CN112817351A - 一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统，包括中央处理模块、数据传输模块、空气数据采集模块、温度控制模块、土壤数据采集模块、形态采集模块、浇灌控制模块、雨水收集机构和蓄电池。本发明通过空气数据采集模块和土壤数据采集模块采集的数据经数据传输模块后进入中央处理模块，一方面采集的数据在数据存储模块中被备份，另一方面采集的数据与数据对比模块中的数据做出比对，进而对数据形成统一规范，最终在显示器上显示，并通过弹窗提醒模块对农民作出提醒，进而降低了本系统对农民的技术要求，扩大了本系统的适用范围，提高了农民利用本系统判断的准确性，最终提高了农作物的收益。

Description

一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统

技术领域

本发明涉及智慧农业技术领域，具体为一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统。

背景技术

智慧农业是农业中的智慧经济，或智慧经济形态在农业中的具体表现。智慧农业是智慧经济重要的组成部分，对于一些国家而言，智慧农业是智慧经济主要的组成部分，是一些国家消除贫困、实现后发优势、经济发展后来居上、实现赶超战略的主要途径。

智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去，运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制，使传统农业更具有“智慧”，除了精准感知、控制与决策管理外，从广泛意义上讲，智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容，农业生产环境监控：通过布设于农田、温室、园林等目标区域的大量传感节点，实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度以及土壤水分、电导率等信息并汇总到中控系统。农业生产人员可通过监测数据对环境进行分析，从而有针对性地投放农业生产资料，并根据需要调动各种执行设备，进行调温、调光、换气等动作，实现对农业生长环境的智能控制。

现有的智慧农业温室系统还存在一定的问题：

一、现有的智慧农业温室系统通常只对水分、环境和空气质量等进行检测，检测后将数据显示，这种方式对农民的技术要求较高，没有统一的规范，不仅使得该系统适用范围缩小，而且容易使得农民利用该系统判断不准确，进而降低农作物的收益；

二、现有的智慧农业温室系统通常只对环境进行监测，忽略了植物自身的生长状态，使得非正常生长的植物抢占土壤中的养分，进而影响正常植物的生长，不仅浪费了一部分资源，而且在一定程度上降低了农业的产值，进而降低了农民的收入，为此，提出一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统，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：一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统，包括中央处理模块、数据传输模块、空气数据采集模块、温度控制模块、土壤数据采集模块、形态采集模块、浇灌控制模块、雨水收集机构和蓄电池：

所述中央处理模块与所述数据传输模块交互连接，所述中央处理模块包括显示器、弹窗提醒模块和操作面板，所述数据传输模块包括数据存储模块和数据对比模块；

所述空气数据采集模块与所述数据传输模块交互连接，所述空气数据采集模块包括温湿度采集模块和空气质量分析模块，所述温湿度采集模块包括温度传感器和空气湿度传感器；

所述空气数据采集模块与温度控制模块交互连接，所述温度控制模块包括热量补充机构；

所述土壤数据采集模块与所述数据传输模块交互连接，所述土壤数据采集模块包括土壤湿度采集模块和微量元素检测模块，所述土壤湿度采集模块包括土壤湿度传感器；

所述土壤数据采集模块与所述浇灌控制模块交互连接，所述浇灌控制模块包括水箱、数据接收模块和喷淋模块；

所述数据传输模块与所述形态采集模块交互连接，所述形态采集模块与所述中央处理模块交互连接，所述形态采集模块包括摄像头和3D成像模块。

作为本技术方案的进一步优选的：所述空气数据采集模块包括PM2.5检测模块。

作为本技术方案的进一步优选的：所述中央处理模块连接有塑料大棚驱动机构，所述塑料大棚驱动机构与所述温度控制模块交互连接。

作为本技术方案的进一步优选的：所述水箱连接有雨水收集机构，所述雨水收集机构包括过滤机构。

作为本技术方案的进一步优选的：所述中央处理模块连接有蓄电池，所述蓄电池连接有光伏发电机构。

作为本技术方案的进一步优选的：所述数据存储模块采用固态硬盘，并且具有顺次自动清除数据功能。

作为本技术方案的进一步优选的：所述热量补充机构采用热风机和取暖灯。

作为本技术方案的进一步优选的：所述水箱与所述喷淋模块连接，喷淋模块位于植物的根系部位，水箱内部添加植物生长时期所需的农药化肥。

作为本技术方案的进一步优选的：所述塑料大棚驱动机构包括外部电机和外部收卷机构，大棚两侧均设有塑料大棚驱动机构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明通过空气数据采集模块和土壤数据采集模块采集的数据经数据传输模块后进入中央处理模块，一方面采集的数据在数据存储模块中被备份，另一方面采集的数据与数据对比模块中的数据做出比对，进而对数据形成统一规范，最终在显示器上显示，并通过弹窗提醒模块对农民作出提醒，进而降低了本系统对农民的技术要求，扩大了本系统的适用范围，提高了农民利用本系统判断的准确性，最终提高了农作物的收益；

二、本发明通过摄像头和3D立体成像模块对农作物进行立体成像，并且与数据对比模块中的信息做出对比，利用显示器将非正常生成长的植物显示，解决了只对环境进行监测，忽略了植物自身的生长状态，使得非正常生长的植物抢占土壤中的养分，进而影响正常植物的生长，不仅浪费了一部分资源，而且在一定程度上降低了农业的产值，进而降低了农民的收入的问题。

附图说明

图1为本发明的系统流程图；

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

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统，包括中央处理模块、数据传输模块、空气数据采集模块、温度控制模块、土壤数据采集模块、形态采集模块、浇灌控制模块、雨水收集机构和蓄电池：

中央处理模块与数据传输模块交互连接，中央处理模块包括显示器、弹窗提醒模块和操作面板，数据传输模块包括数据存储模块和数据对比模块；

空气数据采集模块与数据传输模块交互连接，空气数据采集模块包括温湿度采集模块和空气质量分析模块，温湿度采集模块包括温度传感器和空气湿度传感器；

空气数据采集模块与温度控制模块交互连接，温度控制模块包括热量补充机构；

土壤数据采集模块与数据传输模块交互连接，土壤数据采集模块包括土壤湿度采集模块和微量元素检测模块，土壤湿度采集模块包括土壤湿度传感器；

土壤数据采集模块与浇灌控制模块交互连接，浇灌控制模块包括水箱、数据接收模块和喷淋模块；

数据传输模块与形态采集模块交互连接，形态采集模块与中央处理模块交互连接，形态采集模块包括摄像头和3D成像模块。

本实施例中，具体的：空气数据采集模块包括PM2.5检测模块；设置PM2.5检测模块可以对种植大棚内的空气污染程度进行检测，由于种植大棚内部空气流通差，工人在大棚内部工作时间长，PM2.5浓度过高威胁工人的身体健康。

本实施例中，具体的：中央处理模块连接有塑料大棚驱动机构，塑料大棚驱动机构与温度控制模块交互连接；设置大棚驱动机构避免使用人工对种植大棚进行遮盖，进而在一定程度上节约了人力，提高了工作效率。

本实施例中，具体的：水箱连接有雨水收集机构，雨水收集机构包括过滤机构；设置雨水收集机构可以节约水资源的使用，进而降低人们的种植成本，为人们创造更多的营收。

本实施例中，具体的：中央处理模块连接有蓄电池，蓄电池连接有光伏发电机构；光伏发电机构可以为蓄电池提供电能，蓄电池为其他用电设备供电，进而节约电能的使用。

本实施例中，具体的：数据存储模块采用固态硬盘，并且具有顺次自动清除数据功能；固态硬盘的存储能力较大，便于工人通过操作面板找寻过往数据记录，进而便于工人进行实时数据对比，使得工人及时作出相应的判断，定期清除数据可以保证固态硬盘的持续存储。

本实施例中，具体的：热量补充机构采用热风机和取暖灯；热风机的功率较大可以在夜间为种植大棚的内部补充热量，取暖灯不仅可以在照明不良的条件下为种植大棚提供热量，还可以为植物提供一部分光合作用。

本实施例中，具体的：水箱与喷淋模块连接，喷淋模块位于植物的根系部位，水箱内部添加植物生长时期所需的农药化肥；喷淋模块置于根系部位，可以节约大量的水资源，通过向水箱内部添加农药化肥，在通过喷淋模块将农药化肥运输至植物种植处，避免了利用人工对农药进行喷洒和施肥，进而节约了大量的人力物力。

本实施例中，具体的：塑料大棚驱动机构包括外部电机和外部收卷机构，大棚两侧均设有塑料大棚驱动机构；外部电机和外部收卷机构可以对塑料薄膜进行收卷，进而便于对大棚内部进行通风和保温。

工作原理或者结构原理，使用时，温度传感器和空气湿度传感器对空气中的温度和湿度进行检测，PM2.5检测模块和空气质量分析模块对种植大棚内的空气质量进行检测，确保工人在种植大棚内部长时间工作的安全性，检测数据进入数据传输模块，检测数据被存储在数据存储模块中备份，检测数据与数据对比模块内部的数据对比，并且在显示器上显示，若温度过低，温度控制模块启动热量补充机构对种植大棚内部的热量进行补充，若温度过高，工人通过控制操作面板，进而启动塑料大棚驱动机构，塑料大棚驱动机构对种植大棚上覆盖的塑料薄膜进行收卷，进而将种植大棚内部的热量释放，降低塑料大棚内部的温度，土壤湿度采集模块利用土壤湿度传感器对土壤内部的水分进行检测，微量元素检测模块对土壤内部的微量元素进行检测，检测数据经数据存储模块被存储，检测数据与数据对比模块比对，并且在显示器上显示，若土壤湿度较低，微量元素缺乏，弹窗提醒模块在显示器上进行显示，提醒工人对种植大棚内的植物进行浇水施肥，通过操作面板输入，信号经数据传输模块到达土壤数据采集模块，最后到达数据接收模块，水箱内部的水经喷淋模块到达植物根系部位，农民还可以将农药和稀释后的化肥置于水箱的内部，通过喷淋模块对植物进行施肥，进而避免利用人工进行喷药施肥，节约了大量的人力物力，雨水收集机构可以对雨水进行收集并储存，过滤机构可以对雨水进行过滤进而避免杂物堵塞浇灌机构，通过摄像头和3D立体成像模块将植物的形态显示在显示器上，摄像头将数据传递给数据对比模块，进而判断植物的非正常生长，工人还可以通过操作面板翻阅过往数据，光伏发电系统为蓄电池充电，蓄电池为用电设备提供电能，进而节约了资源的使用，降低了农民的种植成本。

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)

1.一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统，包括中央处理模块、数据传输模块、空气数据采集模块、温度控制模块、土壤数据采集模块、形态采集模块、浇灌控制模块、雨水收集机构和蓄电池，其特征在于：

所述中央处理模块与所述数据传输模块交互连接，所述中央处理模块包括显示器、弹窗提醒模块和操作面板，所述数据传输模块包括数据存储模块和数据对比模块；

所述空气数据采集模块与所述数据传输模块交互连接，所述空气数据采集模块包括温湿度采集模块和空气质量分析模块，所述温湿度采集模块包括温度传感器和空气湿度传感器；

所述空气数据采集模块与温度控制模块交互连接，所述温度控制模块包括热量补充机构；

所述土壤数据采集模块与所述数据传输模块交互连接，所述土壤数据采集模块包括土壤湿度采集模块和微量元素检测模块，所述土壤湿度采集模块包括土壤湿度传感器；

所述土壤数据采集模块与所述浇灌控制模块交互连接，所述浇灌控制模块包括水箱、数据接收模块和喷淋模块；

所述数据传输模块与所述形态采集模块交互连接，所述形态采集模块与所述中央处理模块交互连接，所述形态采集模块包括摄像头和3D成像模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统，其特征在于：所述空气数据采集模块包括PM2.5检测模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统，其特征在于：所述中央处理模块连接有塑料大棚驱动机构，所述塑料大棚驱动机构与所述温度控制模块交互连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统，其特征在于：所述水箱连接有雨水收集机构，所述雨水收集机构包括过滤机构。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统，其特征在于：所述中央处理模块连接有蓄电池，所述蓄电池连接有光伏发电机构。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统，其特征在于：所述数据存储模块采用固态硬盘，并且具有顺次自动清除数据功能。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统，其特征在于：所述热量补充机构采用热风机和取暖灯。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统，其特征在于：所述水箱与所述喷淋模块连接，喷淋模块位于植物的根系部位，水箱内部添加植物生长时期所需的农药化肥。

9.根据权利要求3所述的一种基于物联网技术的精准智慧农业温室系统，其特征在于：所述塑料大棚驱动机构包括外部电机和外部收卷机构，大棚两侧均设有塑料大棚驱动机构。

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