CN114467566B - 一种基于大数据的土壤湿度智能控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于大数据的土壤湿度智能控制系统及控制方法，属于智慧农业领域，种植系统设置于所述种植大棚内部；所述种植系统包括种植容腔，种植容腔至少设置两个容腔，容腔从里到外分别为第一容腔以及第二容腔，第二容腔内设置有绝热材料，所述第一容腔的两侧均设置有第一管道以及第二管道，所述第一容腔的底部设置有第三管道，所述第一管道、第二管道以及第三管道均贯穿第二容腔，且均连接于第一储存箱；本发明能够根据种植作物的类型对应的生长阶段进行调节种植系统中土壤的湿度以及土壤的温度，保持土壤的温度以及土壤的湿度至最适合作物生长的值，使得种植要求较高的作物类型有着更好的生长环境，提高了种植要求较高的植株的存活率。

Description

一种基于大数据的土壤湿度智能控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及智慧农业领域，尤其涉及一种基于大数据的土壤湿度 智能控制系统及控制方法。

背景技术

农业提供了国民经济建设和发展的基础产品，为了加快我国农业 发展步伐，需要不断提髙传统农业向现代农业转变的速度，将信息技 术应用到农业生产管理中，实现科学种植，提高农作物产量。随着现 代农业信息化建设的发展，智慧农业系统应用日益广泛。智慧农业融 合计算机网络、物联网、音视频、无线通信、专家系统等相关技术， 实现了农业生产实时远程监测、控制、灾害警告等功能，提高农业生 产效率与质量。与传统方式的农业大棚相比，智能化信息化的农业大 棚将计算机、通信、电子和自动控制等技术引入到农作物种植领域， 使传统的农业生产方式逐渐向精细化、信息化和数字化的方向发展， 将大幅度的提升农作物的质量和产量。本课题设计的农业大棚环境远 程智能监控系统，可以监测大棚内的环境因素，环境因子，并且实现 多点的数据监测，随时的采集多参数信息，现代传感器技术的测定 是主要的检测手段，其检测的项目主要包括温度、湿度、光照、二氧 化碳浓度等对农作物生长有直接影响的环境参数，通过对各个环境参 数的实时监测，不断的做出调整，使其更适合农作物的生成，为其生 长环境提供一定的数据支持。

而现如今，农业大棚基本上只能控制大棚内的温度、湿度，而虽 然能实现土壤内的温度以及湿度微控制，但是还实现不了精准控制， 在实行控制的时候，无法精准地控制土壤中的湿度以及温度，由于某 些作物对土壤的要求较高，如药材“重楼”，而且现在的农业智慧大 棚的种植区域无法控制土壤内的氧气浓度，容易造成根部发育不良， 阻碍了作物的生长。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种基于大数据的土壤湿 度智能控制系统及控制方法。

为达上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明第一方面提供了一种基于大数据的土壤湿度智能控制系 统，其特征在于，包括种植大棚、种植系统、调控系统，所述种植系 统设置于所述种植大棚内部；

所述种植系统包括种植容腔，所述种植容腔至少设置两个容腔， 所述容腔从里到外分别为第一容腔以及第二容腔，所述第二容腔内设 置有绝热材料，所述第一容腔的两侧均设置有第一管道以及第二管道， 所述第一容腔的底部设置有第三管道，所述第一管道、第二管道以及 第三管道均贯穿第二容腔，且均连接于第一储存箱；

所述调控系统包括支架，所述支架上设置有若干太阳能面板以及 第四管道，所述第四管道分别连接所述第一储存箱的顶部以及底部， 且所述第四管道之间设置有转换器。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述一种基于大数据的 土壤湿度智能控制系统的控制方法，所述种植系统在垂直方向上呈线 性分布有若干补充器，所述补充器上部为实心设计，中间为空腔设计， 下部设置有若干通孔，且所述通孔位置上至少包覆有一层薄膜。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述一种基于大数据的 土壤湿度智能控制系统的控制方法，所述补充器连接溶液箱，所述补 充器上设置有第一传感器，所述溶液箱根据所述第一传感器反馈的信 息对所述种植系统进行补充溶液，且所述补充器贯穿种植容腔。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述一种基于大数据的 土壤湿度智能控制系统的控制方法，所述第二容腔的底部表面上设置 有气体容室，所述气体容室至少设置有两层结构，所述气体容室的上 层结构设置有若干通孔，而且所述气体容室的两侧均设置有排水口。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述一种基于大数据的 土壤湿度智能控制系统的控制方法，所述气体容室的底层结构中设置 有第五管道，所述第五管道接通控制阀门，所述控制阀门一侧接通外 界气管。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述一种基于大数据的 土壤湿度智能控制系统的控制方法，所述气体容室的顶部设置有若干 层薄膜，所述薄膜的下表面设置有第二传感器，所述控制阀门根据所 述第二传感器反馈的信息对种植系统供应气体。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述一种基于大数据的 土壤湿度智能控制系统的控制方法，所述种植大棚上还设置有换气通 道以及进气通道，所述换气通道上设置有若干排气风扇，所述进气通 道接通进气室。

本发明第二方面提供了一种基于大数据的土壤湿度智能控制系 统的控制方法，应用于任一项所述的一种基于大数据的土壤湿度智能 控制系统，包括以下步骤：

获取当前种植系统所种植的作物类型；

从大数据网络中获得所述作物类型对应各个生长阶段的生长信 息，并根据所述生长信息建立生长信息数据库；

获取当前种植系统所种植的作物类型的图像信息，并将所述图像 信息导入所述生长信息数据库中进行对比，得到多个相似度；

对所述相似度进行从大到小进行排序，得到相似度排序表，并从 所述相似度排序表中提取最大值的相似度；

基于所述相似度确定当前种植系统所种植的作物类型的生长阶 段，得到生长阶段信息；

将所述生长阶段信息传输至远程控制终端。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述一种基于大数据的 土壤湿度智能控制系统的控制方法，还包括以下步骤：

从大数据网络中获取当前种植系统所种植的作物类型各个生长 阶段的最适土壤湿度信息，并基于所述最适土壤湿度信息建立土壤湿 度变化曲线；

将所述生长阶段信息导入所述土壤湿度变化曲线中，以得到当前 生长阶段的最适土壤湿度信息；

获取当前种植系统中的土壤湿度信息；

计算所述当前种植系统中的土壤湿度信息与所述最适土壤湿度 信息的差值；

判断所述差值是否大于预设差值；

若大于，则生成调整信息；

将所述调整信息传输至远程控制终端。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述一种基于大数据的 土壤湿度智能控制系统的控制方法，还包括以下步骤：

从大数据网络中获取当前种植系统所种植的作物类型各个生长 阶段的最适种植环境温度信息；

基于所述生长阶段信息确定最适种植环境温度信息；

获取当前种植大棚内的温度信息；

将所述最适种植环境温度信息与所述当前种植大棚内的温度信 进行对比，得到偏差率；

判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；

若大于，生成调控信息，并将所述调控信息传输至远程控制终端。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

本发明能够根据种植作物的类型对应的生长阶段进行调节种植 系统中土壤的湿度以及土壤的温度，保持土壤的温度以及土壤的湿度 至最适合作物生长的值，使得种植要求较高的作物类型有着更好的生 长环境，提高了种植要求较高的植株的存活率。在第一容腔内的的设 置有第一管道、第二管道以及第三管道，使得在保持土壤温度之时， 形成一个可循环的结构，一方面使得土壤温度保持在一个恒定的范围 阈值之内，另一方面使得保持土壤温度的物质循环可利用，更节省成 本。

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 附图获得其他实施例的附图。

图1示出了一种基于大数据的土壤湿度智能控制系统的整体结 构示意图；

图2示出了种植系统的部分结构示意图；

图3示出了种植系统的第一剖面结构示意图；

图4示出了种植系统的第二剖面结构流程图；

图5示出了种植系统的第三剖面示意图；

图6示出了种植系统的整体结构示意图；

图7示出了调控系统的部分结构示意图；

图8示出了调控系统的部分结构示意图；

图9示出了种植大棚内的部分结构示意图；

图10示出了种植大棚的侧面示意图；

图11示出了一种基于大数据的土壤湿度智能控制系统的控制方 法的方法流程图；

图12示出了调节土壤湿度的具体方法流程图；

图13示出了调节大棚内的温度的具体方法流程图；

图中：

1.种植大棚，2.种植系统，3.调控系统，101.换气通道，102.进气 通道，103.排气风扇，104.进气室，201.种植容腔，202.第一容腔， 203.第二容腔，204.第一管道，205.第二管道，206.第三管道，207. 第一储存箱，208.补充器，209.溶液箱，210.气体容室，211.排水口， 212.第五管道，213.控制阀门，301.支架，302.太阳能面板，303.第四 管道，304.转换器。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面 结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图 均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅 显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申 请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但 是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此， 本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定， 术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连 接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以 是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两 个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体 情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本发明第一方面提供了一种基于大数据的土壤湿度智能控制系 统，其特征在于，包括种植大棚1、种植系统2、调控系统3，所述 种植系统2设置于所述种植大棚1内部；

所述种植系统2包括种植容腔201，所述种植容腔201至少设置 两个容腔，所述容腔从里到外分别为第一容腔202以及第二容腔203， 所述第二容腔203内设置有绝热材料，所述第一容腔202的两侧均设 置有第一管道204以及第二管道205，所述第一容腔202的底部设置 有第三管道206，所述第一管道204、第二管道205以及第三管道206 均贯穿第二容腔203，且均连接于第一储存箱207；

需要说明的是，在保持种植系统2内的土壤温度在一个恒定的范 围的工作过程中，第一储存箱207内可设置一定温度的水或者气体， 以水为例，第一储存箱207相当于具有冷却作用以及加热作用的设备， 如第一储存箱207设置有冷却室，如同冰箱的效果，而另一方面在水 需要进行加热时，利用加热丝或者加热棒等其他器件即可对水进行加 热，进而可以流出不同温度的水，该水从第三管道206进入到第一容 腔202内，从第一管道204以及第二管道205中流回至第一储存箱 207中，在需要对种植系统内的土壤进行升温时，水经过第一容腔202 的内壁将热量传递给土壤，使土壤从第一容腔202的底部以及侧部三 个方向传递热量，使得传递热量的效率更高，使得土壤能够及时升至 预定的温度阀值；而在土壤进行降温时，此时第一储存箱207中排出 预设温度阀值(根据实际需要设定)的冷水，冷水从第一容腔202的 底部慢慢累积至第一容腔202的顶部，从而从第一管道204以及第二管道205中流回至第一储存箱207中；以上两个过程均为为循环作用， 提高了冷却或者升温的效率，为生长中的植株及时提供相适应温度的 土壤；而且第二腔室203内部设置有绝热材料，该绝热材料在土壤需 要升温时发挥作用，绝热材料有利于减少第二容腔202内的热水的热 散失，节省能源。

需要说明的是，第一容腔202内设置有温度传感器，该温度传感 器能够随时监测第一容腔202内水或者气体的温度值，用户可在远程 控制终端(计算机)中设置温度阀值范围，以控制第一容腔202内水 溶液的温度阀值保持在所设置的温度阀值范围之内，从而使得种植系 统2中的温度阀值保持在预定温度值之内，从而实现快速土壤温度调 控。

所述调控系统3包括支架301，所述支架301上设置有若干太阳 能面板302以及第四管道303，所述第四管道303分别连接所述第一 储存箱207的顶部以及底部，且所述第四管道303之间设置有转换器 304。

需要说明的是，所述太阳能面板302在白天能够储存一定的能量 供给于第一储存箱、溶液箱、排气扇等其他驱动零件，而转换器304 能够将第一储存箱207中的水溶液加压，使得整个种植系统2内的第 一容腔202的水溶液能够进行循环利用，更节省能源。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述种植系统2在垂直 方向上呈线性分布有若干补充器208，所述补充器208上部为实心设 计，中间为空腔设计，下部设置有若干通孔，且所述通孔位置上至少 包覆有一层薄膜。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述补充器208连接溶 液箱209，所述补充器208上设置有第一传感器，所述溶液箱209根 据所述第一传感器反馈的信息对所述种植系统2进行补充溶液，且所 述补充器208贯穿种植容腔201。

需要说明的是，在所述种植系统2上设置有若干补充器208，该 补充器208能够根据第一传感器获取的土壤湿度来对种植系统2的土 壤进行湿度调节，在垂直方向上设置有多个补充器208，能够对不同 深度的土壤进行调节湿度，由于土壤在垂直方向上深度越深，其土壤 的湿度就越高。因此，由于水往低处流，对不同深度的土壤进行调节 时，通过严格控制垂直方向上补充器208出水量，相当于将种植系统 2的土壤分为多个层级，每个层级相邻的补充器208，由于补充器208 上均设置有第一传感器，在调节土壤湿度之时，可通过监测相邻两个 第一传感器的实际阈值，当该实际阈值达到远程终端的阈值范围之时， 可说明该层级的土壤已经符合当前设定的土壤湿度范围，从而利用该 方式实现智能调控土壤湿度。通过溶液箱209流出预设温度的水分， 该预设温度与当前的土壤温度保持一致，而土壤的温度可从第一传感 器来获取，从而使得溶液箱209的液体进入到补充器208中，从而使得水分能够进入到种植系统2的土壤之中，既保持了土壤中的温度不 变，又能调节土壤湿度至需要的土壤湿度。

需要说明的是，在由于所述补充器208上部为实心设计，中间为 空腔设计，下部设置有若干通孔，且所述通孔位置上至少包覆有一层 薄膜。在该补充器208插入到种植系统中的泥土时，由于上部位实心 设计，土壤就无法从补充器208的上部进入到补充器208中，避免了 补充器的堵塞，而且在补充器208的通孔位置上设置有薄膜，该薄膜 只能通过水分，由于土壤是具有间隙是，在水分从补充器208进入到 薄膜，从而再进入到土壤当中，从而实现对种植系统2在各个层级中 的湿度调整策略。

需要说明的是，在补充器208上还设置有二氧化碳传感器，该二 氧化碳传感器可以实时检测土壤内部的二氧化碳浓度，一是实时检测 植株根部的呼吸作用，二是检测土壤中可能存在的昆虫的呼吸作用， 当二氧化碳的浓度很高时，说明土壤中可能存在病虫，通过该方式来 检测土壤中的病虫的情况，可以反馈该信息至远程控制终端，从而提 醒用户需要采取行动，对土壤中的病虫进行灭杀，在进行灭杀时，可 从补充器208通入一定的药液，从而能够及时地对病虫进行灭杀，保 证植株有一个良好的生长环境。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述第二容腔203的底 部表面上设置有气体容室210，所述气体容室210至少设置有两层结 构，所述气体容室210的上层结构设置有若干通孔，而且所述气体容 室210的两侧均设置有排水口211。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述气体容室210的底 层结构中设置有第五管道212，所述第五管道212接通控制阀门213， 所述控制阀门213一侧接通外界气管。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述气体容室210的顶 部设置有若干层薄膜，所述薄膜的下表面设置有第二传感器，所述控 制阀门213根据所述第二传感器反馈的信息对种植系统2供应气体。

需要说明的是，所述第二传感器能够实时检测种植系统2中的土 壤的氧气浓度、二氧化碳浓度等，以药材“重楼”为例，首先可从大 数据网络中获取该药材的根部在土壤中需要的氧气浓度，由于根部需 要进行呼吸作用，当该氧气浓度阈值低于预设浓度阈值时，此时控制 阀门213打开，氧气就能缓缓从第五管道212进入控制阀门213，从 而进入到气体容室210，此时排水口211是关闭的，氧气就能从气体 容室210的通孔中进入到土壤当中，从而促进土壤中的植株根本的呼 吸作用，这有利于该药材的根部的生长，进一步提高植株生长的存活 率。另一方面，在需要对种植系统2的土壤降低湿度时，亦可用该方 式吹出预设温度的风，使得土壤中的部分水分被吹出的气体带走，从 而降低种植系统2的土壤湿度，即可降低湿度又可以升高湿度，实现 了土壤湿度的自由调节。再一方面，在不进行土壤中的氧气浓度调节 时，由于水往低处流的现象，气体容室210的下层结构中累积有部分 的水分，此时在该层结构中设置有液位传感器，当该层结构的水分累 积到一定量时，该液位传感器发送控制信号至远程终端，从而控制排 水口211的打开与关闭，从而排出气体容室210中的水分。另一方面， 由于在不进行土壤氧气浓度调节之时，此时控制阀门213是关闭状态， 防止水分能够进入到第五管道212内部，避免了第五管道212的堵塞。 而在既需要调节土壤湿度以及土壤氧气浓度之时，由于气体是向上吹 气，土壤中的水分亦无法进入到第五管道212中。再一方面，由于也 在气体容室210的通孔的上部设置有若干薄膜，该薄膜不能通过土壤 颗粒，避免了气体容室210的堵塞。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述种植大棚1上还设 置有换气通道101以及进气通道102，所述换气通道101上设置有若 干排气风扇103，所述进气通道102接通进气室104。

需要说明的是，所述种植大棚1中设置有温度传感器，可从大数 据网络中获取作物对应生长阶段所对应的最适种植温度值，当种植大 棚1内的温度阈值低于最适种植温度值时，此时远程控制终端对种植 大棚内的温度进行调节，利用换气通道101以及进气通道102的排气 以及进气，而进气室104能够释放出预设温度的气体，使得气体从进 气通道102进入到种植大棚1的内部，从换气通道101排出气体，保 持了种植大棚1内的温度。另一方面，保持温度的同时，通气能够及 时保证种植大棚内的氧气浓度，能够保持种植大棚内的空气的流通， 有利于植株在种植大棚内生长。再一方面，改变温度值能更好地控制 植株在生长时的蒸腾作用，提高了植株在生长期间酶的活性，有利于 植株的生长。

需要说明的是，所述种植大棚1内亦有湿度传感器，可从大数据 网络中获取作物对应生长阶段所对应的最适种植湿度值，获取实时的 种植大棚内的空气湿度情况，当空气湿度低于预设空气湿度时，此时， 利用换气通道101以及进气通道102的排气以及进气，而进气室104 能够释放出预设湿度的气体，使得气体从进气通道102进入到种植大 棚1的内部，从换气通道101排出气体，保持了种植大棚1内的湿度， 使得种植大棚1内的植株仍然保持在一个最适合该植株生长的湿度 环境。

需要说明的是，在所述种植大棚1内还可设置二氧化碳传感器， 以实时地检测大棚内部的二氧化碳的浓度，当二氧化碳的浓度低于用 户预设的二氧化碳浓度阈值时，此时亦可利用进气通道101以及换气 通道102通入空气，既能保持种植大棚1内的温度值、湿度值，又能 保持种植大棚1内的二氧化碳浓度值，有利于植株的光合作用。

如图11所示，该图为一种基于大数据的土壤湿度智能控制系统 的控制方法的方法流程图；

本发明第二方面提供了一种基于大数据的土壤湿度智能控制系 统的控制方法，应用于任一项所述的一种基于大数据的土壤湿度智能 控制系统，包括以下步骤：

S102:获取当前种植系统所种植的作物类型；

S104:从大数据网络中获得所述作物类型对应各个生长阶段的生 长信息，并根据所述生长信息建立生长信息数据库；

S106:获取当前种植系统所种植的作物类型的图像信息，并将所 述图像信息导入所述生长信息数据库中进行对比，得到多个相似度；

S108:对所述相似度进行从大到小进行排序，得到相似度排序表， 并从所述相似度排序表中提取最大值的相似度；

S110:基于所述相似度确定当前种植系统所种植的作物类型的生 长阶段，得到生长阶段信息；

S112:将所述生长阶段信息传输至远程控制终端。

需要说明的是，首先，用户可在远程控制终端输入当前种植系统 所种植的作物类型，所述生长信息包括生长阶段对应的表现性状，如 植株的颜色、植株的高度、植株是否具有花蕾等情况，并且各个生长 阶段表现出来的性状存储于生长信息数据库当中，可在种植大棚内安 装摄像头，通过摄像头获取当前所种植植株的图像，通过滤波处理、 图片的锐化处理，如其中滤波处理可以是利用Gabor滤波器、均值滤 波法、中值滤波法等方式对图像进行滤波，以获得最终的图像。其中 对图像进行相似度对比时，通过与生长信息数据库中的植株进行对比， 得到一个相似度，该相似度满足以下关系式：

其中P为相似度，N为像素的个数，n内地n个像素值，K(i，j)为 生长信息数据库中的图像像素点(i，j)的像素值，I(l，m)为像素点 (l，m)的实际图像像素值，r为生长信息数据库中图像与实际图像之 间的比例因子的比值。

需要说明的是，通过该方式能够种植系统2内的植株图像信息与 生长信息数据库中的图像信息进行对比，从而确定种植系统2内植株 所处的生长阶段，其中计算得到的相似度值越高说明是这个生长阶段 的概率值越大，从而选取概率值最大的生长阶段作为最终的生长阶段 信息输出，从而远程控制终端做出一系列的调节措施，如土壤温度、 土壤湿度、大棚温度、大棚湿度等。

如图12所示，该图为调节土壤湿度的具体方法流程图；

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述一种基于大数据的 土壤湿度智能控制系统的控制方法，还包括以下步骤：

S202:从大数据网络中获取当前种植系统所种植的作物类型各个 生长阶段的最适土壤湿度信息，并基于所述最适土壤湿度信息建立土 壤湿度变化曲线；

S204:将所述生长阶段信息导入所述土壤湿度变化曲线中，以得 到当前生长阶段的最适土壤湿度信息；

S206:获取当前种植系统中的土壤湿度信息；

S208:计算所述当前种植系统中的土壤湿度信息与所述最适土壤 湿度信息的差值；

S210:判断所述差值是否大于预设差值；

S212:若大于，则生成调整信息；

S214:将所述调整信息传输至远程控制终端。

需要说明的是，其中所述土壤湿度变化曲线包含了作物在各个生 长阶段所需要的最适土壤湿度值，前面已经确定了种植系统所种植植 物所处于的生长阶段，通过导入到所述温度变化曲线当中，即可得到 需要的最适土壤湿度，从而远程控制终端控制补充器208的启动。在 所述种植系统2上设置有若干补充器208，该补充器208能够根据第 一传感器获取的土壤湿度来对种植系统2的土壤进行湿度调节，在垂 直方向上设置有多个补充器208，能够对不同深度的土壤进行调节湿 度，由于土壤在垂直方向上深度越深，其土壤的湿度就越高。因此， 由于水往低处流，对不同深度的土壤进行调节时，通过严格控制垂直 方向上补充器208出水量，相当于将种植系统2的土壤分为多个层级， 每个层级相邻的补充器208，由于补充器208上均设置有第一传感器， 在调节土壤湿度之时，可通过监测相邻两个第一传感器的实际阈值， 当该实际阈值达到远程终端的阈值范围之时，可说明该层级的土壤已 经符合当前设定的土壤湿度范围，从而利用该方式实现智能调控土壤 湿度，实现精准控制土壤湿度。

如图13所示，该图为调节大棚内的温度的具体方法流程图；

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述一种基于大数据的 土壤湿度智能控制系统的控制方法，还包括以下步骤：

S302:从大数据网络中获取当前种植系统所种植的作物类型各个 生长阶段的最适种植环境温度信息；

S304:基于所述生长阶段信息确定最适种植环境温度信息；

S306:获取当前种植大棚内的温度信息；

S308:将所述最适种植环境温度信息与所述当前种植大棚内的温 度信进行对比，得到偏差率；

S310:判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；

S312:若大于，生成调控信息，并将所述调控信息传输至远程控 制终端。

需要说明的是，由于通过上述的处理，已经获得了种植系统内所 种植的植株的生长阶段，从而通过大数据网络获取对应的生长阶段的 最适种植环境温度值，由于种植过程中土壤的温度与环境的温度可能 是不一致的；因此，在调控时，将所述最适种植环境温度信息与所述 当前种植大棚内的温度信进行对比，得到一个偏差率，该偏差率越大 说明两个温度的差值越大，当超过一定的偏差率阈值时，对种植大棚 内的温度进行调控，通过远程控制终端启动换气通道101以及进气通 道102的排气以及进气，而进气室104能够释放出预设温度的气体， 使得气体从进气通道102进入到种植大棚1的内部，从换气通道101 排出气体，保持了种植大棚1内仍然保持在一个最适合该植株生长的 温度环境。

综上所述，本发明能够根据种植作物的类型对应的生长阶段进行 调节种植系统中土壤的湿度以及土壤的温度，保持土壤的温度以及土 壤的湿度至最适合作物生长的值，使得种植要求较高的作物类型有着 更好的生长环境，提高了种植要求较高的植株的存活率。在第一容腔 内的的设置有第一管道、第二管道以及第三管道，使得在保持土壤温 度之时，形成一个可循环的结构，一方面使得土壤温度保持在一个恒 定的范围阈值之内，另一方面使得保持土壤温度的物质循环可利用， 更节省成本。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和 方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示 意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实 现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以 集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示 或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以 是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、 机械的或其它形式的。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非 每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅 仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实 施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解 的其他实施方式。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相 关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变 更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必 须要根据权利要求范围来确定技术。

Claims (4)

1.一种基于大数据的土壤湿度智能控制系统，其特征在于，包括种植大棚、种植系统、调控系统，所述种植系统设置于所述种植大棚内部；

所述种植系统包括种植容腔，所述种植容腔至少设置两个容腔，所述容腔从里到外分别为第一容腔以及第二容腔，所述第二容腔内设置有绝热材料，所述第一容腔的两侧均设置有第一管道以及第二管道，所述第一容腔的底部设置有第三管道，所述第一管道、第二管道以及第三管道均贯穿第二容腔，且均连接于第一储存箱；

所述调控系统包括支架，所述支架上设置有若干太阳能面板以及第四管道，所述第四管道分别连接所述第一储存箱的顶部以及底部，且所述第四管道之间设置有转换器；

所述种植系统在垂直方向上呈线性分布有若干补充器，所述补充器上部为实心设计，中间为空腔设计，下部设置有若干通孔，且所述通孔位置上至少包覆有一层薄膜；

所述补充器连接溶液箱，所述补充器上设置有第一传感器，所述溶液箱根据所述第一传感器反馈的信息对所述种植系统进行补充溶液，且所述补充器贯穿种植容腔；

所述第二容腔的底部表面上设置有气体容室，所述气体容室至少设置有两层结构，所述气体容室的上层结构设置有若干通孔，而且所述气体容室的两侧均设置有排水口；

所述气体容室的底层结构中设置有第五管道，所述第五管道接通控制阀门，所述控制阀门一侧接通外界气管；

所述气体容室的顶部设置有若干层薄膜，所述薄膜的下表面设置有第二传感器，所述控制阀门根据所述第二传感器反馈的信息对种植系统供应气体；

所述第一储存箱内设置一定温度的水或者气体。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的土壤湿度智能控制系统，其特征在于，所述种植大棚上还设置有换气通道以及进气通道，所述换气通道上设置有若干排气风扇，所述进气通道接通进气室。

3.一种基于大数据的土壤湿度智能控制系统的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-2任一项所述的一种基于大数据的土壤湿度智能控制系统，包括以下步骤：

从大数据网络中获取当前种植系统所种植的作物类型各个生长阶段的最适土壤湿度信息，并基于所述最适土壤湿度信息建立土壤湿度变化曲线；

将所述生长阶段信息导入所述土壤湿度变化曲线中，以得到当前生长阶段的最适土壤湿度信息；

获取当前种植系统中的土壤湿度信息；

计算所述当前种植系统中的土壤湿度信息与所述最适土壤湿度信息的差值；

判断所述差值是否大于预设差值；

若大于，则生成调整信息；

将所述调整信息传输至远程控制终端。

4.根据权利要求3所述的一种基于大数据的土壤湿度智能控制系统的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

从大数据网络中获取当前种植系统所种植的作物类型各个生长阶段的最适种植环境温度信息；

基于所述生长阶段信息确定最适种植环境温度信息；

获取当前种植大棚内的温度信息；

将所述最适种植环境温度信息与所述当前种植大棚内的温度信进行对比，得到偏差率；

判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；

若大于，生成调控信息，并将所述调控信息传输至远程控制终端。

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