31、分进水管；32、总进水管；33、出水管；51、水动件；52、连接杆；53、活塞。
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。
实施例1
请一并参阅图1至图12，现对本发明提供的一种农作物环境自动调节的装置的一种具体实施方式进行说明。该种农作物环境自动调节的装置包括采集设备、通讯设备、总控设备和分控设备，其中采集设备包括无线传感器，无线传感器设置于种植区；通讯设备包括物联网网关，物联网网关与采集设备电连接；总控设备与通讯设备电连接、且设有云存储模块；分控设备与总控设备电连接，用于调节种植区的环境。
采集设备采集土壤墒情，通过其上设置的水分无线采集模块和无线数据传输模块把采集到的数据通过通讯设备实时反馈给总控设备，总控设备对墒情信息分析后发送控制信息至分控设备，分控设备进行施水施肥等操作，实现增加土壤温度、土壤水分饱和度、土壤盐度等要素，增加/减少大棚环境的温湿度、光照度和CO2的浓度等参数。总控设备设有电源模块，电源模块通过DC-DC模块转换，为各个单元模块提供匹配的电压和电流。总控设备根据设定好的程序智能控制滴灌，也可设定手动模式进行人为干预滴灌，操作简单灵活。通讯设备基于ZigBee传输技术设置，通过ZigBee物联网网关通讯实现采集设备、总控设备和分控设备之间信息的交互。
与现有技术相比，采集设备采集到的农作物生长环境参数具有客观性、准确性；通讯设备通过物联网网关对设备进行远程监控和远程维护，提高服务效率、降低设备维护成本，物联网网关稳定、方便、易用、便利，完成不同类型的传感器感知网络之间的协议转换，同时也完成了基础网络与感知网络的协议转换；总控设备对采集到的数据进行信息整合、分析处理、存储，通过云存储模块将种植数据实时存储到云端网络中，云端网络实现大量数据的存储，通过云存储模块积累储存每年农作物生产信息，建立农作物大数据为农作物生产指导提供科学依据；总控设备分析采集的数据后智能控制分控设备实现对农作物生长环境相关参数的优化。该种农作物环境自动调节的装置有效解决现在技术所存在的人工调节的主观性、不确定性影响农作物生产效率，设备控制方法的局限性导致不能实现智能控制，操作不便利，且环境数据庞大不能实时反馈与存储的问题。
实施例2
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图12，本实施例提供的一种农作物环境自动调节的装置的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于分控设备包括分控器、滴灌设备和遮阳设备，其中分控器与总控设备电连接；滴灌设备与分控器电连接，滴灌设备设置于种植区；遮阳设备与分控器电连接。分控器的控制模块包括卷帘控制模块、遮阳网控制模块、灌溉系统控制模块。遮阳设备包括天窗和遮阳网，天窗开窗面积占温室大棚总体面积比例较大，使得温室大棚具有很好的降温效果；分控器控制遮阳设备开启和关闭；遮阳网起到挡光、降温、保湿、挡雨等作用，其透气性有效减轻病虫害，其透光性避免捂黄捂烂的情况发生。
滴灌设备按照作物实际需水量，通过管道系统与安装在管道上的灌水器，将农作物需要的水肥均匀缓慢的滴入农作物根部区域的土壤中，实现水肥的精准控制。滴灌设备实现自动化管理，滴灌过程不会破坏土壤的结构，土壤内部保持适合农作物生长的良好状态；滴灌方法灌溉的水量比较小，一次滴灌的水延续时间长，且灌水的周期较短，实现小水勤灌；需要的水压较低，水量控制准确，减少无效水分蒸发，节省水源。
在本实施例中，滴灌设备包括过滤系统、加水系统、比例施肥泵、水肥一体箱和电磁阀，其中过滤系统通过水泵获取水源；加水系统通过管路与过滤系统连通；比例施肥泵通过管路与加水系统连通，比例施肥泵内设有肥料储存箱；水肥一体箱通过管路与加水系统和比例施肥泵连通，水肥一体箱通过管路将水和肥料运输至种植区；电磁阀设置于与过滤系统、加水系统、比例施肥泵和水肥一体箱相连的管路上，电磁阀与分控器电连接，用于控制管路的导通状态。分控器控制电磁阀实现水肥流量的精确调节，且方便安装。
比例施肥泵相比传统的施肥罐，更易控制肥料输送到作物根区土壤中。比例施肥泵结构科学，精确度控制高，使用非常方便。比例施肥泵以流动的水压为动力，带动内部的活塞和连杆把液体肥料直接吸入并溶于水流，把水和肥均匀的混合一起，有效的控制肥料的浓度。
在本实施例中，总控设备还包括PLC(Programmable Logic Control1er控制中心)控制设备、显示设备和客户端模块，其中PLC控制设备与通讯设备和云存储模块电连接，用于处理采集设备获取的种植区的环境数据；显示设备与PLC控制设备电连接；客户端模块与PLC控制设备电连接，用于查看PLC控制设备的反馈信息。显示设备为触摸屏，PLC控制设备将通讯设备传输的模拟信号经过模数转换后，实时显示在显示设备上，根据界面的实时采集数据，通过显示设备操控界面经过PLC控制设备输出信号控制分控设备运作。PLC控制设备与显示设备的实时交互方便对水肥实现定时定量的调节控制。
客户端模块为用户手机客户端，实时显示当前传感预警数据，实时显示监测站传感数据等，根据时间段查询传感数据生成时间变化曲线，根据时间段查询传感数据生成历史数据表格。客户采用电脑平台或微信客户端控制和查看实时数据，客户端模块具有手动启动、关闭电磁阀、水泵、风机等功能。
PLC控制设备设有云平台，实现远程控制操作、实时数据处理与查看、远程预警、告警管理、历史数据报表管理、专家指导等。云平台为不同传感器数据设置阈值和告警等级，达到阈值后触发告警，通过短信、邮件发送给用户，及时处理。通过云平台实时监视作物生长情况、环境信息及分控设备运行状况，发布灌溉施肥指导，田间农事操作提醒，病虫害防治工作。
在本实施例中，无线传感器包括光强度传感器、水分传感器、温湿度传感器和气体传感器，其中光强度传感器与通讯设备电连接；水分传感器与通讯设备电连接，用于监测土壤水分含量；温湿度传感器与通讯设备电连接，用于监测种植区内环境温湿度；气体传感器与通讯设备电连接，用于监测CO2气体含量。选择对应的传感器探測空气湿度、空气温度、土壤湿度、土壤温度光照强度等物理量综合监测温室大棚内农作物的生长环境。无线传感器还包括土壤原位计，土壤原位计直接迅速、方便的测量土壤和有机肥溶液的电导率，用于土壤肥力检査，水质测量，盐分测量等。
将水分传感器埋设在土壤内，对深层和表层的土壤墒情进行实时在线和定点监测，并通过通讯设备与总控设备连接，传递土壤的水分含量信息。土壤水分传感器测量区域大、可靠性高、测量精度高、不受土壤质地影响、操作简单、可进行远距离数据传输。
温湿度传感器获取温室大棚内的温湿度，通过控制中心实时显示并调节温湿度值，及时反映温室大棚内温湿度的变化，为农作物提供一个适宜的生长环境，保障农作物的质量和产量，影响作物的生长期，满足人们在不同季节吃到反季节蔬菜作物的需求；温湿度传感器带有报警系统，一且超出阈值就会报警提示，方便管理。
实施例3
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图12，本实施例提供的一种农作物环境自动调节的装置的结构与实施例2基本相同，其不同之处在于滴灌设备包括水肥一体混合器，水肥一体混合器包括混合器本体1、控制阀2、活动开口4和水动组件5，其中混合器本体1设有储存腔13、调配腔11和混合腔12，混合器本体1通过连接管3将水源引入其内，并将混合后的水肥运输至种植区；控制阀2设置于调配腔11和混合腔12之间，用于控制调配腔11和混合腔12之间的连通状态；活动开口4设置于混合器本体1上；水动组件5设置于调配腔11内，水动组件5以水流的压力为动力运动实现对肥料的抽取。混合器本体1还设有抽取管14，抽取管14延伸入储存腔13，用于连通储存腔13与调配腔11。调配腔11设有多个，储存腔13与调配腔11一一对应，储存腔13分别储存作物所需的不同种类的肥料。
在本实施例中，连接管3包括分进水管31、总进水管32和出水管33，分进水管31与加水系统连接；总进水管32与加水系统连接；出水管33与种植区连接。水动组件5包括水动件51、连接杆52和活塞53，水动件51与混合器本体1转动连接，且设置于调配腔11与分进水管31相对的的位置；连接杆52与水动件51滑动连接；活塞53与连接杆52连接，与混合器本体1滑动连接。活塞53上设有单向开启的开关，用于肥料的单向流通。水动件51可以为梭形杆，其几何中心设有转轴，转轴固定设置于混合器本体1上。水动件51上设有滑动凹槽，连接杆52设有滑动块，滑动块在滑动凹槽内运动，实现连接杆52的上下运动。
具体运作过程是，水流从分进水管31进入调配腔11，水流带动水动件51转动，水动件51带动连接杆52上下运动，进而带动活塞53上下运动，活塞53运动将储存腔13内的肥料吸入调配腔11，肥料经过活塞53上的单向开关与水流混合形成一定比例肥水混合液，分控器控制控制阀2的开关，控制肥水混合液进入混合腔12，混合腔12将多个调配腔11内的多种肥水混合液进行混合，最终经过出水管33输送至种植区土壤。活塞53在调配腔11内做上下方向的运动，把水压出去的同时，也将装在储存腔13里的液体肥料经抽取管14吸入水流中，如此反复的进行上下运动，完成将液体肥料均匀不断的添加到流动的水中。该种水肥一体混合器的结构设计紧凑，使用过程中减少了管路的布置，极大的节省了成本，且节省占地空间，操作便利。
实施例4
请一并参阅图1至图12，现对本发明提供的一种农作物环境自动调节的方法的一种具体实施方式进行说明。
该种农作物环境自动调节的方法的具体步骤包括：
基于农业物联网的水肥一体化系统通过传感器对农作物的生长环境实时进行监测；
获取监测数据处理并基于ZigBee传输技术通过物联网无线传送到控制中心，ZigBee传输技术传输效率高、功耗低、成本低、时延短、容量高、安全性高、可以集成多种类型传感器，实现智能传输、智能管理，抗干扰能力强，组网能力强。本步骤具体的实现步骤可以为：
对获取的数据采用加权平均算法进行数据融合处理；
在传感器采集数据的处理上采用加权平均算法作为数据融合处理方法，保障了水肥一体化系统功能的实现和性能的稳定。自适应加权估值算法相比其它算法拥有较好的融合效果。融合出的数据融合值均方差最小，自适应加权数据融合算法在空间和时间上能够实现对同类传感器所探测的数据进行融合，然后根据传感器所探测的数据自适应匹配对应的权值。
采用数据信息集中采集技术对融合后的数据进一步处理；
集中式数据采集方法是通过把所有数据信息采集节点组成网络，然后在信采集数据终端安装数据采集服务器，最后配置专用的控制端口对数据采集终和服务器进行监控，通过使用集中的方式米集和监控所有米集节点的数据信。数据采集服务器对采集到的信息进行处理，把经过处理后的数据存储到数库。
采用数据融合算法和自适应加权平均算法解决单个传感器采集的数据具有一定的局限性和不确定性的问题。水肥一体化系统采集的数据经自适应加权平均算法的融合技术处理后，可以很容易得到被监测参数的一致性描述和解析。
基于射频识别技术进行物联网的无线通讯，将处理后的数据传输至控制中心。
采用数据信息集中采集技术和无线传输技术，保障系统的安全运行。农作物生长环境信息通过自动采集系统实现，节省了大量人力，大大降低了成本。
控制中心对数据进行统一处理与分析，并采用云存储方式存储相关数据，本步骤具体的实现步骤可以为：
控制中心采用云存储方式存储获取的环境实时监测数据；
将云存储中农作物生长所需的最佳参数与监测数据进行对比；
根据对比结果，判断是否需要对农作物进行环境调节操作，所述环境调节操作包括施肥、施水、升温、光照等操作；
采用云存储方式存储分析后的结果数据。
控制中心根据数据分析的结果，生成并输出调控指令到分控中心；
分控中心根据调控指令控制调控设备运作对农作物生长环境进行相应调节，生长环境包括温度、光照、含水量和含肥量。
控制中心依托物联网云平台控制调控设备，实现水肥一体化系统自动控制的模式包括手动模式、自动模式、时间段模式和阈值模式中的一种或多种。
阈值模式即设置上下限的数值，当采集的墒情或其他数据达到预设的阈值时，控制中心自动控制调控设备运行，执行相应的开启或关闭相关调控设备如泵、阀门的命令；
时间段模式，提前输入预设时间，在相应的时间段内执行相应的命令，实现各区灌溉施肥的目的，依据设定的时间，定时定期对作物进行灌溉施肥；
自动模式，在一段固定的时间内对作物执行操作命令，实现相同的功能，所述操作命令为根据土壤温湿度的监测结果与设置的阈值相比较，自动浇水施肥，该方法节省人力，使施肥灌溉过程自动化、智能化；
手动模式，在施肥灌溉情况较复杂时，人为手动控制调控设备实现灌溉施肥，该方法通过人为的干预，达到施肥灌溉的目的。
控制中心对灌溉系统、遮阳网、卷帘具体的控制过程可以为：
灌溉系统控制，根据作物生长所需的具体土壤湿度值作为阈值，通过土壤湿度传感器实时测量进行自动判断控制，不同种类作物所需的湿度阈值不同需用户自定义设置灌溉控制程序；
遮阳网控制，根据正常的日出日落时的光照强度进行自动控制，根据不同作物对光照度不同需要，通过光照度传感器实现对作用于作物的光照的精准控制；
卷帘控制，按照用户设定的时间节点进行自动控制，时间节点借助天气预报情况实时控制，可以及时应对突然出现的大风、雨雪等不良天气侵害，保证棚膜、作物等不受影响，将损失降到最低。程序后台建立线程对时间进行监测，达到目标时间会对卷帘进行开关操作。
示例性的：2016年在沁阳市西万镇采用冬小麦作为实验农作物，具体的实行步骤是，设置实验组与对照组，其中，实验组采用该种农作物环境自动调节的装置，对照组采用现有的灌溉技术，得到如下实验结果：
在相同面积相同土壤条件下种植冬小麦，实验组的小麦产量为549.8kg/亩，常规生产对照组产量为498.4kg/亩；实验组水分生产效率为2.96kg/m3，对照组水分生产效率为2.29kg/m3；实验组与对照组相比亩节水量为54.38m3。
通过对比，最终得出结论：实验组相较于对照组的冬小麦平均亩产增产10.3％，预计每亩增收约123.36元，水分生产效率提高约0.67kg/m3，水分生产效益提高约1.17元/m3，亩节水约35％，亩节肥约30.8％。
2017年在许昌市建安区采用冬小麦作为实验农作物，具体的实行步骤是，设置实验组与对照组，其中，实验组采用该种农作物环境自动调节的装置，对照组采用现有的灌溉技术，得到如下实验结果：
在相同面积相同土壤条件下种植冬小麦，实验组的小麦产量为607.0kg/亩，常规生产对照组产量为537.4kg/亩；实验组水分生产效率为3.47kg/m3，对照组水分生产效率为2.71kg/m3；实验组与对照组相比亩节水量为49.2m3。
通过对比，最终得出结论：实验组相较于对照组的冬小麦平均亩产增产11.1％，预计每亩增收约149元，水分生产效率提高约0.76kg/m3，水分生产效益提高约1.56元/m3，亩节水约52.2％，亩节肥约33.6％。
由上述数据可见，应用该装置及其控制方法进行农业生产可以根据环境及作物所需环境智能调节控制，增加作物产量，同时精确控制肥水灌溉量，使得肥水高效利用，有效节水节肥，降低生产成本，效果十分显著。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种农作物环境自动调节的装置，其特征在于，包括：
采集设备，包括无线传感器，所述无线传感器设置于种植区；
通讯设备，包括物联网网关，所述物联网网关与所述采集设备电连接；
总控设备，与所述通讯设备电连接、且设有云存储模块；
分控设备，与所述总控设备电连接，用于调节所述种植区的环境。
2.根据权利要求1所述的一种农作物环境自动调节的装置，其特征在于，所述分控设备包括：
分控器，与所述总控设备电连接；
滴灌设备，与所述分控器电连接，所述滴灌设备设置于所述种植区；
遮阳设备，与所述分控器电连接。
3.根据权利要求2所述的一种农作物环境自动调节的装置，其特征在于，所述滴灌设备包括：
过滤系统，通过水泵获取水源；
加水系统，通过管路与所述过滤系统连通；
比例施肥泵，通过管路与所述加水系统连通，所述比例施肥泵内设有肥料储存箱；
水肥一体箱，通过管路与所述加水系统和所述比例施肥泵连通，所述水肥一体箱通过管路将水和肥料运输至所述种植区；
电磁阀，设置于与所述过滤系统、所述加水系统、所述比例施肥泵和所述水肥一体箱相连的管路上，所述电磁阀与所述分控器电连接，用于控制管路的导通状态。
4.根据权利要求3所述的一种农作物环境自动调节的装置，其特征在于，所述总控设备还包括：
PLC控制设备，与所述通讯设备和所述云存储模块电连接，用于处理所述采集设备获取的所述种植区的环境数据；
显示设备，与所述PLC控制设备电连接；
客户端模块，与所述PLC控制设备电连接，用于查看所述PLC控制设备的反馈信息。
5.根据权利要求4所述的一种农作物环境自动调节的装置，其特征在于，所述无线传感器包括：
光强度传感器，与所述通讯设备电连接；
水分传感器，与所述通讯设备电连接，用于监测土壤水分含量；
温湿度传感器，与所述通讯设备电连接，用于监测所述种植区内环境温湿度；
气体传感器，与所述通讯设备电连接，用于监测CO2气体含量。
6.根据权利要求3所述的一种农作物环境自动调节的装置，其特征在于，所述滴灌设备包括水肥一体混合器，所述水肥一体混合器包括：
混合器本体(1)，设有储存腔(13)、调配腔(11)和混合腔(12)，所述混合器本体(1)通过连接管(3)将水源引入其内，并将混合后的水肥运输至所述种植区；
控制阀(2)，设置于所述调配腔(11)和所述混合腔(12)之间，用于控制所述调配腔(11)和所述混合腔(12)之间的连通状态；
活动开口(4)，设置于所述混合器本体(1)上；
水动组件(5)，设置于所述调配腔(11)内，所述水动组件(5)以水流的压力为动力运动实现对肥料的抽取。
7.一种农作物环境自动调节的方法，其特征在于，具体步骤包括：
对农作物的生长环境进行实时监测；
获取监测数据处理并基于ZigBee传输技术进行数据传输；
对传送的数据进行统一处理与分析，并采用云存储方式存储相关数据；
根据数据分析的结果，生成并输出调控指令；
调控指令控制调控设备运作对农作物生长环境进行相应调节，所述生长环境包括温度、光照、含水量和含肥量。
8.根据权利要求7所述的一种农作物环境自动调节的方法，其特征在于，所述数据处理并无线传输的具体步骤包括：
对获取的数据采用加权平均算法进行数据融合处理；
采用数据信息集中采集技术对融合后的数据进一步处理；
基于射频识别技术进行物联网的无线通讯，将处理后的数据传输至控制中心。
9.根据权利要求8所述的一种农作物环境自动调节的方法，其特征在于，所述控制中心控制调控设备的模式包括手动模式、自动模式、时间段模式和阈值模式中的一种或多种。
10.根据权利要求9所述的一种农作物环境自动调节的方法，其特征在于，所述阈值模式包括当采集的墒情或其他数据达到预设的阈值时，自动控制调控设备运行，执行相应的开启或关闭的命令从而调节农作物生长环境。
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