CN116339422B - 一种基于物联网的农田管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于物联网的农田管理系统，属于农田管理系统的技术领域，本发明主要设备包括：大棚骨架，大棚膜，灌溉喷头组，光栅单元，大棚空调，温度检测模块，湿度检测仪，光强传感模块，农作物质检模块，管理系统，其中，通过设置管理系统与检测模块从而对保温大棚内部环境信息变化进行分析，管理系统通过设置各个环境指标的标准函数，使得系统对环境的调节有据可依，并根据各环境指标的数值确定是否开启调节程序，并通过设置各个环境指标的最高值与最低值，使得管理系统能够在某一环境指标出现重大偏差时直接对该环境指标进行调节，使得系统对于保温大棚内环境的调节具有及时性与准确性。

Description

一种基于物联网的农田管理系统
技术领域
本发明涉及农田管理系统的技术领域，尤其涉及一种基于物联网的农田管理系统。
背景技术
中国专利公开号：CN114128443A公开了一种基于北斗的农田种植管理系统，卫星接收模块获取土地的经纬度信息，测亩仪获取土地的面积信息，数据库模块基于经纬度信息和面积信息规划播种轨迹，移动终端向远程监控中心提交预约播种农机数量的申请和设置播种农机的播种速度的申请；远程监控中心向土地调度与申请数量相等的播种农机，分配每辆播种农机的播种路线和播种速度，语音模块向播种农机上的司机播报移动网络通信模块传输的播种路线和播种速度，播种农机在司机的操控下进行播种，解决了在机械化种植时无法实现农机精准化、规范化、信息化、标准化播种，从而导致在播种时发生重复播种或遗漏的问题。
以上装置未设置检测模块与管理系统，无法对农作物的环境信息变化进行分析，无法通过控制系统内的环境调节装置使农作物的培养环境符合农作物的最佳生长条件。
发明内容
为此，本发明提供一种基于物联网的农田管理系统，用以克服现有技术中无法对农作物的环境信息变化进行分析，无法通过控制系统内的环境调节装置使农作物的培养环境符合农作物的最佳生长条件的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于物联网的农田管理系统，其特征在于，包括，
保温大棚，包括，
大棚骨架，其固定在农田上；
大棚膜，其材质为聚氯乙烯薄膜，设置在所述大棚骨架上，用于收集热量与水分；
灌溉喷头组，其包含若干喷头，分布在所述保温大棚内部，用于为农作物提供水分；
光栅单元，其设置在所述保温大棚内顶部，用于控制所述保温大棚内部的光照强度，并对太阳光具有反射作用；
大棚空调，其设置在所述保温大棚内部，用于调节保温大棚内部的温度；
检测模块，其设置在所述保温大棚内部，用于监控保温大棚内部环境变化；
农作物质检模块，其设置在所述保温大棚内部，用于对农作物进行状态检测；
管理系统，其设置在所述保温大棚内部，并与所述灌溉喷头组、所述光栅单元、所述大棚空调、所述检测模块与农作物质检模块通过传输线分别相连，管理系统通过设置各个环境指标的标准函数值，使各个环境指标的标准函数值与其实际测量值进行对比，将对比结果进行综合评分，通过分析评分数值确定是否需要启动灌溉喷头组、光栅单元与大棚空调对大棚内部环境进行调节，并通过设置各个环境指标的最高值与最低值，使得管理系统能够在某一环境指标出现重大偏差时直接对该环境指标进行调节，从而使得保温大棚内部环境满足农作物生长条件。
尤其，所述检测模块，包括，
温度检测模块，用于对所述保温大棚内部进行温度检测；
湿度检测仪，其设置在所述保温大棚内部，用于对所述保温大棚内部进行湿度检测；
光强传感模块，用于对所述保温大棚内部光照强度进行检测。
进一步的，所述管理系统内设置有24小时内所述保温大棚内部各环境指标的变化函数，包括；标准光照强度函数、标准湿度函数、标准温度函数，
其中，标准光照强度函数为24小时内所述保温大棚内部理想光照强度随时间变化的函数；
标准湿度函数为24小时内所述保温大棚内部理想湿度随时间变化的函数；
标准温度函数为24小时内所述保温大棚内部理想温度随时间变化的函数。
尤其，所述管理系统根据所述保温大棚内部的光照强度、湿度与温度数据对光照强度、湿度与温度进行评分，并根据光照强度、湿度与温度对保温大棚内部环境的重要程度对光照强度、湿度与温度的评分进行加权求和，计算出环境综合评分；
所述管理系统内设置有标准环境综合评分。
尤其，所述管理系统能够分别将所述检测模块检测出的光照强度实际测量值、湿度实际测量值、温度实际测量值分别与当前时刻的标准光照强度函数值、标准湿度函数值、标准温度函数值进行对比；
所述管理系统通过对比结果计算出当前时刻，所述保温大棚内部的光照强度实际评分、湿度实际评分与温度实际评分；
所述管理系统将当前时刻光照强度实际评分、湿度实际评分与温度实际评分进行加权求和，计算出当前时刻的实际环境综合评分。
所述管理系统内预设有调节程序；
所述管理系统将当前时刻的实际环境综合评分与标准环境综合评分进行对比，
若当前时刻的实际环境综合评分大于或等于0.8倍的标准环境综合评分，所述管理系统判定所述保温大棚内部环境符合预期，暂不需要调节内部环境；
若当前时刻的实际环境综合评分小于0.8倍的标准环境综合评分，所述管理系统判定所述保温大棚内部环境不符合预期，需要调节内部环境，并启动调节程序。
尤其，所述管理系统将当前时刻的光照强度实际测量值与当前时刻的标准光照强度函数值进行对比，
所述管理系统内设置有光照强度实际测量值与标准光照强度函数值偏差的范围比例，与超出范围部分增大影响的比例值；
所述管理系统计算出当前时刻的光照强度实际测量值与当前时刻的标准光照强度函数值的偏差，并根据偏差的大小对标准光照强度评分进行分段式扣分计算，从而计算光照强度实际评分，
若偏差在一定范围内，所述管理系统按照偏差与标准光照强度函数值的比例计算扣分分值；
若偏差超出范围，所述管理系统将偏差在范围内的部分按照其与标准光照强度函数值的比例计算扣分分值，将偏差超出范围的部分按照超出部分与标准光照强度函数值的比例进行等比计算后，乘以超出范围部分增大影响的比例值，从而计算出偏差超出范围部分的扣分分值。
尤其，所述管理系统将当前时刻的湿度实际测量值与当前时刻的标准湿度函数值进行对比，
所述管理系统内设置有湿度实际测量值与标准湿度函数值偏差的范围比例，与超出范围部分增大影响的比例值；
所述管理系统计算出当前时刻的湿度实际测量值与当前时刻的标准湿度函数值的偏差，并根据偏差的大小对标准湿度评分进行分段式扣分计算，从而计算湿度实际评分，
若偏差在一定范围内，所述管理系统按照偏差与标准湿度函数值的比例计算扣分分值；
若偏差超出范围，所述管理系统将偏差在范围内的部分按照其与湿度数值的比例计算扣分分值，将偏差超出范围的部分按照超出部分与标准湿度函数值的比例进行等比计算后，乘以超出范围部分增大影响的比例值，从而计算出偏差超出范围部分的扣分分值。
尤其，所述管理系统将当前时刻的温度实际测量值与当前时刻的标准温度函数值进行对比，
所述管理系统内设置有温度实际测量值与标准温度函数值偏差的范围比例，与超出范围部分增大影响的比例值；
所述管理系统计算出当前时刻的温度实际测量值与当前时刻的标准温度函数值的偏差，并根据偏差的大小对标准温度评分进行分段式扣分计算，从而计算温度实际评分，
若偏差在一定范围内，所述管理系统按照偏差与标准温度函数值的比例计算扣分分值；
若偏差超出范围，所述管理系统将偏差在范围内的部分按照其与温度数值的比例计算扣分分值，将偏差超出范围的部分按照超出部分与标准温度函数值的比例进行等比计算后，乘以超出范围部分增大影响的比例值，从而计算出偏差超出范围部分的扣分分值。
进一步的，所述管理系统启动调节程序，根据光照强度、湿度、温度的实际评分占标准评分的比例大小判定调节的优先度高低，
所述管理系统判定光照强度、湿度、温度三个环境因素的实际评分占标准评分的比例越低，调节优先度越高；
若管理系统判定光照强度、湿度、温度三个环境因素的实际评分占标准评分的比例相同，管理系统对光照强度、湿度、温度进行调节的优先度顺序为：调节光照强度优先度＞调节湿度优先度＞调节温度优先度；
所述管理系统结束调节程序后，控制所述检测模块对当前时刻的光照强度、湿度、温度进行检测，管理系统对检测结果进行评分，计算出当前时刻，所述保温大棚内部的光照强度实际评分、湿度实际评分与温度实际评分，并将光照强度实际评分、湿度实际评分与温度实际评分进行加权求和，计算出当前时刻实际环境综合评分；
所述管理系统将当前时刻实际环境综合评分与标准环境综合评分进行对比，
若当前时刻实际环境综合评分大于或等于0.8倍的标准环境综合评分，所述管理系统判定对所述保温大棚内部环境的调节达到预期；
若当前时刻实际环境综合评分小于0.8倍的标准环境综合评分，所述管理系统判定对所述保温大棚内部环境的调节未达预期，并继续启动调节程序。
进一步的，所述管理系统内设有紧急调节程序，并设置有紧急调控标准，管理系统能够在实际环境综合评分大于或等于0.8倍的标准环境综合评分时，对达到紧急调控标准的环境因素进行直接调节；
所述管理系统内设有光照强度最低值与光照强度最高值、湿度最低值与湿度最高值、温度最低值与温度最高值；
所述管理系统读取所述检测模块检测出的光照强度实际测量值、湿度实际测量值、温度实际测量值，并分别将各实际测量值与各环境指标所对应的最低值、最高值进行对比，
若某一环境指标的实际测量值在该指标的最低值与最高值之间，所述管理系统判定该实际测量值所对应的环境指标未达到紧急调节标准；
若某一环境指标的实际测量值在小于最低值或大于最高值，所述管理系统判定该实际测量值所对应的环境指标达到紧急调节标准。
与现有技术相比，本发明的有益效果：通过设置管理系统与检测模块从而对保温大棚内部环境信息变化进行分析，根据管理系统内预设的标准环境指标变化函数确定如何调节保温大棚内部环境，并控制灌溉喷头组，光栅单元与大棚空调进行工作，从而使得保温大棚内部环境满足农作物生长条件；
通过设置光强传感模块、温度检测模块与湿度检测仪，管理系统能够检测保温大棚内部的环境变化，从而更准确地对保温大棚内的湿度、温度与光照强度进行调节；
管理系统通过设置标准温度函数、标准湿度函数与标准光照强度函数，使得系统对环境的调节有据可依，从而使得保温大棚内部的环境变化能够满足农作物的生长条件；
管理系统通过设置光照强度、湿度与温度的权重系数，在环境综合评分中有效体现了光照强度、湿度与温度对保温大棚内部环境影响的差异，使得环境综合评分更具有实用性与科学性；
管理系统根据偏差的大小对标准评分进行分段式扣分计算，从而计算各个环境指标的实际评分，使得管理系统能够对已经出现较为严重偏差的环境指标进行及时调节，从而避免了管理系统延误对环境的调节；
管理系统通过设置各个环境指标的最高值与最低值，确保了保温大棚内部环境中，某一环境指标出现重大偏差并且实际环境综合评分仍未低于0.8倍的标准环境综合评分时，管理系统依然能够对出现重大偏差的环境指标进行调节的功能，提高了系统的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例中一种基于物联网的农田管理系统的结构示意图；
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，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；可以是直接相连，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，图1为本发明实施例中一种基于物联网的农田管理系统的结构示意图；
本发明提供一种基于物联网的农田管理系统，其特征在于，包括，
保温大棚，包括，
大棚骨架，其固定在农田上；
大棚膜，其材质为聚氯乙烯薄膜，设置在所述大棚骨架上，用于收集热量与水分；
灌溉喷头组，其包含若干喷头，分布在所述保温大棚内部，用于为农作物提供水分；
光栅单元，其设置在所述保温大棚内顶部，用于控制所述保温大棚内部的光照强度，并对太阳光具有反射作用；
大棚空调，其设置在所述保温大棚内部，用于调节保温大棚内部的温度；
检测模块，其设置在所述保温大棚内部，用于监控保温大棚内部环境变化；
农作物质检模块，其设置在所述保温大棚内部，用于对农作物进行状态检测；
管理系统，其设置在所述保温大棚内部，并与所述灌溉喷头组、所述光栅单元、所述大棚空调、所述检测模块与农作物质检模块通过传输线分别相连，管理系统通过设置各个环境指标的标准函数值，使各个环境指标的标准函数值与其实际测量值进行对比，将对比结果进行综合评分，通过分析评分数值确定是否需要启动灌溉喷头组、光栅单元与大棚空调对大棚内部环境进行调节，并通过设置各个环境指标的最高值与最低值，使得管理系统能够在某一环境指标出现重大偏差时直接对该环境指标进行调节，从而使得保温大棚内部环境满足农作物生长条件。
进一步的，所述检测模块，包括，
温度检测模块，用于对所述保温大棚内部进行温度检测；
湿度检测仪，其设置在所述保温大棚内部，用于对所述保温大棚内部进行湿度检测；
光强传感模块，用于对所述保温大棚内部光照强度进行检测。
若不设置光强传感模块、温度检测模块与湿度检测仪，系统无法收集到保温大棚内部的环境变化，从而无法计算出内外环境差异，导致调节过程不完善，通过设置光强传感模块、温度检测模块与湿度检测仪，管理系统能够检测保温大棚内部的环境变化，从而更准确地对保温大棚内的湿度、温度与光照强度进行调节。
进一步的，所述管理系统内设置有24小时内所述保温大棚内部各环境指标的变化函数，包括；标准光照强度函数gd(t)、标准湿度函数sd(t)、标准温度函数wd(t)，
其中，标准光照强度函数gd(t)为24小时内所述保温大棚内部理想光照强度随时间变化的函数；
标准湿度函数sd(t)为24小时内所述保温大棚内部理想湿度随时间变化的函数；
标准温度函数wd(t)为24小时内所述保温大棚内部理想温度随时间变化的函数。
管理系统若不设置标准温度函数、标准湿度函数与标准光照强度函数，系统无法检验保温大棚内的环境变化是否符合预期，从而导致调节错误，管理系统通过设置标准温度函数、标准湿度函数与标准光照强度函数，使得系统对环境的调节有据可依，从而使得保温大棚内部的环境变化能够满足农作物的生长条件。
进一步的，所述管理系统内设置有环境综合评分F，设定F＝G×A1+S×A2+W×A3，其中，G为所述保温大棚内部的光照强度评分，S为保温大棚内部的湿度评分，W为保温大棚内部的温度评分，A1为光照强度评分对于环境综合评分的权重系数，A2为湿度评分对于环境综合评分的权重系数，A3为温度评分对于环境综合评分的权重系数，其中A1＝30％，A2＝30％，A3＝40％；
所述管理系统内设置有标准环境综合评分Fd，标准光照强度评分Gd，标准湿度评分Sd，标准温度评分Wd，并且Fd＝Gd×A1+Sd×A2+Wd×A3,其中Fd、Gd、Sd、Wd的数值皆为100。
若管理系统不设置各个环境指标的权重系数，环境综合评分会受到较为不重要的环境因素过多的影响，管理系统通过设置光照强度、湿度与温度的权重系数，在环境综合评分中有效体现了光照强度、湿度与温度对保温大棚内部环境影响的差异，使得环境综合评分更具有实用性与科学性。
尤其，所述管理系统能够将t1时刻，所述检测模块检测出的光照强度实际测量值gt1、湿度实际测量值st1、温度实际测量值wt1分别与t1时刻的标准光照强度函数值gd(t1)、t1时刻的标准湿度函数值sd(t1)、t1时刻的标准温度函数值wd(t1)进行对比；
所述管理系统通过对比结果计算出t1时刻，所述保温大棚内部的光照强度实际评分Gt1、湿度实际评分St1与温度实际评分Wt1；
所述管理系统根据t1时刻环境信息计算出当前的实际环境综合评分Ft1，并且Ft1＝Gt1×A1+St1×A2+Wt1×A3；
所述管理系统内预设有调节程序；
所述管理系统将Ft1与标准环境综合评分Fd进行对比，
若Ft1≥0.8×Fd，所述管理系统判定所述保温大棚内部环境符合预期，暂不需要调节内部环境；
若Ft1＜0.8×Fd，所述管理系统判定所述保温大棚内部环境不符合预期，需要调节内部环境，并启动调节程序。
尤其，所述管理系统将t1时刻所述保温大棚内的光照强度实际测量值gt1与标准光照强度函数值gd(t1)差值的绝对值和gd(t1)进行对比，并计算出t1时刻，所述保温大棚内部的光照强度实际评分Gt1,
若|gt1-gd(t1)|≤10％×gd(t1)，则Gt1＝100-100×|gt1-gd(t1)|÷gd(t1)；
若gt1＜gd(t1)且10％×gd(t1)＜|gt1-gd(t1)|≤20％×gd(t1),则Gt1＝100-100×[10％×gd(t1)+1.2×|gt1-90％×gd(t1)|]÷gd(t1)；
若gt1＞gd(t1)且10％×gd(t1)＜|gt1-gd(t1)|≤20％×gd(t1),则Gt1＝100-100×[10％×gd(t1)+1.2×|gt1-110％×gd(t1)|]÷gd(t1)；
若gt1＜gd(t1)且20％×gd(t1)＜|gt1-gd(t1)|，Gt1＝100-100×[10％×gd(t1)+1.2×20％×gd(t1)+2×|gt1-80％×gd(t1)|]÷gd(t1)；
若gt1＞gd(t1)且20％×gd(t1)＜|gt1-gd(t1)|，Gt1＝100-100×[10％×gd(t1)+1.2×20％×gd(t1)+2×|gt1-120％×gd(t1)|]÷gd(t1)。
尤其，所述管理系统将t1时刻所述保温大棚内的湿度实际测量值st1与标准湿度函数值sd(t1)的差值绝对值和sd(t1)进行对比，并通过管理系统内设置的湿度扣分算法，并计算出t1时刻，所述保温大棚内部的湿度实际评分St1，
若|st1-sd(t1)|≤10％×sd(t1)，则St1＝100-100×|st1-sd(t1)|÷sd(t1)；
若st1＜sd(t1)且10％×sd(t1)＜|st1-sd(t1)|≤20％×sd(t1),则St1＝100-100×[10％×sd(t1)+1.2×|st1-90％×sd(t1)|]÷sd(t1)；
若st1＞sd(t1)且10％×sd(t1)＜|st1-sd(t1)|≤20％×sd(t1),则St1＝100-100×[10％×sd(t1)+1.2×|st1-110％×sd(t1)|]÷sd(t1)；
若st1＜sd(t1)且20％×sd(t1)＜|st1-sd(t1)|，St1＝100-100×[10％×sd(t1)+1.2×20％×sd(t1)+2×|st1-80％×sd(t1)|]÷sd(t1)；
若st1＞sd(t1)且20％×sd(t1)＜|st1-sd(t1)|，St1＝100-100×[10％×sd(t1)+1.2×20％×sd(t1)+2×|st1-120％×sd(t1)|]÷sd(t1)。
尤其，所述管理系统将t1时刻所述保温大棚内的温度实际测量值wt1与标准湿度函数值wd(t1)的差值绝对值和wd(t1)进行对比，并通过管理系统内设置的湿度扣分算法，并计算出t1时刻，所述保温大棚内部的温度实际评分W1，
若|wt1-wd(t1)|≤10％×wd(t1)，则Wt1＝100-100×|wt1-wd(t1)|÷wd(t1)；
若wt1＜wd(t1)且10％×wd(t1)＜|wt1-wd(t1)|≤20％×wd(t1),则Wt1＝100-100×[10％×wd(t1)+1.2×|wt1-90％×wd(t1)|]÷wd(t1)；
若wt1＞wd(t1)且10％×wd(t1)＜|wt1-wd(t1)|≤20％×wd(t1),则Wt1＝100-100×[10％×wd(t1)+1.2×|wt1-110％×wd(t1)|]÷wd(t1)；
若wt1＜wd(t1)且20％×wd(t1)＜|wt1-wd(t1)|，Wt1＝100-100×[10％×wd(t1)+1.2×20％×wd(t1)+2×|wt1-80％×wd(t1)|]÷wd(t1)；
若wt1＞wd(t1)且20％×wd(t1)＜|wt1-wd(t1)|，Wt1＝100-100×[10％×wd(t1)+1.2×20％×wd(t1)+2×|wt1-120％×wd(t1)|]÷wd(t1)。
若管理系统不根据偏差的大小对标准环境指标的标准评分进行分段式扣分计算，从而计算各个环境指标的实际评分，一项环境指标与其标准函数值偏差过大时，其实际测量值评分的数值无法体现当前状态下环境不良情况的严重性，从而导致管理系统延误对环境的调节，管理系统根据偏差的大小对标准评分进行分段式扣分计算，从而计算各个环境指标的实际评分，使得管理系统能够对已经出现较为严重偏差的环境指标进行及时调节，从而避免了管理系统延误对环境的调节。
尤其，所述管理系统启动调节程序，根据光照强度、湿度、温度的实际评分占标准评分的比例大小判定调节的优先度高低，
所述管理系统判定光照强度、湿度、温度三个环境因素的实际评分占标准评分的比例越低，调节优先度越高；
若管理系统判定光照强度、湿度、温度三个环境因素的实际评分占标准评分的比例相同，管理系统对光照强度、湿度、温度进行调节的优先度顺序为：调节光照强度优先度＞调节湿度优先度＞调节温度优先度；
所述管理系统结束调节程序后，控制所述检测模块对t2时刻的光照强度、湿度、温度进行检测，管理系统对检测结果进行评分，计算出t2时刻，所述保温大棚内部的光照强度实际评分Gt2、湿度实际评分St2与温度实际评分Wt2，并通过环境综合评分算法计算出t2时刻，实际环境综合评分Ft2，并且Ft2＝Gt2×A1+St2×A2+Wt2×A3；
所述管理系统将F2与标准环境综合评分Fd进行对比，
若Ft1≥0.8×Fd，所述管理系统判定对所述保温大棚内部环境的调节达到预期；
若Ft1＜0.8×Fd，所述管理系统判定对所述保温大棚内部环境的调节未达预期，并继续启动调节程序。
尤其，所述管理系统内设有紧急调节程序，并设置有紧急调控标准，管理系统能够在实际环境综合评分大于或等于0.8倍的标准环境综合评分时，对达到紧急调控标准的环境因素进行直接调节；
所述管理系统内设有光照强度最低值gl与光照强度最高值gh,
所述管理系统内设有湿度最低值sl与湿度最高值sh，
所述管理系统内设有温度最低值wl与温度最高值wh；
t3时刻,所述管理系统读取所述检测模块检测出的光照强度实际测量值gt3、湿度实际测量值st3、温度实际测量值wt3，并分别将gt3与gl、gh进行对比，st3与sl、sh进行对比，wt3与wl、wh进行对比
若gh≥gt3≥gl，所述管理系统判定光照强度未达到紧急调节标准；
若gh＜gt3或gt3＜gl，所述管理系统判定光照强度达到紧急调节标准，并控制光栅单元对所述保温大棚的光照强度进行调节；
若sh≥st3≥sl，所述管理系统判定湿度未达到紧急调节标准；
若sh＜st3或st3＜sl，所述管理系统判定湿度达到紧急调节标准，并控制灌溉喷头组对所述保温大棚的湿度进行调节；
若wh≥wt3≥wl，所述管理系统判定温度未达到紧急调节标准；
若wh＜wt3或wt3＜wl，所述管理系统判定温度达到紧急调节标准，并控制大棚空调对所述保温大棚的温度进行调节。
管理系统通过设置各个环境指标的最高值与最低值，确保了保温大棚内部环境中，某一环境指标出现重大偏差并且实际环境综合评分仍未低于0.8倍的标准环境综合评分时，管理系统依然能够对出现重大偏差的环境指标进行调节的功能，提高了系统的可靠性。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于物联网的农田管理系统，其特征在于，包括，
保温大棚，包括，
大棚骨架，其固定在农田上；
大棚膜，其材质为聚氯乙烯薄膜，设置在所述大棚骨架上，用于收集热量与水分；
灌溉喷头组，其包含若干喷头，分布在所述保温大棚内部，用于为农作物提供水分；
光栅单元，其设置在所述保温大棚内顶部，用于控制所述保温大棚内部的光照强度，并对太阳光具有反射作用；
大棚空调，其设置在所述保温大棚内部，用于调节保温大棚内部的温度；
检测模块，其设置在所述保温大棚内部，用于监控保温大棚内部环境变化；
农作物质检模块，其设置在所述保温大棚内部，用于对农作物进行状态检测；
管理系统，其设置在所述保温大棚内部，并与所述灌溉喷头组、所述光栅单元、所述大棚空调、所述检测模块与农作物质检模块通过传输线分别相连，管理系统通过设置各个环境指标的标准函数值，使各个环境指标的标准函数值与其实际测量值进行对比，将对比结果进行综合评分，通过分析评分数值确定是否需要启动灌溉喷头组、光栅单元与大棚空调对大棚内部环境进行调节，并通过设置各个环境指标的最高值与最低值，使得管理系统能够在某一环境指标出现重大偏差时直接对该环境指标进行调节，从而使得保温大棚内部环境满足农作物生长条件；所述检测模块，包括，
温度检测模块，用于对所述保温大棚内部进行温度检测；
湿度检测仪，其设置在所述保温大棚内部，用于对所述保温大棚内部进行湿度检测；
光强传感模块，用于对所述保温大棚内部光照强度进行检测；
所述管理系统根据所述保温大棚内部的光照强度、湿度与温度数据对光照强度、湿度与温度进行评分，并根据光照强度、湿度与温度对保温大棚内部环境的重要程度对光照强度、湿度与温度的评分进行加权求和，计算出环境综合评分；
所述管理系统内设置有标准环境综合评分；
所述管理系统能够分别将所述检测模块检测出的光照强度实际测量值、湿度实际测量值、温度实际测量值分别与当前时刻的标准光照强度函数值、标准湿度函数值、标准温度函数值进行对比；
所述管理系统通过对比结果计算出当前时刻，所述保温大棚内部的光照强度实际评分、湿度实际评分与温度实际评分;
所述管理系统将当前时刻光照强度实际评分、湿度实际评分与温度实际评分进行加权求和，计算出当前时刻的实际环境综合评分；
所述管理系统内预设有调节程序；
所述管理系统将当前时刻的实际环境综合评分与标准环境综合评分进行对比，
若当前时刻的实际环境综合评分大于或等于0.8倍的标准环境综合评分，所述管理系统判定所述保温大棚内部环境符合预期，暂不需要调节内部环境；
若当前时刻的实际环境综合评分小于0.8倍的标准环境综合评分，所述管理系统判定所述保温大棚内部环境不符合预期，需要调节内部环境，并启动调节程序；
所述管理系统启动调节程序，根据光照强度、湿度、温度的实际评分占标准评分的比例大小判定调节的优先度高低，
所述管理系统判定光照强度、湿度、温度三个环境因素的实际评分占标准评分的比例越低，调节优先度越高；
若管理系统判定光照强度、湿度、温度三个环境因素的实际评分占标准评分的比例相同，管理系统对光照强度、湿度、温度进行调节的优先度顺序为：调节光照强度优先度＞调节湿度优先度＞调节温度优先度；
所述管理系统结束调节程序后，控制所述检测模块对当前时刻的光照强度、湿度、温度进行检测，管理系统对检测结果进行评分，计算出当前时刻，所述保温大棚内部的光照强度实际评分、湿度实际评分与温度实际评分，并将光照强度实际评分、湿度实际评分与温度实际评分进行加权求和，计算出当前时刻实际环境综合评分；
所述管理系统将当前时刻实际环境综合评分与标准环境综合评分进行对比，
若当前时刻实际环境综合评分大于或等于0.8倍的标准环境综合评分，所述管理系统判定对所述保温大棚内部环境的调节达到预期；
若当前时刻实际环境综合评分小于0.8倍的标准环境综合评分，所述管理系统判定对所述保温大棚内部环境的调节未达预期，并继续启动调节程序。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的农田管理系统，其特征在于，所述管理系统内设置有24小时内所述保温大棚内部各环境指标的变化函数，包括；标准光照强度函数、标准湿度函数、标准温度函数，
其中，标准光照强度函数为24小时内所述保温大棚内部理想光照强度随时间变化的函数；
标准湿度函数为24小时内所述保温大棚内部理想湿度随时间变化的函数；
标准温度函数为24小时内所述保温大棚内部理想温度随时间变化的函数。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的农田管理系统，其特征在于，所述管理系统将当前时刻的光照强度实际测量值与当前时刻的标准光照强度函数值进行对比，
所述管理系统内设置有光照强度实际测量值与标准光照强度函数值偏差的范围比例，与超出范围部分增大影响的比例值；
所述管理系统计算出当前时刻的光照强度实际测量值与当前时刻的标准光照强度函数值的偏差，并根据偏差的大小对标准光照强度评分进行分段式扣分计算，从而计算光照强度实际评分，
若偏差在一定范围内，所述管理系统按照偏差与标准光照强度函数值的比例计算扣分分值；
若偏差超出范围，所述管理系统将偏差在范围内的部分按照其与标准光照强度函数值的比例计算扣分分值，将偏差超出范围的部分按照超出部分与标准光照强度函数值的比例进行等比计算后，乘以超出范围部分增大影响的比例值，从而计算出偏差超出范围部分的扣分分值。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的农田管理系统，其特征在于，所述管理系统将当前时刻的湿度实际测量值与当前时刻的标准湿度函数值进行对比，
所述管理系统内设置有湿度实际测量值与标准湿度函数值偏差的范围比例，与超出范围部分增大影响的比例值；
所述管理系统计算出当前时刻的湿度实际测量值与当前时刻的标准湿度函数值的偏差，并根据偏差的大小对标准湿度评分进行分段式扣分计算，从而计算湿度实际评分，
若偏差在一定范围内，所述管理系统按照偏差与标准湿度函数值的比例计算扣分分值；
若偏差超出范围，所述管理系统将偏差在范围内的部分按照其与湿度数值的比例计算扣分分值，将偏差超出范围的部分按照超出部分与标准湿度函数值的比例进行等比计算后，乘以超出范围部分增大影响的比例值，从而计算出偏差超出范围部分的扣分分值。
5.根据权利要求4所述的基于物联网的农田管理系统，其特征在于，所述管理系统将当前时刻的温度实际测量值与当前时刻的标准温度函数值进行对比，
所述管理系统内设置有温度实际测量值与标准温度函数值偏差的范围比例，与超出范围部分增大影响的比例值；
所述管理系统计算出当前时刻的温度实际测量值与当前时刻的标准温度函数值的偏差，并根据偏差的大小对标准温度评分进行分段式扣分计算，从而计算温度实际评分，
若偏差在一定范围内，所述管理系统按照偏差与标准温度函数值的比例计算扣分分值；
若偏差超出范围，所述管理系统将偏差在范围内的部分按照其与温度数值的比例计算扣分分值，将偏差超出范围的部分按照超出部分与标准温度函数值的比例进行等比计算后，乘以超出范围部分增大影响的比例值，从而计算出偏差超出范围部分的扣分分值。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的农田管理系统，其特征在于，所述管理系统内设有紧急调节程序，并设置有紧急调控标准，管理系统能够在实际环境综合评分大于或等于0.8倍的标准环境综合评分时，对达到紧急调控标准的环境因素进行直接调节；
所述管理系统内设有光照强度最低值与光照强度最高值、湿度最低值与湿度最高值、温度最低值与温度最高值;
所述管理系统读取所述检测模块检测出的光照强度实际测量值、湿度实际测量值、温度实际测量值，并分别将各实际测量值与各环境指标所对应的最低值、最高值进行对比，
若某一环境指标的实际测量值在该指标的最低值与最高值之间，所述管理系统判定该实际测量值所对应的环境指标未达到紧急调节标准；
若某一环境指标的实际测量值在小于最低值或大于最高值，所述管理系统判定该实际测量值所对应的环境指标达到紧急调节标准。
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