CN113919653A - 一种基于物联网的温室番茄种植管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的温室番茄种植管理系统，包括数据采集传输子系统，其包括土壤信息采集模块、空气环境信息采集模块和图像采集模块，采集的数据通过各类传感器定时传给数据分析处理子系统进行处理；数据分析处理子系统包括标准化番茄生长模型和病虫害模型，对数据采集传输子系统采集的数据通过模型分析并处理，再发到客户端设备上，智能应用子系统包括水肥药一体化控制模块、番茄生产标准化方案模块、温室环境控制模块及应用系统管理模块。本发明通过数据采集传输子系统、数据分析处理子系统和智能应用子系统，实现集番茄病虫害管理、环境管理、作物水肥药一体化管理、作物生长模型于一体的物联网种植管理系统，精确地控制了番茄生长。
Description
技术领域
本发明涉及农业物联网技术领域，具体来说，涉及一种基于物联网的温室番茄种植管理系统。
背景技术
在传统农业种植生产过程中都是凭种植户的经验来决定浇水、施肥、病虫害防治、风口开闭等管理，而多变的气候以及土壤环境的变化导致仅凭经验越来越难以控制农作物的生长。
目前市面上现有的基于物联网的作物管理系统较多，但存在以下问题：
1）有单独做作物病虫害管理系统、作物空气环境检测管理系统、作物水肥药一体化管理系统以及与作物模型相结合的一种或者两种的种植系统，还没有完全整合的一种基于物联网的种植管理系统。
2）种植管理系统中的作物信息采集设备较多，在种植区域中分布较散，无法定位信息采集设备以致设备损坏不能及时找到维护，信息采集设备的运行状态无法获取以致设备损坏也不知道，导致种植区域环境参数改变，影响植物生长。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种基于物联网的温室番茄种植管理系统，能够克服现有技术方法的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于物联网的温室番茄种植管理系统，包括数据采集传输子系统、数据分析处理子系统、智能应用子系统，其中，
所述数据采集传输子系统包括土壤信息采集模块、空气环境信息采集模块和图像采集模块，采集到的所有数据通过各类传感器定时传输给数据分析处理子系统进行处理；
所述数据分析处理子系统包括标准化番茄生长模型和病虫害模型，对所述数据采集传输子系统采集到的数据通过模型分析并处理，再发送到客户端应用设备，若应用运行状态或检测接收到的数据出现异常，则立即向客户端应用设备发出告警，所述标准化番茄生长模型是根据以往番茄种植区的气候条件、番茄的土壤条件及番茄田间管理措施结合形成的，所述病虫害模型是根据以往番茄种植区病虫害发生时间及适宜环境结合形成的；
所述智能应用子系统包括水肥药一体化控制模块、番茄生产标准化方案模块、温室环境控制模块以及应用系统管理模块，所述番茄生产标准化方案模块是根据数据分析处理子系统判断当前农作物番茄的生长状况是否达到预设条件的判断结果，自动生成生产的指导意见，来精确指导用户进行番茄农业生产，该智能应用子系统是基于2G、4G、NBIoT等移动网络实现数据采集传输，以MySQL为基础，采用Storm/Hadoop/Spark分布式计算框架实现数据在线/离线存储和处理，通过B/S架构，使用Spring Boot、Spring Cloud等开源框架整合开发，并基于MVC框架、DDD设计和微服务架构实现。
进一步地，所述土壤信息采集模块包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤EC传感器、土壤ph传感器，所述空气环境信息采集模块包括空气温度传感器、空气湿度传感器、光照传感器、二氧化碳浓度传感器，所述图像采集模块内设GPS定位装置的图像传感器。
进一步地，所述土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤EC传感器、土壤ph传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、光照传感器、图像传感器以及二氧化碳浓度传感器的内部均安装有GPS定位，且设有一个唯一的设备标识，该设备标识由服务器统一生成，并且有唯一与设备标识对应的二维码，用户通过客户端应用设备扫描二维码，并绑定成功后，来确定每个传感器所在位置。
进一步地，所述水肥药一体化控制模块是根据数据分析处理子系统显示的肥药种类、水肥药配比，启动自动化灌溉设备，实现水肥药一体化控制。
进一步地，所述温室环境控制模块是根据数据分析处理子系统发出的指令来控制LED 灯、卷膜电动机、CO2释放器以及雾化机设备的开启和关闭，从而对温室内番茄的生长环境进行自动调整。
进一步地，所述应用系统管理模块包括用户管理、角色管理、权限管理、操作日志、元数据管理、模板管理、任务管理，用于日常运行和维护，通过2G、4G、NBIoT移动网络实现Web端和手机端显示智能应用端。
本发明的有益效果：通过数据采集传输系统、数据分析处理系统和智能应用系统，实现集番茄病虫害管理、环境管理、作物水肥药一体化管理、作物生长模型于一体的物联网种植管理系统，可精确地控制番茄生长；通过每个传感器内部安装的GPS定位装置及唯一的设备标识，实现了对每个传感器的精确管理。
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是根据本发明实施例所述的基于物联网的温室番茄种植管理系统的系统结构示意图。
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
如图1所示，根据本发明实施例所述的基于物联网的温室番茄种植管理系统，包括数据采集传输子系统、数据分析处理子系统、智能应用子系统。
所述数据采集传输子系统包括土壤信息采集模块、空气环境信息采集模块和图像采集模块，采集到的所有数据通过各类传感器定时传输给数据分析处理子系统进行处理。
所述土壤信息采集模块包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤EC传感器、土壤ph传感器。所述空气环境信息采集模块包括空气温度传感器、空气湿度传感器、光照传感器、二氧化碳浓度传感器。所述图像采集模块内设GPS定位装置的图像传感器，用于采集番茄长势、病虫害发生情况。以上所有传感器的内部均安装有GPS定位，且设有一个唯一的设备标识，该设备标识由服务器统一生成，并且有唯一与设备标识对应的二维码，用户通过客户端应用设备（APP端和Web端）扫描二维码，并绑定成功后，来确定每个传感器所在位置。
所述数据分析处理子系统包括标准化番茄生长模型和病虫害模型，对所述数据采集传输子系统采集到的数据通过模型分析并处理，再发送到客户端应用设备（APP端和Web端），若应用运行状态或检测接收到的数据出现异常，则立即向客户端应用设备（APP端和Web端）发出告警。
所述标准化番茄生长模型是根据以往番茄种植区的气候条件、番茄的土壤条件及番茄田间管理措施结合形成的，为番茄生长调控提供决策依据。所述病虫害模型是根据以往番茄种植区病虫害发生时间及适宜环境结合形成的，通过使用该模型，能有效提前预防番茄病虫害。
所述智能应用子系统包括水肥药一体化控制模块、番茄生产标准化方案模块、温室环境控制模块以及应用系统管理模块；该智能应用子系统是基于2G、4G、NBIoT等移动网络实现数据采集传输，以MySQL为基础，采用Storm/Hadoop/Spark分布式计算框架实现数据在线/离线存储和处理，通过B/S架构，使用Spring Boot、Spring Cloud等开源框架整合开发，并基于MVC框架、DDD设计和微服务架构实现。
所述水肥药一体化控制模块是根据数据分析处理子系统显示的肥药种类、水肥药配比，启动自动化灌溉设备，实现水肥药一体化控制，无需人工操作，定时定量，省人工，达到准确施肥。
所述番茄生产标准化方案模块是根据数据分析处理子系统判断当前农作物番茄的生长状况是否达到预设条件的判断结果，自动生成生产的指导意见，来精确指导用户进行番茄农业生产。
所述温室环境控制模块是根据数据分析处理子系统发出的指令来控制LED 灯、卷膜电动机、CO2释放器以及雾化机设备的开启和关闭，从而对温室内番茄的生长环境进行自动调整，使其达最佳生长环境。
所述应用系统管理模块包括用户管理、角色管理、权限管理、操作日志、元数据管理、模板管理、任务管理，用于日常运行和维护，通过2G、4G、NBIoT移动网络实现Web端和手机端显示智能应用端。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过数据采集传输系统、数据分析处理系统和智能应用系统，实现集番茄病虫害管理、环境管理、作物水肥药一体化管理、作物生长模型于一体的物联网种植管理系统，可精确地控制番茄生长；通过每个传感器内部安装的GPS定位装置及唯一的设备标识，实现了对每个传感器的精确管理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于物联网的温室番茄种植管理系统，其特征在于，包括数据采集传输子系统、数据分析处理子系统、智能应用子系统，其中，
所述数据采集传输子系统包括土壤信息采集模块、空气环境信息采集模块和图像采集模块，采集到的所有数据通过各类传感器定时传输给数据分析处理子系统进行处理；
所述数据分析处理子系统包括标准化番茄生长模型和病虫害模型，对所述数据采集传输子系统采集到的数据通过模型分析并处理，再发送到客户端应用设备，若应用运行状态或检测接收到的数据出现异常，则立即向客户端应用设备发出告警，所述标准化番茄生长模型是根据以往番茄种植区的气候条件、番茄的土壤条件及番茄田间管理措施结合形成的，所述病虫害模型是根据以往番茄种植区病虫害发生时间及适宜环境结合形成的；
所述智能应用子系统包括水肥药一体化控制模块、番茄生产标准化方案模块、温室环境控制模块以及应用系统管理模块，所述番茄生产标准化方案模块是根据数据分析处理子系统判断当前农作物番茄的生长状况是否达到预设条件的判断结果，自动生成生产的指导意见，来精确指导用户进行番茄农业生产，该智能应用子系统是基于2G、4G、NBIoT等移动网络实现数据采集传输，以MySQL为基础，采用Storm/Hadoop/Spark分布式计算框架实现数据在线/离线存储和处理，通过B/S架构，使用Spring Boot、Spring Cloud等开源框架整合开发，并基于MVC框架、DDD设计和微服务架构实现。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的温室番茄种植管理系统，其特征在于，所述土壤信息采集模块包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤EC传感器、土壤ph传感器，所述空气环境信息采集模块包括空气温度传感器、空气湿度传感器、光照传感器、二氧化碳浓度传感器，所述图像采集模块内设GPS定位装置的图像传感器。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的温室番茄种植管理系统，其特征在于，所述土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤EC传感器、土壤ph传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、光照传感器、图像传感器以及二氧化碳浓度传感器的内部均安装有GPS定位，且设有一个唯一的设备标识，该设备标识由服务器统一生成，并且有唯一与设备标识对应的二维码，用户通过客户端应用设备扫描二维码，并绑定成功后，来确定每个传感器所在位置。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的温室番茄种植管理系统，其特征在于，所述水肥药一体化控制模块是根据数据分析处理子系统显示的肥药种类、水肥药配比，启动自动化灌溉设备，实现水肥药一体化控制。
5. 根据权利要求1所述的基于物联网的温室番茄种植管理系统，其特征在于，所述温室环境控制模块是根据数据分析处理子系统发出的指令来控制LED 灯、卷膜电动机、CO2 释放器以及雾化机设备的开启和关闭，从而对温室内番茄的生长环境进行自动调整。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的温室番茄种植管理系统，其特征在于，所述应用系统管理模块包括用户管理、角色管理、权限管理、操作日志、元数据管理、模板管理、任务管理，用于日常运行和维护，通过2G、4G、NBIoT移动网络实现Web端和手机端显示智能应用端。
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