CN113505987A - 一种基于大数据的苗木播种施肥一体化监管反馈系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据的苗木播种施肥一体化监管反馈系统，为了解决现有的苗木种植系统存在不能一体化监管苗木种植情况及分析，导致不能及时的选择对应时间进行施肥，影响苗木的种植的问题，包括苗木采集端、服务器和苗木监管端；本发明通过苗木采集端采集苗木的种植信息并通过服务器进行存储，然后苗木监管端查询服务器内存储苗木的种植信息和肥料数据，进而苗木种植的数据一体化监管以及肥料商家对应肥料数据进行监管；本发明通过对种植信息进行分析得到施肥值，通过施肥值判定进而获取苗木位置对应的天气数据，再对天气数据进行分析得到施肥时间和施肥深度，进而合理的提醒苗木种植人员及时对苗木进行施肥。

Description

一种基于大数据的苗木播种施肥一体化监管反馈系统

技术领域

本发明涉及苗木播种施肥技术领域，具体为一种基于大数据的苗木播种施肥一体化监管反馈系统。

背景技术

苗木在生长的过程中，施肥注意事项是必不可少的，合理的施肥能更好的帮助苗木的成长，相反如果施肥不当，也会对苗木的生长造成一定的危害；同时天气状况也会影响施肥效果，天气状况决定施肥次数和施肥量，天气温度低，苗木吸收量少，温度高，根系生长旺盛，吸肥量多；现有的苗木种植系统存在不能一体化监管苗木种植情况及分析，导致不能及时的选择对应时间进行施肥，影响苗木的种植。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决现有的苗木种植系统存在不能一体化监管苗木种植情况及分析，导致不能及时的选择对应时间进行施肥，影响苗木的种植的问题，而提出一种基于大数据的苗木播种施肥一体化监管反馈系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于大数据的苗木播种施肥一体化监管反馈系统，包括：

苗木采集端，用于采集苗木的种植信息并将其通过物联网发送至服务器；其中，种植信息包括苗木名称、种植的时刻、图片、种植土壤位置及对应位置处土壤数据，土壤数据包括土壤温湿度、酸碱度、氮磷钾含量等；

服务器，用于接收苗木采集端发送的种植信息，对其进行存储，对种植信息进行分析以得到苗木的施肥值，当施肥值大于设定施肥阈值时，通过互联网获取苗木种植所在位置处的天气数据，对天气数据进行分析以得到苗木的施肥时间和施肥深度，将施肥时间和施肥深度及土壤数据反馈至苗木监管端；

苗木监管端，与服务器通信连接，用于查询服务器内存储苗木的种植信息和肥料数据以及接收服务器反馈的施肥时间和施肥深度及土壤数据并显示；发送肥料需求信息至服务器；

作为本发明的一种优选实施方式，对种植信息进行分析的具体过程为：

对苗木的图片进行苗木识别判断以得到苗木的生长期和苗木高度；生长期包括出苗期、幼苗期、速生期和硬化期；

设定苗木的所有生长期均对应一个预设施肥需求值；

将识别到的苗木的生成期所有生产期进行匹配以得到对应的预设施肥需求值并标记为SX1；

获取生长期苗木对应的高度阈值，将识别到的苗木高度与高度阈值进行比对，当苗木高度小于高度阈值时，计算两者的差值得到苗木高度差并标记为SX2；

获取苗木所在土壤上一次施肥的时刻，将其与当前时刻进行时间差计算得到已施肥时长并标记为SX3；

将预设施肥需求值、苗木高度差和已施肥时长进行归一化处理并取三者的数值，将三者的数值代入预设公式SF＝SX1×q1+SX2×q2+SX3×q3得到苗木的施肥值SF；其中，q1、q2和q3为预设权重系数；施肥值是将苗木种植的参数进行归一化处理并综合计算的一个用于评定苗木施肥几率的数值；其中，预设施肥需求值、苗木高度差和已施肥时长越大，计算得到的施肥值越大，表示苗木对应位置施肥的几率越大；

作为本发明的一种优选实施方式，所述天气数据为当前时刻之后五天的天气预报信息，天气预报信息包括每天的天气情况和平均温度；天气情况包括晴天、雨天及雨天对应的降雨量；

对天气数据进行分析的具体过程为：

将当前时刻之后五天的天气预报信息分为三组，每组包括连续三天的天气预报信息；再将三组的天气预报信息进行比对，统计连续三天为晴天的一组的数量；

当数量大于一时，将时间在最前一组的第一天标记为施肥时间；当数量等于一时，直接将连接三天为晴天一组的第一天标记为施肥时间；再计算时间在最前一组或连续三天为晴天一组的三天平均温度，设定所有温度均对应一个施肥深度；将平均温度与所有温度进行匹配得到对应的施肥深度；

作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内包括肥料采集单元和数据库；肥料采集单元用于采集苗木肥料商家对应的肥料数据并将肥料数据发送至数据库内；其中肥料数据包括苗木肥料的名称、肥料的成分、对应含量、剩余数量以及商家的名称和位置；

作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内还包括需求处理单元；需求处理单元用于接收苗木监管端输入的肥料需求信息并进行处理，具体处理过程为：

将苗木需求位置与苗木肥料商家的位置进行距离计算得到需求间距，将需求间距小于设定间距阈值的苗木肥料商家标记为第一肥料商家；

获取第一肥料商家的肥料数据，将肥料数据与需求肥料的名称和需求数量进行比对，将包括需求肥料名称且对应剩余数量大于或等于需求数量的第一肥料商家标记为第二肥料商家；

获取第二肥料商家的料送值，将第二肥料商家的需求间距和料送值进行归一化处理并分析以得到第二肥料商家的料通值，其中料通值是将第二肥料商家的参数进行归一化处理并综合计算得到的一个用于评定发送肥料需求信息几率的数值；

将肥料需求信息发送至料通值最大的第二肥料商家的智能终端，同时记录发送肥料需求信息的时刻并标记为第一时刻；料通值最大的第二肥料商家通过智能终端接收到肥料需求信息后，将肥料需求信息对应的数量的苗木肥料送至苗木需求位置，并将送达的时刻标记为第二时刻；料通值最大的第二肥料商家的配送总次数增加一次；

将第一时刻与第二时刻进行时间差计算得到单次配送时长，将单次配送时长与需求间距对应的预设时长阈值进行比对，当单次配送时长小于需求间距对应的预设时长阈值时，计算两者的时长差值得到配效时长；将料通值最大的第二肥料商家的配效时长进行求和得到配效总时长；再将配送总次数和配效总时长进行归一化处理并分析以得到料通值最大的第二肥料商家的料送值，并将其发送至数据库内存储。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过苗木采集端采集苗木的种植信息并通过服务器进行存储，然后苗木监管端查询服务器内存储苗木的种植信息和肥料数据，进而苗木种植的数据一体化监管以及肥料商家对应肥料数据进行监管；

2、本发明通过对种植信息进行分析并结合苗木的预设施肥需求值、苗木高度差和已施肥时长参数得到苗木的施肥值，通过施肥值判定进而获取苗木位置对应的天气数据，再对天气数据进行分析得到施肥时间和施肥深度，进而合理的提醒苗木种植人员及时对苗木进行施肥；

3、本发明通过需求处理单元对肥料需求信息进行处理得到对应的肥料商家处理肥料需求信息，及时送达所需苗木肥料。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的服务器内部原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本发明的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此，实际执行的顺序有可能根据实际情况改变；

请参阅图1所示，一种基于大数据的苗木播种施肥一体化监管反馈系统，包括苗木采集端、服务器和苗木监管端；

苗木采集端采集苗木的种植信息并将其通过物联网发送至服务器；种植信息包括苗木名称、种植的时刻、图片、种植土壤位置及对应位置处土壤数据，土壤数据包括土壤温湿度、酸碱度、氮磷钾含量等；苗木采集端包括若干个用于采集土壤数据的传感器及拍摄苗木图片的摄像头等；传感器包括JTWS-AC-SY型土壤温湿度传感器、ZRX-29339型土壤PH值传感器、Hsiot-cgq型氮磷钾传感器等；

服务器接收苗木采集端发送的种植信息，对其进行存储，对种植信息进行分析，对苗木的图片进行苗木识别判断以得到苗木的生长期和苗木高度；生长期包括出苗期、幼苗期、速生期和硬化期；应该理解，图1中的苗木采集端、服务器和苗木监管端的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的苗木采集端、服务器和苗木监管端。比如服务器可以是多个服务器组成的服务器集群等；

设定苗木的所有生长期均对应一个预设施肥需求值；

将识别到的苗木的生成期所有生产期进行匹配以得到对应的预设施肥需求值并标记为SX1；

获取生长期苗木对应的高度阈值，将识别到的苗木高度与高度阈值进行比对，当苗木高度小于高度阈值时，计算两者的差值得到苗木高度差并标记为SX2；

获取苗木所在土壤上一次施肥的时刻，将其与当前时刻进行时间差计算得到已施肥时长并标记为SX3；

将预设施肥需求值、苗木高度差和已施肥时长进行归一化处理并取三者的数值，将三者的数值代入预设公式SF＝SX1×q1+SX2×q2+SX3×q3得到苗木的施肥值SF；其中，q1、q2和q3为预设权重系数；具体权重的设置，由本领域技术人员根据实际情况合理设置，预设权重系数可以如下取值，分别为0.3、0.4、0.4；

当施肥值大于设定施肥阈值时，通过互联网获取苗木种植所在位置处的天气数据，对天气数据进行分析，将当前时刻之后五天的天气预报信息分为三组，每组包括连续三天的天气预报信息；再将三组的天气预报信息进行比对，统计连续三天为晴天的一组的数量；

当数量大于一时，将时间在最前一组的第一天标记为施肥时间；当数量等于一时，直接将连接三天为晴天一组的第一天标记为施肥时间；再计算时间在最前一组或连续三天为晴天一组的三天平均温度，设定所有温度均对应一个施肥深度；设定所有施肥深度对应一个温度范围，将平均温度所有的温度范围进行比对，当平均温度在温度范围内，则将该温度范围对应的施肥深度标记为将平均温度匹配得到的施肥深度；如施肥深度10厘米的温度范围是26℃至27℃；当平均温度是26.38度时，在26℃至27℃范围内，则匹配到对应的施肥深度为10厘米；

服务器将施肥时间和施肥深度及土壤数据反馈至苗木监管端；

苗木监管端可以查询服务器内存储苗木的种植信息和肥料数据、接收服务器反馈的施肥时间和施肥深度及土壤数据显示，需求用户还可以通过苗木监管端发送苗木的需求位置、需求肥料的名称和需求数量以及需求的时间段等肥料需求信息至服务器；苗木监管端可以为笔记本电脑、智能手机或智能平板等智能设备；

请参阅图2所示，服务器内还设置有肥料采集单元、数据库、需求处理单元和注册单元；注册单元用于肥料商家通过智能终端提交商家信息进行注册，与注册成功的肥料商家的智能终端通信连接，并获取肥料商家对应肥料的进出数据的访问权限；以便于肥料采集单元采集肥料数据并将肥料数据发送至数据库内；

需求处理单元接收肥料需求信息并进行处理；将苗木需求位置与苗木肥料商家的位置进行距离计算得到需求间距，将需求间距小于设定间距阈值的苗木肥料商家标记为第一肥料商家；

获取第一肥料商家的肥料数据，将肥料数据与需求肥料的名称和需求数量进行比对，将包括需求肥料名称且对应剩余数量大于或等于需求数量的第一肥料商家标记为第二肥料商家；

获取第二肥料商家的料送值，将第二肥料商家的需求间距和料送值进行归一化处理并取两者的数值，将两个数值分别标记为LS1、LS2；代入预设公式分析LT＝LS1×0.7+0.3/LS2得到第二肥料商家的料通值LT，料通值是将第二肥料商家的参数进行归一化处理并综合计算得到的一个用于评定发送肥料需求信息几率的数值；料送值越大、需求间距越小，料通值越大，表示发送肥料需求信息至该肥料商家去处理的几率越大；

将肥料需求信息发送至料通值最大的第二肥料商家的智能终端，同时记录发送肥料需求信息的时刻并标记为第一时刻；料通值最大的第二肥料商家通过智能终端接收到肥料需求信息后，将肥料需求信息对应的数量的苗木肥料送至苗木需求位置，并将送达的时刻标记为第二时刻；料通值最大的第二肥料商家的配送总次数增加一次；

将第一时刻与第二时刻进行时间差计算得到单次配送时长，将单次配送时长与需求间距对应的预设时长阈值进行比对，当单次配送时长小于需求间距对应的预设时长阈值时，计算两者的时长差值得到配效时长；预设时长阈值与需求间距成正比，需求间距越大，对应的预设时长阈值越大，如10公里对应的预设时长阈值为2小时，20公里对应的预设时长阈值为3.5小时，具体阈值的设置由本领域技术人员根据实际进行合理的设置；

将料通值最大的第二肥料商家的配效时长进行求和得到配效总时长并标记为TZ1；再将配送总次数TZ2和配效总时长TZ1进行归一化处理取两者的数值，代入预设公式LS1＝TZ1×0.55+TZ2×0.45得到料通值最大的第二肥料商家的料送值LS1，需求处理单元将料通值发送至数据库内存储。

本发明在使用时，通过苗木采集端采集苗木的种植信息并通过服务器进行存储，然后苗木监管端查询服务器内存储苗木的种植信息和肥料数据，进而苗木种植的数据一体化监管以及肥料商家对应肥料数据进行监管，对苗木的图片进行苗木识别判断以得到苗木的生长期和苗木高度；设定苗木的所有生长期均对应一个预设施肥需求值；将识别到的苗木的生成期所有生产期进行匹配以得到对应的预设施肥需求值；获取生长期苗木对应的高度阈值，将识别到的苗木高度与高度阈值进行比对，当苗木高度小于高度阈值时，计算两者的差值得到苗木高度差；获取苗木所在土壤上一次施肥的时刻，将其与当前时刻进行时间差计算得到已施肥时长；将预设施肥需求值、苗木高度差和已施肥时长进行归一化处理以得到苗木的施肥值，通过对种植信息进行分析并结合苗木的预设施肥需求值、苗木高度差和已施肥时长参数得到苗木的施肥值，通过施肥值判定进而获取苗木位置对应的天气数据，将当前时刻之后五天的天气预报信息分为三组，每组包括连续三天的天气预报信息；再将三组的天气预报信息进行比对，统计连续三天为晴天的一组的数量；当数量大于一时，将时间在最前一组的第一天标记为施肥时间；当数量等于一时，直接将连接三天为晴天一组的第一天标记为施肥时间；再计算时间在最前一组或连续三天为晴天一组的三天平均温度，设定所有温度均对应一个施肥深度；将平均温度与所有温度进行匹配得到对应的施肥深度，再对天气数据进行分析得到施肥时间和施肥深度，进而合理的提醒苗木种植人员及时对苗木进行施肥；将苗木需求位置与苗木肥料商家的位置进行距离计算得到需求间距，将需求间距小于设定间距阈值的苗木肥料商家标记为第一肥料商家；获取第一肥料商家的肥料数据，将肥料数据与需求肥料的名称和需求数量进行比对，将包括需求肥料名称且对应剩余数量大于或等于需求数量的第一肥料商家标记为第二肥料商家；获取第二肥料商家的料送值，将第二肥料商家的需求间距和料送值进行归一化处理并分析以得到第二肥料商家的料通值，将肥料需求信息发送至料通值最大的第二肥料商家的智能终端，料通值最大的第二肥料商家通过智能终端接收到肥料需求信息后，将肥料需求信息对应的数量的苗木肥料送至苗木需求位置通过需求处理单元对肥料需求信息进行处理得到对应的肥料商家处理肥料需求信息，及时送达所需苗木肥料。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种基于大数据的苗木播种施肥一体化监管反馈系统，其特征在于，包括：

苗木采集端，用于采集苗木的种植信息并将其通过物联网发送至服务器；

服务器，用于接收苗木采集端发送的种植信息，对其进行存储，对种植信息进行分析以得到苗木的施肥值，当施肥值大于设定施肥阈值时，通过互联网获取苗木种植所在位置处的天气数据，对天气数据进行分析以得到苗木的施肥时间和施肥深度，将施肥时间和施肥深度及土壤数据反馈至苗木监管端；接收肥料需求信息并将其分配至对应肥料商家处理肥料需求信息；

苗木监管端，用于查询服务器内存储苗木的种植信息和肥料数据以及接收服务器反馈的施肥时间和施肥深度及土壤数据并显示；发送肥料需求信息至服务器。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的苗木播种施肥一体化监管反馈系统，其特征在于，对种植信息进行分析的具体过程为：

对苗木的图片进行苗木识别判断以得到苗木的生长期和苗木高度；设定苗木的所有生长期均对应一个预设施肥需求值；将识别到的苗木的生成期所有生产期进行匹配以得到对应的预设施肥需求值；获取生长期苗木对应的高度阈值，将识别到的苗木高度与高度阈值进行比对，当苗木高度小于高度阈值时，计算两者的差值得到苗木高度差；获取苗木所在土壤上一次施肥的时刻，将其与当前时刻进行时间差计算得到已施肥时长；将预设施肥需求值、苗木高度差和已施肥时长进行归一化处理以得到苗木的施肥值。

3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的苗木播种施肥一体化监管反馈系统，其特征在于，对天气数据进行分析的具体过程为：

将当前时刻之后五天的天气预报信息分为三组，每组包括连续三天的天气预报信息；再将三组的天气预报信息进行比对，统计连续三天为晴天的一组的数量；当数量大于一时，将时间在最前一组的第一天标记为施肥时间；当数量等于一时，直接将连接三天为晴天一组的第一天标记为施肥时间；再计算时间在最前一组或连续三天为晴天一组的三天平均温度，设定所有温度均对应一个施肥深度；将平均温度与所有温度进行匹配得到对应的施肥深度。

4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的苗木播种施肥一体化监管反馈系统，其特征在于，所述服务器内包括肥料采集单元和数据库；肥料采集单元用于采集苗木肥料商家对应的肥料数据并将肥料数据发送至数据库内；其中肥料数据包括苗木肥料的名称、肥料的成分、对应含量、剩余数量以及商家的名称和位置。

5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的苗木播种施肥一体化监管反馈系统，其特征在于，所述服务器内还包括数据访问单元，数据访问单元用于获取苗木监管端的位置并对位置进行处理以得到苗木监管端允许访问的肥料数据。

6.根据权利要求4所述的一种基于大数据的苗木播种施肥一体化监管反馈系统，其特征在于，所述服务器内还包括需求处理单元；需求处理单元用于接收苗木监管端输入的肥料需求信息并进行处理，具体处理过程为：

将苗木需求位置与苗木肥料商家的位置进行距离计算得到需求间距，将需求间距小于设定间距阈值的苗木肥料商家标记为第一肥料商家；

获取第一肥料商家的肥料数据，将肥料数据与需求肥料的名称和需求数量进行比对，将包括需求肥料名称且对应剩余数量大于或等于需求数量的第一肥料商家标记为第二肥料商家；

获取第二肥料商家的料送值，将第二肥料商家的需求间距和料送值进行归一化处理并分析以得到第二肥料商家的料通值，其中料通值是将第二肥料商家的参数进行归一化处理并综合计算得到的一个用于评定发送肥料需求信息几率的数值；

将肥料需求信息发送至料通值最大的第二肥料商家的智能终端，同时记录发送肥料需求信息的时刻并标记为第一时刻；料通值最大的第二肥料商家通过智能终端接收到肥料需求信息后，将肥料需求信息对应的数量的苗木肥料送至苗木需求位置，并将送达的时刻标记为第二时刻；料通值最大的第二肥料商家的配送总次数增加一次；

将第一时刻与第二时刻进行时间差计算得到单次配送时长，将单次配送时长与需求间距对应的预设时长阈值进行比对，当单次配送时长小于需求间距对应的预设时长阈值时，计算两者的时长差值得到配效时长；将料通值最大的第二肥料商家的配效时长进行求和得到配效总时长；再将配送总次数和配效总时长进行归一化处理并分析以得到料通值最大的第二肥料商家的料送值，并将其发送至数据库内存储。

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