CN115657772A - 一种土壤的种植环境调节系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及土壤种植环境改善领域，且公开了一种土壤的种植环境调节系统，包括分布模块、无线传感模块、预处理模块、管理模块和环境调控模块，所述分布模块的数据输出端与无线传感模块的数据输入端连接，所述无线传感模块的数据输出端与预处理模块的数据输入端连接，所述预处理模块的数据输出端与管理模块的数据输入端连接，所述预处理模块的数据输出端还与管理模块的数据输入端连接，所述环境调控模块的数据输出端与分布模块的数据输入端连接，该系统能够对土壤质量进行监测，实时地对土壤的调节情况进行记录和分析，在土壤质量参数不满足条件时能及时做出调节，提高了土壤调节的自动化程度以及数据采集精度。
Description
技术领域
本发明涉及土壤种植环境改善领域，具体为一种土壤的种植环境调节系统。
背景技术
树木或者农作物在种植生长的过程中，需要对环境数据进行监控和调节，这样才能种植出高品质的农作物；一般环境数据包括土壤温度、土壤湿度、空气湿度、空气温度、二氧化碳浓度、风向、风速和雨量等数据，土壤水分和养分资源的可持续利用是实现农林复合系统健康发展的基础。然而，关于农林植物对土壤水分、养分影响的报道往往不够实时和准确，使得农林植物的选择面临着较大的不确定性，难以对农林复合系统的建设和管理提供可靠的指导，对土壤的种植环境因素做不到很好研究，因此很难能对土壤环境进行调节，为此我们提出了一种土壤的种植环境调节系统。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种土壤的种植环境调节系统，解决了上述的问题。
（二）技术方案
为实现上述所述目的，本发明提供如下技术方案：一种土壤的种植环境调节系统，包括分布模块、无线传感模块、预处理模块、管理模块和环境调控模块，所述分布模块的数据输出端与无线传感模块的数据输入端连接，所述无线传感模块的数据输出端与预处理模块的数据输入端连接，所述预处理模块的数据输出端与管理模块的数据输入端连接，所述预处理模块的数据输出端还与管理模块的数据输入端连接，所述环境调控模块的数据输出端与分布模块的数据输入端连接。
优选的，所述分布模块包括土壤标记模块和植物标记模块，土壤标记模块的数据输出端连接植物标记模块的数据输入端；
所述土壤标记模块将多组不同的种植土壤进行标记，植物标记模块将记录不同种植土壤中的所种植的植物品种，使不同土壤与其种植的不同植物一一对应。
优选的，所述无线传感模块用于对分布模块土壤标记模块中土壤未种植时的初始参数和植物标记模块反应的种植后的土壤质量参数进行采集，并将采集得到的土壤质量参数发送至预处理模块。
优选的，所述预处理模块可对接收的土壤质量参数进行处理，并发送至管理模块，且预处理模块实时向环境调控模块反应土壤中的水分存储量；
所述预处理模块可根据无线传感模块中的参数对分布模块中不同的土壤种植环境做出判断，判断当前的土壤种植环境是否得到调节；
若判断结果是植物标记模块中的多组种植土壤得到改善，将继续种植植物，并继续观察数据，得到最终的改善程度；
若判断结果是植物标记模块中的多组种植土壤未得到改善或者土壤的种植环境恶化，将对该块土壤中的植物进行铲除，并重新种植其他植物。
优选的，所述管理模块将对预处理模块发送过来的数据进行管理储存，作为后续研究数据基础。
优选的，所述无线传感模块包括部署于分布模块中土壤监测区域内的单个汇聚节点、四个中继节点和多个传感器节点，其中四个中继节点与汇聚节点之间的距离相同，并能与汇聚节点直接通信；
传感器节点根据当前剩余能量调节自身的通信距离，当与距离最近的中继节点的距离小于该通信距离时，传感器节点与该距离最近的中继节点直接通信，否则传感器节点在其邻居节点中选择下一跳，与该下一跳进行直接通信，所述邻居节点为位于传感器节点通信范围内的其他传感器节点；
所述中继节点接收传感器节点发送的土壤质量参数，并将接收的土壤质量参数发送至汇聚节点，进而由汇聚节点将土壤质量参数发送至预处理模块。
优选的，所述传感器节点包括土壤重金属传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、土壤酸碱度传感器、土壤盐分传感器、地下水重金属传感器、地下水温度传感器中的一种或多种传感器。
优选的，所述管理模块包括数据管理模块、数据融合模块和数据查询模块，所述数据管理模块、数据融合模块和数据查询模块的数据传输端相互连接，所述数据管理模块被配置为数据的添加、删除和更新；
所述数据融合模块被配置为对相关数据进行融合处理；
所述数据查询模块被配置为根据用户自定义的查询条件实时查询相关数据；
所述相关数据包括土壤质量参数、植物种类数据。
优选的，所述环境调控模块包括水源单元、蓄水单元和给水单元，所述水源单元的数据输出端与蓄水单元的数据输入端连接，所述蓄水单元的数据输出端与无线传感模块的数据输入端连接，且水源单元的数据输入端还与预处理模块的数据输出端连接；
所述水源单元用于接收系统管理员发出的信息，并控制水源；
所述蓄水单元用于接收水源单元输出的水资源，并进行存储，且蓄水单元可接收预处理模块发出的给水信息，并将水资源输出到给水单元；
所述给水单元用于接收蓄水单元发出的信息，并将水资源传输到分布模块中不同种植区域的土壤中。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种土壤的种植环境调节系统，具备以下有益效果：
1、该土壤的种植环境调节系统，通过土壤标记模块将多组不同的种植土壤进行标记，植物标记模块将记录不同种植土壤中的所种植的植物品种，使不同土壤与其种植的不同植物一一对应，无线传感模块用于对分布模块土壤标记模块中土壤未种植时的初始参数和植物标记模块反应的种植后的土壤质量参数进行采集，并将采集得到的土壤质量参数发送至预处理模块，预处理模块可对接收的土壤质量参数进行处理，预处理模块可根据无线传感模块中的参数对分布模块中不同的土壤种植环境做出判断，判断当前的土壤种植环境是否得到调节；从而实时的对土壤的调节情况进行记录和分析，在土壤质量参数不满足条件时能及时做出调节，提高了土壤调节的自动化程度以及数据采集精度。
2、该土壤的种植环境调节系统，通过预处理模块实时向环境调控模块反应土壤中的水分存储量，环境调控模块中的给水单元可实时将水资源传输到分布模块中不同种植区域的土壤中，保证土壤中的种植环境。
3、该土壤的种植环境调节系统，通过管理模块将对预处理模块发送过来的数据进行管理储存，作为后续研究数据基础，便于科研人员进行研究工作，同时通过数据融合模块被配置为对相关数据进行融合处理，数据查询模块被配置为根据用户自定义的查询条件实时查询相关数据，便于后续研究时能够及时查找到相关数据。
附图说明
图1为本发明系统模块结构示意图；
图2为本发明分布模块结构示意图；
图3为本发明管理模块结构示意图；
图4为本发明环境调控模块结构示意图。
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。
请参阅图1-4，一种土壤的种植环境调节系统，包括分布模块、无线传感模块、预处理模块、管理模块和环境调控模块，分布模块的数据输出端与无线传感模块的数据输入端连接，无线传感模块的数据输出端与预处理模块的数据输入端连接，预处理模块的数据输出端与管理模块的数据输入端连接，预处理模块的数据输出端还与管理模块的数据输入端连接，环境调控模块的数据输出端与分布模块的数据输入端连接，该系统能够对土壤质量进行监测，实时将土壤的调节情况进行记录和分析，在土壤质量参数不满足条件时能及时做出调节，提高了土壤调节的自动化程度以及数据采集精度。
分布模块包括土壤标记模块和植物标记模块，土壤标记模块的数据输出端连接植物标记模块的数据输入端；
土壤标记模块将多组不同的种植土壤进行标记，植物标记模块将记录不同种植土壤中的所种植的植物品种，使不同土壤与其种植的不同植物一一对应。
无线传感模块用于对分布模块土壤标记模块中土壤未种植时的初始参数和植物标记模块反应的种植后的土壤质量参数进行采集，并将采集得到的土壤质量参数发送至预处理模块。
预处理模块可对接收的土壤质量参数进行处理，并发送至管理模块，且预处理模块实时向环境调控模块反应土壤中的水分存储量；
预处理模块可根据无线传感模块中的参数对分布模块中不同的土壤种植环境做出判断，判断当前的土壤种植环境是否得到调节；
若判断结果是植物标记模块中的多组种植土壤得到改善，将继续种植植物，并继续观察数据，得到最终的改善程度；
若判断结果是植物标记模块中的多组种植土壤未得到改善或者土壤的种植环境恶化，将对该块土壤中的植物进行铲除，并重新种植其他植物。
管理模块将对预处理模块发送过来的数据进行管理储存，作为后续研究数据基础。
无线传感模块包括部署于分布模块中土壤监测区域内的单个汇聚节点、四个中继节点和多个传感器节点，其中四个中继节点与汇聚节点之间的距离相同，并能与汇聚节点直接通信；
传感器节点根据当前剩余能量调节自身的通信距离，当与距离最近的中继节点的距离小于该通信距离时，传感器节点与该距离最近的中继节点直接通信，否则传感器节点在其邻居节点中选择下一跳，与该下一跳进行直接通信，邻居节点为位于传感器节点通信范围内的其他传感器节点；
中继节点接收传感器节点发送的土壤质量参数，并将接收的土壤质量参数发送至汇聚节点，进而由汇聚节点将土壤质量参数发送至预处理模块。
传感器节点包括土壤重金属传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、土壤酸碱度传感器、土壤盐分传感器、地下水重金属传感器、地下水温度传感器中的一种或多种传感器。
管理模块包括数据管理模块、数据融合模块和数据查询模块，数据管理模块、数据融合模块和数据查询模块的数据传输端相互连接，数据管理模块被配置为数据的添加、删除和更新；
数据融合模块被配置为对相关数据进行融合处理；
数据查询模块被配置为根据用户自定义的查询条件实时查询相关数据，便于后续研究时能够及时查找到相关数据；
相关数据包括土壤质量参数、植物种类数据。
环境调控模块包括水源单元、蓄水单元和给水单元，水源单元的数据输出端与蓄水单元的数据输入端连接，蓄水单元的数据输出端与无线传感模块的数据输入端连接，且水源单元的数据输入端还与预处理模块的数据输出端连接；
水源单元用于接收系统管理员发出的信息，并控制水源；
蓄水单元用于接收水源单元输出的水资源，并进行存储，且蓄水单元可接收预处理模块发出的给水信息，并将水资源输出到给水单元；
给水单元用于接收蓄水单元发出的信息，并将水资源传输到分布模块中不同种植区域的土壤中，实时保证土壤中种植的所需水分。
该系统通过土壤标记模块将多组不同的种植土壤进行标记，植物标记模块将记录不同种植土壤中的所种植的植物品种，使不同土壤与其种植的不同植物一一对应，无线传感模块用于对分布模块土壤标记模块中土壤未种植时的初始参数和植物标记模块反应的种植后的土壤质量参数进行采集，并将采集得到的土壤质量参数发送至预处理模块，从而对土壤质量进行监测，预处理模块可对接收的土壤质量参数进行处理，预处理模块可根据无线传感模块中的参数对分布模块中不同的土壤种植环境做出判断，判断当前的土壤种植环境是否得到调节；从而实时地对土壤的调节情况进行记录和分析，在土壤质量参数不满足条件时能及时做出调节，提高了土壤调节的自动化程度以及数据采集精度
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)
1.一种土壤的种植环境调节系统，其特征在于：包括分布模块、无线传感模块、预处理模块、管理模块和环境调控模块，所述分布模块的数据输出端与无线传感模块的数据输入端连接，所述无线传感模块的数据输出端与预处理模块的数据输入端连接，所述预处理模块的数据输出端与管理模块的数据输入端连接，所述预处理模块的数据输出端还与管理模块的数据输入端连接，所述环境调控模块的数据输出端与分布模块的数据输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种土壤的种植环境调节系统，其特征在于：所述分布模块包括土壤标记模块和植物标记模块，土壤标记模块的数据输出端连接植物标记模块的数据输入端；
所述土壤标记模块将多组不同的种植土壤进行标记，植物标记模块将记录不同种植土壤中的所种植的植物品种，使不同土壤与其种植的不同植物一一对应。
3.根据权利要求2所述的一种土壤的种植环境调节系统，其特征在于：所述无线传感模块用于对分布模块土壤标记模块中土壤未种植时的初始参数和植物标记模块反应的种植后的土壤质量参数进行采集，并将采集得到的土壤质量参数发送至预处理模块。
4.根据权利要求3所述的一种土壤的种植环境调节系统，其特征在于：所述预处理模块可对接收的土壤质量参数进行处理，并发送至管理模块，且预处理模块实时向环境调控模块反应土壤中的水分存储量；
所述预处理模块可根据无线传感模块中的参数对分布模块中不同的土壤种植环境做出判断，判断当前的土壤种植环境是否得到调节；
若判断结果是植物标记模块中的多组种植土壤得到改善，将继续种植植物，并继续观察数据，得到最终的改善程度；
若判断结果是植物标记模块中的多组种植土壤未得到改善或者土壤的种植环境恶化，将对该块土壤中的植物进行铲除，并重新种植其他植物。
5.根据权利要求1所述的一种土壤的种植环境调节系统，其特征在于：所述管理模块将对预处理模块发送过来的数据进行管理储存，作为后续研究数据基础。
6.根据权利要求3所述的一种土壤的种植环境调节系统，其特征在于：所述无线传感模块包括部署于分布模块中土壤监测区域内的单个汇聚节点、四个中继节点和多个传感器节点，其中四个中继节点与汇聚节点之间的距离相同，并能与汇聚节点直接通信；
传感器节点根据当前剩余能量调节自身的通信距离，当与距离最近的中继节点的距离小于该通信距离时，传感器节点与该距离最近的中继节点直接通信，否则传感器节点在其邻居节点中选择下一跳，与该下一跳进行直接通信，邻居节点为位于传感器节点通信范围内的其他传感器节点；
所述中继节点接收传感器节点发送的土壤质量参数，并将接收的土壤质量参数发送至汇聚节点，进而由汇聚节点将土壤质量参数发送至预处理模块。
7.根据权利要求6所述的一种土壤的种植环境调节系统，其特征在于：所述传感器节点包括土壤重金属传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、土壤酸碱度传感器、土壤盐分传感器、地下水重金属传感器、地下水温度传感器中的一种或多种传感器。
8.根据权利要求1所述的一种土壤的种植环境调节系统，其特征在于：所述管理模块包括数据管理模块、数据融合模块和数据查询模块，所述数据管理模块、数据融合模块和数据查询模块的数据传输端相互连接，所述数据管理模块被配置为数据的添加、删除和更新；
所述数据融合模块被配置为对相关数据进行融合处理；
所述数据查询模块被配置为根据用户自定义的查询条件实时查询相关数据；
所述相关数据包括土壤质量参数、植物种类数据。
9.根据权利要求4所述的一种土壤的种植环境调节系统，其特征在于：所述环境调控模块包括水源单元、蓄水单元和给水单元，所述水源单元的数据输出端与蓄水单元的数据输入端连接，所述蓄水单元的数据输出端与无线传感模块的数据输入端连接，且水源单元的数据输入端还与预处理模块的数据输出端连接；
所述水源单元用于接收系统管理员发出的信息，并控制水源；
所述蓄水单元用于接收水源单元输出的水资源，并进行存储，且蓄水单元可接收预处理模块发出的给水信息，并将水资源输出到给水单元；
所述给水单元用于接收蓄水单元发出的信息，并将水资源传输到分布模块中不同种植区域的土壤中。
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