CN115965493A - 农田作物生长信息远程监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了农田作物生长信息远程监测系统及方法，涉及植物种植领域，具体涉及农田作物生长信息远程监测系统及方法，用于解决现有的植物生长情况监控分析系统只能通过视频监控的方式对植物生长情况进行监测，植物生长过程中所需要的活动仍是需要人工处理，虽然能降低工作人员的劳动强度的效果但是效果有限，仍然不够智能的问题；该方法通过环境系数衡量农田作物所处的综合情况条件，能够经过调节使得农田作物始终处于最佳的环境条件，能够促进农田作物的生长，之后通过生速值衡量农田作物的生长速率，通过补充营养能够保证农田土壤中的营养充足，保证了农田作物的生长所需，促进农田作物的生长，提高作物结实率。

Description

农田作物生长信息远程监测系统及方法

技术领域

本发明涉及植物种植领域，具体涉及农田作物生长信息远程监测系统及方法。

背景技术

农业是利用动植物的生长发育规律，通过人工培育来获得产品的产业。农业属于第一产业，研究农业的科学是农学，相关技术中，工作人员依靠经验和感觉对植物生长情况进行观察，并进行浇水灌溉、施肥、打药等生产活动，但是人工对植物生长情况进行判断，增加了人员劳动强度。

申请号为CN202110826167.3的专利公开了一种植物生长情况监控分析系统，涉及植物种植的领域，其包括用于检测种植在温室大棚内的植物生长情况的检测装置，所述检测装置电连接有控制器，控制器还电连接有用于对数据进行储存的存储模块，所述控制器内预存有植物生长的第一图像数据，控制器根据检测装置获取的植物生长过程中的当前图像数据与第一图像数据进行对比，所述控制器的输出端电连接有用于对分析结果进行显示的显示模块，通过显示模块对植物生长情况进行显示，具有降低工作人员监控植物生长情况的劳动强度的效果，但仍然存在以下不足之处：该植物生长情况监控分析系统只能通过视频监控的方式对植物生长情况进行监测，植物生长过程中所需要的活动仍是需要人工处理，虽然能降低工作人员的劳动强度的效果但是效果有限，仍然不够智能。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供农田作物生长信息远程监测系统及方法：通过信息采集模块采集农田大棚内的环境参数，采集农田作物的生速值，采集农田土壤的营养参数，通过状态分析模块根据环境参数获得环境系数，通过远程控制平台根据营养参数获得营养系数，通过远程控制模块根据接收到环境调控指令后调节农田大棚内的内温值＝预设温度值，内湿值＝预设湿度值，光强值＝预设光强值，接收到生长调控指令后补充水分、氮肥、磷肥以及钾肥，通过终端显示模块接收到农田作物的拍摄视频进行实时视频播放，进行人工辅助监控，解决了现有的植物生长情况监控分析系统只能通过视频监控的方式对植物生长情况进行监测，植物生长过程中所需要的活动仍是需要人工处理，虽然能降低工作人员的劳动强度的效果但是效果有限，仍然不够智能的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

农田作物生长信息远程监测系统，包括：

信息采集模块，用于采集农田大棚内的环境参数，并将环境参数发送至状态分析模块，还用于采集农田作物的生速值SS，将生速值SS发送至远程控制平台，还用于采集农田土壤的营养参数，并将营养参数发送至远程监控平台；其中，环境参数包括内温差WC、内湿差SC以及光强差GC，营养参数包括含水值HS、含氮值HD、含磷值HL以及含钾值HJ；

状态分析模块，用于根据环境参数获得环境系数HX，并将环境系数HX发送至远程控制平台；

远程控制平台，用于根据营养参数获得营养系数YX，并将营养系数YX发送至远程控制模块；

远程控制模块，用于根据接收到环境调控指令后调节农田大棚内的内温值NW＝预设温度值YW，内湿值NS＝预设湿度值YS，光强值GQ＝预设光强值YG，还用于接收到生长调控指令后补充水分、氮肥、磷肥以及钾肥；

终端显示模块，用于接收到农田作物的拍摄视频进行实时视频播放，进行人工辅助监控。

作为本发明进一步的方案：所述状态分析模块获得环境系数HX的具体过程如下：

将内温差WC、内湿差SC以及光强差GC代入公式

得到环境系数HX，其中，q1、q2、q3分别为内温差WC、内湿差SC以及光强差GC的预设权重因子，且q1＞q2＞q3＞1.324；

将环境系数HX发送至远程控制平台。

作为本发明进一步的方案：所述远程控制平台获得营养系数YX的具体过程如下：

将含水值HS、含氮值HD、含磷值HL以及含钾值HJ代入公式YX＝(s1×e^HS+s2×e^HD+s3×e^HL+s4×e^HJ)²得到营养系数YX，其中，s1、s2、s3、s4分别为含水值HS、含氮值HD、含磷值HL以及含钾值HJ的预设权重系数，且s1+s2+s3+s4＝1，取s1＝0.28，s2＝0.25，s3＝0.23，s4＝0.24；

将营养系数YX发送至远程控制模块。

作为本发明进一步的方案：农田作物生长信息远程监测方法，包括以下步骤：

步骤一：信息采集模块采集农田大棚内的温度并将其标记为内温值NW，获取内温值NW与预设温度值YW之间的差值并将其标记为内温差WC；

步骤二：信息采集模块采集农田大棚内的湿度并将其标记为内湿值NS，获取内湿值NS与预设湿度值YS之间的差值并将其标记为内湿差SC；

步骤三：信息采集模块采集农田大棚内的光照强度并将其标记为光强值GQ，获取光强值GQ与预设光强值YG之间的差值并将其标记为光强差GC；

步骤四：信息采集模块将内温差WC、内湿差SC以及光强差GC发送至状态分析模块；

步骤五：状态分析模块将内温差WC、内湿差SC以及光强差GC代入公式

得到环境系数HX，其中，q1、q2、q3分别为内温差WC、内湿差SC以及光强差GC的预设权重因子，且q1＞q2＞q3＞1.324；

步骤六：状态分析模块将环境系数HX发送至远程控制平台；

步骤七：远程控制平台将环境系数HX与环境阈值HXy进行比较：

若环境系数HX＞环境阈值HXy，则生成环境调控指令，并将环境调控指令发送至远程控制模块；

步骤八：远程控制模块接收到环境调控指令后调节农田大棚内的内温值NW＝预设温度值YW，内湿值NS＝预设湿度值YS，光强值GQ＝预设光强值YG；

步骤九：远程控制模块调节完成后生成信息采集指令，并信息采集指令发送至信息采集模块；

步骤十：信息采集模块采集农田作物的高度并将其标记为初高值CG，采集预设时间YS后农田作物的高度并将其标记为分析值FG；

步骤十一：信息采集模块将初高值CG、预设时间YS以及分析值FG代入公式

得到生速值SS；

步骤十二：信息采集模块将生速值SS发送至远程控制平台；

步骤十三：远程控制平台将生速值SS与生速阈值SSy进行比较：

若生速值SS＜生速阈值SSy，则生成生长调控指令，并将生长调控指令发送至信息采集模块和远程控制模块；

步骤十四：信息采集模块接收到生长调控指令后采集农田土壤含水率并将其标记为含水值HS；

步骤十五：信息采集模块采集农田土壤的氮元素含量并将其标记为含氮值HD；

步骤十六：信息采集模块采集农田土壤的磷元素含量并将其标记为含磷值HL；

步骤十七：信息采集模块采集农田土壤的钾元素含量并将其标记为含钾值HJ；

步骤十八：信息采集模块将含水值HS、含氮值HD、含磷值HL以及含钾值HJ发送至远程监控平台；

步骤十九：远程监控平台将含水值HS、含氮值HD、含磷值HL以及含钾值HJ代入公式YX＝(s1×e^HS+s2×e^HD+s3×e^HL+s4×e^HJ)²得到营养系数YX，其中，s1、s2、s3、s4分别为含水值HS、含氮值HD、含磷值HL以及含钾值HJ的预设权重系数，且s1+s2+s3+s4＝1，取s1＝0.28，s2＝0.25，s3＝0.23，s4＝0.24；

步骤二十：远程监控平台将营养系数YX发送至远程控制模块；

步骤二十一：远程控制模块接收到生长调控指令后将营养系数YX设为初始值，将预设营养系数YXy设为终止值，按照s1、s2、s3、s4的比例补充水分、氮肥、磷肥以及钾肥，实时监控营养系数YX直至营养系数YX＝预设营养系数YXy；

步骤二十二：远程控制模块实时监控农田作物的生长状态，并拍摄视频并实时发送至终端显示模块；

步骤二十三：终端显示模块接收到农田作物的拍摄视频进行实时视频播放，进行人工辅助监控。

本发明的有益效果：

本发明的农田作物生长信息远程监测系统及方法，通过信息采集模块采集农田大棚内的环境参数，采集农田作物的生速值，采集农田土壤的营养参数，通过状态分析模块根据环境参数获得环境系数，通过远程控制平台根据营养参数获得营养系数，通过远程控制模块根据接收到环境调控指令后调节农田大棚内的内温值＝预设温度值，内湿值＝预设湿度值，光强值＝预设光强值，接收到生长调控指令后补充水分、氮肥、磷肥以及钾肥，通过终端显示模块接收到农田作物的拍摄视频进行实时视频播放，进行人工辅助监控；该方法通过采集内温差、内湿差以及光强差，对三者分析得到环境系数，环境系数用于衡量农田作物所处的综合情况条件，能够经过调节使得农田作物始终处于最佳的环境条件，能够促进农田作物的生长，之后通过获得生速值，生速值用于衡量农田作物的生长速率，若是生长速率过低表明营养不足，因此，获得营养系数能够衡量农田土壤的营养是否充足，之后通过补充营养能够保证农田土壤中的营养充足，保证了农田作物的生长所需，促进农田作物的生长，提高作物结实率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明中农田作物生长信息远程监测系统的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。

实施例1：

请参阅图1所示，本实施例为农田作物生长信息远程监测系统，包括信息采集模块、状态分析模块、远程控制平台、远程控制模块以及终端显示模块：

其中，所述信息采集模块用于采集农田大棚内的环境参数，并将环境参数发送至状态分析模块，还用于采集农田作物的生速值SS，将生速值SS发送至远程控制平台，还用于采集农田土壤的营养参数，并将营养参数发送至远程监控平台；其中，环境参数包括内温差WC、内湿差SC以及光强差GC，营养参数包括含水值HS、含氮值HD、含磷值HL以及含钾值HJ；

其中，所述状态分析模块用于根据环境参数获得环境系数HX，并将环境系数HX发送至远程控制平台；

其中，所述远程控制平台用于根据营养参数获得营养系数YX，并将营养系数YX发送至远程控制模块；

其中，所述远程控制模块用于根据接收到环境调控指令后调节农田大棚内的内温值NW＝预设温度值YW，内湿值NS＝预设湿度值YS，光强值GQ＝预设光强值YG，还用于接收到生长调控指令后补充水分、氮肥、磷肥以及钾肥；

其中，所述终端显示模块用于接收到农田作物的拍摄视频进行实时视频播放，进行人工辅助监控。

实施例2：

请参阅图1所示，本实施例为农田作物生长信息远程监测方法，包括以下步骤：

步骤一：信息采集模块采集农田大棚内的温度并将其标记为内温值NW，获取内温值NW与预设温度值YW之间的差值并将其标记为内温差WC；

步骤二：信息采集模块采集农田大棚内的湿度并将其标记为内湿值NS，获取内湿值NS与预设湿度值YS之间的差值并将其标记为内湿差SC；

步骤三：信息采集模块采集农田大棚内的光照强度并将其标记为光强值GQ，获取光强值GQ与预设光强值YG之间的差值并将其标记为光强差GC；

步骤四：信息采集模块将内温差WC、内湿差SC以及光强差GC发送至状态分析模块；

步骤五：状态分析模块将内温差WC、内湿差SC以及光强差GC代入公式

得到环境系数HX，其中，q1、q2、q3分别为内温差WC、内湿差SC以及光强差GC的预设权重因子，且q1＞q2＞q3＞1.324；

步骤六：状态分析模块将环境系数HX发送至远程控制平台；

步骤七：远程控制平台将环境系数HX与环境阈值HXy进行比较：

若环境系数HX＞环境阈值HXy，则生成环境调控指令，并将环境调控指令发送至远程控制模块；

步骤八：远程控制模块接收到环境调控指令后调节农田大棚内的内温值NW＝预设温度值YW，内湿值NS＝预设湿度值YS，光强值GQ＝预设光强值YG；

步骤九：远程控制模块调节完成后生成信息采集指令，并信息采集指令发送至信息采集模块；

步骤十：信息采集模块采集农田作物的高度并将其标记为初高值CG，采集预设时间YS后农田作物的高度并将其标记为分析值FG；

步骤十一：信息采集模块将初高值CG、预设时间YS以及分析值FG代入公式

得到生速值SS；

步骤十二：信息采集模块将生速值SS发送至远程控制平台；

步骤十三：远程控制平台将生速值SS与生速阈值SSy进行比较：

若生速值SS＜生速阈值SSy，则生成生长调控指令，并将生长调控指令发送至信息采集模块和远程控制模块；

步骤十四：信息采集模块接收到生长调控指令后采集农田土壤含水率并将其标记为含水值HS；

步骤十五：信息采集模块采集农田土壤的氮元素含量并将其标记为含氮值HD；

步骤十六：信息采集模块采集农田土壤的磷元素含量并将其标记为含磷值HL；

步骤十七：信息采集模块采集农田土壤的钾元素含量并将其标记为含钾值HJ；

步骤十八：信息采集模块将含水值HS、含氮值HD、含磷值HL以及含钾值HJ发送至远程监控平台；

步骤十九：远程监控平台将含水值HS、含氮值HD、含磷值HL以及含钾值HJ代入公式YX＝(s1×e^HS+s2×e^HD+s3×e^HL+s4×e^HJ)²得到营养系数YX，其中，s1、s2、s3、s4分别为含水值HS、含氮值HD、含磷值HL以及含钾值HJ的预设权重系数，且s1+s2+s3+s4＝1，取s1＝0.28，s2＝0.25，s3＝0.23，s4＝0.24；

步骤二十：远程监控平台将营养系数YX发送至远程控制模块；

步骤二十一：远程控制模块接收到生长调控指令后将营养系数YX设为初始值，将预设营养系数YXy设为终止值，按照s1、s2、s3、s4的比例补充水分、氮肥、磷肥以及钾肥，实时监控营养系数YX直至营养系数YX＝预设营养系数YXy；

步骤二十二：远程控制模块实时监控农田作物的生长状态，并拍摄视频并实时发送至终端显示模块；

步骤二十三：终端显示模块接收到农田作物的拍摄视频进行实时视频播放，进行人工辅助监控。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.农田作物生长信息远程监测系统，其特征在于，包括：

信息采集模块，用于采集农田大棚内的环境参数，并将环境参数发送至状态分析模块，还用于采集农田作物的生速值，将生速值发送至远程控制平台，还用于采集农田土壤的营养参数，并将营养参数发送至远程监控平台；其中，环境参数包括内温差、内湿差以及光强差，营养参数包括含水值、含氮值、含磷值以及含钾值；

状态分析模块，用于根据环境参数获得环境系数，并将环境系数发送至远程控制平台；

远程控制平台，用于根据营养参数获得营养系数，并将营养系数发送至远程控制模块；

远程控制模块，用于根据接收到环境调控指令后调节农田大棚内的内温值＝预设温度值，内湿值＝预设湿度值，光强值＝预设光强值，还用于接收到生长调控指令后补充水分、氮肥、磷肥以及钾肥；

终端显示模块，用于接收到农田作物的拍摄视频进行实时视频播放，进行人工辅助监控。

2.根据权利要求1所述的农田作物生长信息远程监测系统，其特征在于，所述状态分析模块获得环境系数的具体过程如下：

将内温差、内湿差以及光强差经过分析得到环境系数；

将环境系数发送至远程控制平台。

3.根据权利要求1所述的农田作物生长信息远程监测系统，其特征在于，所述远程控制平台获得营养系数的具体过程如下：

将含水值、含氮值、含磷值以及含钾值经过分析得到营养系数；

将营养系数发送至远程控制模块。

4.农田作物生长信息远程监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：信息采集模块采集农田大棚内的温度并将其标记为内温值，获取内温值与预设温度值之间的差值并将其标记为内温差；

步骤二：信息采集模块采集农田大棚内的湿度并将其标记为内湿值，获取内湿值与预设湿度值之间的差值并将其标记为内湿差；

步骤三：信息采集模块采集农田大棚内的光照强度并将其标记为光强值，获取光强值与预设光强值之间的差值并将其标记为光强差；

步骤四：信息采集模块将内温差、内湿差以及光强差发送至状态分析模块；

步骤五：状态分析模块将内温差、内湿差以及光强差经过分析得到环境系数；

步骤六：状态分析模块将环境系数发送至远程控制平台；

步骤七：远程控制平台将环境系数与环境阈值进行比较：

若环境系数＞环境阈值，则生成环境调控指令，并将环境调控指令发送至远程控制模块；

步骤八：远程控制模块接收到环境调控指令后调节农田大棚内的内温值＝预设温度值，内湿值＝预设湿度值，光强值＝预设光强值；

步骤九：远程控制模块调节完成后生成信息采集指令，并信息采集指令发送至信息采集模块；

步骤十：信息采集模块采集农田作物的高度并将其标记为初高值，采集预设时间后农田作物的高度并将其标记为分析值；

步骤十一：信息采集模块将初高值、预设时间以及分析值经过分析得到生速值；

步骤十二：信息采集模块将生速值发送至远程控制平台；

步骤十三：远程控制平台将生速值与生速阈值进行比较：

若生速值＜生速阈值，则生成生长调控指令，并将生长调控指令发送至信息采集模块和远程控制模块；

步骤十四：信息采集模块接收到生长调控指令后采集农田土壤含水率并将其标记为含水值；

步骤十五：信息采集模块采集农田土壤的氮元素含量并将其标记为含氮值；

步骤十六：信息采集模块采集农田土壤的磷元素含量并将其标记为含磷值；

步骤十七：信息采集模块采集农田土壤的钾元素含量并将其标记为含钾值；

步骤十八：信息采集模块将含水值、含氮值、含磷值以及含钾值发送至远程监控平台；

步骤十九：远程监控平台将含水值、含氮值、含磷值以及含钾值经过分析得到营养系数；

步骤二十：远程监控平台将营养系数发送至远程控制模块；

步骤二十一：远程控制模块接收到生长调控指令后将营养系数设为初始值，将预设营养系数设为终止值，按照比例补充水分、氮肥、磷肥以及钾肥，实时监控营养系数直至营养系数＝预设营养系数；

步骤二十二：远程控制模块实时监控农田作物的生长状态，并拍摄视频并实时发送至终端显示模块；

步骤二十三：终端显示模块接收到农田作物的拍摄视频进行实时视频播放，进行人工辅助监控。

Images