CN116918550B - 基于作物生长信息的智慧农业施肥系统及方法 - Google Patents

基于作物生长信息的智慧农业施肥系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于作物生长信息的智慧农业施肥系统及方法，在滑动轨道上设置有远程控制叶面施肥装置，在作物的根部位置设置有地埋管，地埋管的外侧端部通过地埋管泵体与设置在支撑台外侧的液体肥料装盛箱相连通，在作物下方的土壤中预埋有土壤成分监控仪器，在作物另一侧种植地头位置固定安装有纵向支撑杆，纵向支撑杆上安装有与远程控制叶面施肥装置无线连接的远程控制箱，远程控制箱通过导线与埋管泵体以及土壤成分监控仪器相连接，在纵向支撑杆的顶部设置有底座与水平面呈45度夹角且作业面朝向作物顶面的生长高度监控摄像头，生长高度监控摄像头通过导线与远程控制箱相连接；有效的降低人工劳动强度，减少人工施肥的不精确和缺陷。

Description

基于作物生长信息的智慧农业施肥系统及方法
技术领域
本发明涉及农业智能化领域，具体涉及一种基于作物生长信息的智慧农业施肥系统及方法。
背景技术
传统的农业施肥一般根据作物的不同生长周期进行底肥、基肥、种肥、追肥的施肥作业，根据施肥的位置不同分为土壤施肥、茎叶施肥以及灌溉施肥或者地埋渗透施肥等模式。
传统的农业施肥一般根据种植日期进行推算，根据人工经验实施施肥作业，这种方式劳动强度大，准确率低，同时操作过程人工方式进行存在施肥不均匀等现象的发生。即使配合一定科技含量的农业机械、自动化、半自动化设备或者智能农业设备实施施肥，虽然能有效降低人工成本和劳动强度，但是对于底肥、基肥、种肥以及追肥的施肥的量、施肥的日期、施肥的最佳时机的把控仍然存在一定的不科学和不准确性。
同时，在采用不同施肥模式时，传统的施肥方式存在缺陷，例如对于土壤施肥的有效缓释期限的控制，对于茎叶施肥的喷洒高度、对于灌溉施肥或者地埋渗透施肥配比量和施肥速率，都不能科学性的进行控制，导致土壤施肥缓释期限过段或者过长，茎叶施肥有效喷洒高度把控不精确造成液体肥料的浪费，灌溉施肥或者地埋渗透不能实施精确控制造成资源浪费，同时存在不能根据土壤成分含量情况进行合理的肥料配料，只是单一的按照传统配方实施比例的调和，并且不能根据作物生长过程中病害的原因实施有效的施肥，不能分辨作物病害面积和具体严重区域，从而根据该病害实施有效的施肥营养补充控制。
除此之外，传统的施肥方式缺失智能化控制体系，只是对施肥设备实施更新和升级作业，不能从根本上实现一个系统化智能化的体系，导致整体施肥效率降低，科学性较低。
因此，提供一种结构简单，操作方便，智能化程度高，工作和运行效率高，节省人力资源，降低施肥无效作业，提高施肥效力，自动化程度高，能够根据作物的实时情况，综合作物的生长高度，营养确实，土壤成分以及病害分析为一体的基于作物生长信息的智慧农业施肥系统及方法，具有广泛的市场前景。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单，操作方便，智能化程度高，工作和运行效率高，节省人力资源，降低施肥无效作业，提高施肥效力，自动化程度高，能够根据作物的实时情况，综合作物的生长高度，营养确实，土壤成分以及病害分析为一体的基于作物生长信息的智慧农业施肥系统及方法，用于克服现有技术中的缺陷。
本发明的技术方案是这样实现的：一种基于作物生长信息的智慧农业施肥系统，包括插接在作物垄间的若干预制支撑柱，所述的预制支撑柱的地埋部分外侧固定安装有固体肥料缓释料仓，固体肥料缓释料仓的侧壁开设有缓释孔，在预制支撑柱的顶部固定安装有卡接固定座，卡接固定座内横向水平卡接有滑动轨道，滑动轨道与设置在作物一侧种植地头上的支撑台上的限位承接座相配合，在滑动轨道上设置有远程控制叶面施肥装置，在作物的根部位置设置有地埋管，地埋管的外侧端部通过地埋管泵体与设置在支撑台外侧的液体肥料装盛箱相连通，在作物下方的土壤中预埋有土壤成分监控仪器，在作物另一侧种植地头位置固定安装有纵向支撑杆，纵向支撑杆上安装有与远程控制叶面施肥装置无线连接的远程控制箱，远程控制箱通过导线与埋管泵体以及土壤成分监控仪器相连接，在纵向支撑杆的顶部设置有底座与水平面呈45度夹角且作业面朝向作物顶面的生长高度监控摄像头，生长高度监控摄像头通过导线与远程控制箱相连接。
所述的远程控制叶面施肥装置包括支撑框架，支撑框架通过行走轮活动安装在滑动轨道上，支撑框架的底部安装有与行走轮相连接的喷雾行走电机，在支撑框架的顶部固定安装有顶部支撑板，顶部支撑板的上方固定安装有与液体肥料抽吸泵相连通喷施装盛箱，喷施装盛箱的一侧设置有喷施控制箱，喷施控制箱内安装有蓄电池组、喷施控制器以及喷施WIFI收发模块，在喷施控制箱的一侧设置有升降控制箱，升降控制箱内安装有喷雾高度调节电机，该喷雾高度调节电机与主动旋转轴相连接，该主动旋转轴的两端与设置在升降控制箱两侧的收放线辊相连接，在顶部支撑板下方设置有高度调节监控摄像头、病害扫描成像摄像头以及与喷施装盛箱相连通的喷雾施肥泵体，喷雾施肥泵体通过软管与带有喷头的喷雾跨度管相连通，喷雾跨度管通过收放线与收放线辊相连接，在远程控制箱内设置有与喷施WIFI收发模块相配合的数据收发装置和远程控制器，数据收发装置通过喷施WIFI收发模块与高度调节监控摄像头以及病害扫描成像摄像头相连接，数据收发装置通过导线与土壤成分监控仪器以及生长高度监控摄像头相连接，远程控制器通过喷施WIFI收发模块与喷雾施肥泵体、喷雾行走电机以及喷雾高度调节电机相连接，远程控制器通过导线与埋管泵体相连接。
所述的固体肥料缓释料仓为半漏斗状结构，在固体肥料缓释料仓的顶面设置有开合盖，每个预制支撑柱的中下部均对称固定安装有两个固体肥料缓释料仓，两个固体肥料缓释料仓的缓释孔均分别朝向作物根部位置。
所述的滑动轨道为预制方形杆状结构，在滑动轨道的顶部设置有卡接凸块，卡接凸块的底部与限位承接座的顶面在同一水平面上，支撑台的顶面与滑动轨道的底面在同一水平面上，限位承接座为长方形结构，在限位承接座的顶面开设有凹槽，该凹槽内活动安装有沿限位承接座长度方向设置的平移小车，该平移小车的顶面与限位承接座的顶面在同一水平面上。
所述的地埋管为设置在作物垄间呈S状水平铺设结构，地埋管自第一个作物垄间呈奇数分布至最后一个奇数作物垄间，滑动轨道自第二个作物垄间呈偶数分布至最后一个偶数作物垄间，土壤成分监控仪器呈阵列状分布在作物田间。
所述的纵向支撑杆上固定安装有太阳能电池板，远程控制箱内设置有与太阳能电池板相连接的太阳能光电转换元器件，在纵向支撑杆的顶部设置有斜拉支架，斜拉支架的底面与纵向支撑杆的中轴线呈45度夹角，斜拉支架的底面朝向作物田间位置，生长高度监控摄像头采用CCD摄像头。
所述的支撑框架为方形框架结构，支撑框架的长度不小于两个作物间距的长度，支撑框架的宽度与设置在两个作物垄间上部的两条滑动轨道的间距相配合。
所述的液体肥料抽吸泵的一侧设置有补液管，喷雾施肥泵体的顶部与喷施装盛箱的底部相连通，液体肥料抽吸泵的一侧通过管道与喷施装盛箱的顶部相连通。
所述的升降控制箱为长方形结构，在升降控制箱两侧的顶部支撑板顶面均开设有收放线通孔，收放线辊对应安装在收放线通孔的顶部，收放线设置在收放线通孔内侧。
一种如上所述的基于作物生长信息的智慧农业施肥系统的智慧农业施肥方法，其方法如下：
1）预制件安装
根据作物面积实施预制支撑柱的安装，自第二个作物垄间呈偶数状将全部预制支撑柱分行安装直至最后一个偶数作物垄间，安装完毕后将滑动轨道卡接在每行相连的两个卡接固定座之间实施固定，保持滑动轨道顶面水平，固体肥料缓释料仓的顶面与土壤表面平齐，然后在相邻的两行滑动轨道之间的一个作物垄间预埋地埋管，地埋管呈S状自第一个作物垄间呈奇数分布至最后一个奇数作物垄间，并根据作物面积将若干土壤成分监控仪器呈阵列状设置在地埋管一侧或者下方，在作物一侧种植地头上铺设支撑台以及安装限位承接座，作物另一侧种植地头预埋纵向支撑杆，并将支撑框架下部的行走轮对接安装在相邻的两行滑动轨道上；
2）采集数据信息
生长高度监控摄像头采用三点测距的方式对作物生长高度实施分时段监控数据的采集，土壤成分监控仪器对土壤中微量元素的含量成分实施分时段分析数据的采集，高度调节监控摄像头在支撑框架水平运行时对下方的作物实施垂直间距的测量数据的采集，病害扫描成像摄像头在支撑框架水平运行时对下方的作物病害情况实施热红外成像分析监控数据的采集， 数据收发装置将上述采集的数据通过互联网传输至数据处理装置，经数据处理装置处理后传输至远程监控平台；
3）数据分析及处理
远程监控平台根据上传的信息依托自身软件以及大数据处理库实施数据的分析，并将分析结果通过互联网传输至移动终端控制器以及远程控制器，通过远程控制器对喷雾施肥泵体、喷雾行走电机、喷雾高度调节电机以及埋管泵体实施控制作业，或者采用移动终端控制器通过远程监控平台对远程控制器实施控制作业；
4）施肥模式执行
根据数据分析处理结果对喷雾施肥泵体、喷雾行走电机、喷雾高度调节电机以及地埋管泵体实施对应启动作业；
当数据分析结果显示需要实施叶面喷雾施肥时，根据数据分析情况，结合作物生长高度信息、土壤中微量元素含量信息、作物垂直间距测量数据以及作物病害数据信息实施叶面喷雾液体肥料的配置，并通过液体肥料抽吸泵将配比后的液体肥料抽吸至喷施装盛箱内，开启喷雾行走电机、喷雾高度调节电机以及喷雾施肥泵体，行走轮带动支撑框架在滑动轨道上往复运动，并将液体肥料通过喷雾施肥泵体输送至喷雾跨度管，并最终经喷头喷洒至作物叶面，喷雾跨度管的高度根据数据分析结果实施自动调节，喷雾高度调节电机驱动收放线辊实施旋转，对收放线实施收放线的缠绕作业，带动喷雾跨度管升降作业，完成两行滑动轨道上往复喷洒施肥作业后，支撑框架通过限位承接座移动至下一个作业面；
当数据分析结果显示需要实施固体缓释施肥时，根据数据分析情况，结合作物生长高度信息、土壤中微量元素含量信息、作物垂直间距测量数据以及作物病害数据信息实施固体缓释肥料的配置，并将缓释肥肥料按照份量填充至固体肥料缓释料仓中，固体缓释肥料通过缓释孔缓慢被作物根部吸收；
当数据分析结果显示需要实施地埋渗透施肥时，根据数据分析情况，结合作物生长高度信息、土壤中微量元素含量信息、作物垂直间距测量数据以及作物病害数据信息实施地埋渗透液体肥料的配置，并将配比后的地埋渗透液体肥料灌装至液体肥料装盛箱中，开启地埋管泵体将液体肥料装盛箱中的液体肥料通过地埋管渗透施肥。
本发明具有如下的积极效果：首先，本发明采用智能化施肥系统对作物的生长周期、生长高度、底肥、基肥、种肥以及追肥的施肥的量、施肥的日期、施肥的最佳时机、施肥模式的选择实施自动化控制，并结合作物生长高度信息、土壤中微量元素含量信息、作物垂直间距测量数据以及作物病害数据信息实施肥料的配置，有效科学的进行作物的智能化施肥作业，有效的降低人工劳动强度，减少人工施肥的不精确和缺陷；其次，本发明在作物田间配合使用了远程控制叶面施肥装置，对茎叶施肥的喷洒高度实施合理的科化学控制，保证叶面喷洒施肥时的有效高度，同时在喷洒过程中，对病害实施监控，能够对片区、区域病害实施监测，并实施针对性的施肥作业，有效控制病害蔓延，整体控制精确度高，通过在田间的远程控制叶面施肥装置和远程监控平台以及移动终端控制器实施有效的配合作业，降低了误判风险，提高了整体系统的可操作性，有效的结合大数据实施科学的数据分析和处理，并根据需求实施对应的施肥模式；再次，本系统采用远程监控和田间设备的驱动互联作业，不仅能够提供数据分析作业，同时还能对田间的自动化设备实施有效的驱动和联动，并随时很具施肥情况实施数据更新，有效提高施肥效率，提高施肥的科学性。
附图说明
图1为本发明的系统分布主视结构示意图。
图2为本发明的系统分布俯视结构示意图。
图3为本发明的远程控制叶面施肥装置主视结构示意图。
图4为本发明的远程控制叶面施肥装置俯视结构示意图。
图5为本发明的远程控制叶面施肥装置工作状态侧面结构示意图。
图6为本发明的系统链接结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5、6所示，一种基于作物生长信息的智慧农业施肥系统，包括插接在作物36垄间的若干预制支撑柱1，所述的预制支撑柱1的地埋部分外侧固定安装有固体肥料缓释料仓4，固体肥料缓释料仓4的侧壁开设有缓释孔5，在预制支撑柱1的顶部固定安装有卡接固定座2，卡接固定座2内横向水平卡接有滑动轨道3，滑动轨道3与设置在作物36一侧种植地头上的支撑台8上的限位承接座7相配合，在滑动轨道3上设置有远程控制叶面施肥装置，在作物36的根部位置设置有地埋管11，地埋管11的外侧端部通过地埋管泵体10与设置在支撑台8外侧的液体肥料装盛箱9相连通，在作物36下方的土壤中预埋有土壤成分监控仪器6，在作物36另一侧种植地头位置固定安装有纵向支撑杆13，纵向支撑杆13上安装有与远程控制叶面施肥装置无线连接的远程控制箱14，远程控制箱14通过导线与埋管泵体10以及土壤成分监控仪器6相连接，在纵向支撑杆13的顶部设置有底座与水平面呈45度夹角且作业面朝向作物36顶面的生长高度监控摄像头17，生长高度监控摄像头17通过导线与远程控制箱14相连接。所述的远程控制叶面施肥装置包括支撑框架19，支撑框架19通过行走轮18活动安装在滑动轨道3上，支撑框架19的底部安装有与行走轮18相连接的喷雾行走电机20，在支撑框架19的顶部固定安装有顶部支撑板21，顶部支撑板21的上方固定安装有与液体肥料抽吸泵22相连通喷施装盛箱23，喷施装盛箱23的一侧设置有喷施控制箱24，喷施控制箱24内安装有蓄电池组、喷施控制器以及喷施WIFI收发模块，在喷施控制箱24的一侧设置有升降控制箱25，升降控制箱25内安装有喷雾高度调节电机，该喷雾高度调节电机与主动旋转轴相连接，该主动旋转轴的两端与设置在升降控制箱25两侧的收放线辊26相连接，在顶部支撑板21下方设置有高度调节监控摄像头30、病害扫描成像摄像头31以及与喷施装盛箱23相连通的喷雾施肥泵体32，喷雾施肥泵体32通过软管33与带有喷头29的喷雾跨度管28相连通，喷雾跨度管28通过收放线27与收放线辊26相连接，在远程控制箱14内设置有与喷施WIFI收发模块相配合的数据收发装置和远程控制器，数据收发装置通过喷施WIFI收发模块与高度调节监控摄像头30以及病害扫描成像摄像头31相连接，数据收发装置通过导线与土壤成分监控仪器6以及生长高度监控摄像头17相连接，远程控制器通过喷施WIFI收发模块与喷雾施肥泵体32、喷雾行走电机20以及喷雾高度调节电机相连接，远程控制器通过导线与埋管泵体10相连接。
所述的固体肥料缓释料仓4为半漏斗状结构，在固体肥料缓释料仓4的顶面设置有开合盖35，每个预制支撑柱1的中下部均对称固定安装有两个固体肥料缓释料仓4，两个固体肥料缓释料仓4的缓释孔5均分别朝向作物36根部位置。所述的滑动轨道3为预制方形杆状结构，在滑动轨道3的顶部设置有卡接凸块12，卡接凸块12的底部与限位承接座7的顶面在同一水平面上，支撑台8的顶面与滑动轨道3的底面在同一水平面上，限位承接座7为长方形结构，在限位承接座7的顶面开设有凹槽，该凹槽内活动安装有沿限位承接座7长度方向设置的平移小车，该平移小车的顶面与限位承接座7的顶面在同一水平面上。所述的地埋管11为设置在作物36垄间呈S状水平铺设结构，地埋管11自第一个作物36垄间呈奇数分布至最后一个奇数作物36垄间，滑动轨道3自第二个作物36垄间呈偶数分布至最后一个偶数作物36垄间，土壤成分监控仪器6呈阵列状分布在作物36田间。所述的纵向支撑杆13上固定安装有太阳能电池板15，远程控制箱14内设置有与太阳能电池板15相连接的太阳能光电转换元器件，在纵向支撑杆13的顶部设置有斜拉支架16，斜拉支架16的底面与纵向支撑杆13的中轴线呈45度夹角，斜拉支架16的底面朝向作物36田间位置，生长高度监控摄像头17采用CCD摄像头。
所述的支撑框架19为方形框架结构，支撑框架19的长度不小于两个作物36间距的长度，支撑框架19的宽度与设置在两个作物36垄间上部的两条滑动轨道3的间距相配合。所述的液体肥料抽吸泵22的一侧设置有补液管，喷雾施肥泵体32的顶部与喷施装盛箱23的底部相连通，液体肥料抽吸泵22的一侧通过管道与喷施装盛箱23的顶部相连通。所述的升降控制箱25为长方形结构，在升降控制箱25两侧的顶部支撑板21顶面均开设有收放线通孔34，收放线辊26对应安装在收放线通孔34的顶部，收放线27设置在收放线通孔34内侧。
一种如上所述的基于作物生长信息的智慧农业施肥系统的智慧农业施肥方法，其方法如下：
1）预制件安装
根据作物36面积实施预制支撑柱1的安装，自第二个作物36垄间呈偶数状将全部预制支撑柱1分行安装直至最后一个偶数作物36垄间，安装完毕后将滑动轨道3卡接在每行相连的两个卡接固定座2之间实施固定，保持滑动轨道3顶面水平，固体肥料缓释料仓4的顶面与土壤表面平齐，然后在相邻的两行滑动轨道3之间的一个作物36垄间预埋地埋管11，地埋管11呈S状自第一个作物36垄间呈奇数分布至最后一个奇数作物36垄间，并根据作物36面积将若干土壤成分监控仪器6呈阵列状设置在地埋管11一侧或者下方，在作物36一侧种植地头上铺设支撑台8以及安装限位承接座7，作物36另一侧种植地头预埋纵向支撑杆13，并将支撑框架19下部的行走轮18对接安装在相邻的两行滑动轨道3上；
2）采集数据信息
生长高度监控摄像头17采用三点测距的方式对作物36生长高度实施分时段监控数据的采集，土壤成分监控仪器6对土壤中微量元素的含量成分实施分时段分析数据的采集，高度调节监控摄像头30在支撑框架19水平运行时对下方的作物36实施垂直间距的测量数据的采集，病害扫描成像摄像头31在支撑框架19水平运行时对下方的作物36病害情况实施热红外成像分析监控数据的采集， 数据收发装置将上述采集的数据通过互联网传输至数据处理装置，经数据处理装置处理后传输至远程监控平台；
3）数据分析及处理
远程监控平台根据上传的信息依托自身软件以及大数据处理库实施数据的分析，并将分析结果通过互联网传输至移动终端控制器以及远程控制器，通过远程控制器对喷雾施肥泵体32、喷雾行走电机20、喷雾高度调节电机以及埋管泵体10实施控制作业，或者采用移动终端控制器通过远程监控平台对远程控制器实施控制作业；
4）施肥模式执行
根据数据分析处理结果对喷雾施肥泵体32、喷雾行走电机20、喷雾高度调节电机以及地埋管泵体10实施对应启动作业；
当数据分析结果显示需要实施叶面喷雾施肥时，根据数据分析情况，结合作物36生长高度信息、土壤中微量元素含量信息、作物36垂直间距测量数据以及作物36病害数据信息实施叶面喷雾液体肥料的配置，并通过液体肥料抽吸泵22将配比后的液体肥料抽吸至喷施装盛箱23内，开启喷雾行走电机20、喷雾高度调节电机以及喷雾施肥泵体32，行走轮18带动支撑框架19在滑动轨道3上往复运动，并将液体肥料通过喷雾施肥泵体32输送至喷雾跨度管28，并最终经喷头29喷洒至作物叶面，喷雾跨度管28的高度根据数据分析结果实施自动调节，喷雾高度调节电机驱动收放线辊26实施旋转，对收放线27实施收放线的缠绕作业，带动喷雾跨度管28升降作业，完成两行滑动轨道3上往复喷洒施肥作业后，支撑框架19通过限位承接座7移动至下一个作业面；
当数据分析结果显示需要实施固体缓释施肥时，根据数据分析情况，结合作物36生长高度信息、土壤中微量元素含量信息、作物36垂直间距测量数据以及作物36病害数据信息实施固体缓释肥料的配置，并将缓释肥肥料按照份量填充至固体肥料缓释料仓4中，固体缓释肥料通过缓释孔5缓慢被作物根部吸收；
当数据分析结果显示需要实施地埋渗透施肥时，根据数据分析情况，结合作物36生长高度信息、土壤中微量元素含量信息、作物36垂直间距测量数据以及作物36病害数据信息实施地埋渗透液体肥料的配置，并将配比后的地埋渗透液体肥料灌装至液体肥料装盛箱9中，开启地埋管泵体10将液体肥料装盛箱9中的液体肥料通过地埋管11渗透施肥。
实施例1：以12行作物为例，每行作物根据田间长度实施预制支撑柱1的安装，田间两侧分别设置支撑台8和纵向支撑杆13，滑动轨道3采用预制件制成，滑动轨道3和预制支撑柱1能够根据每行作物的长度实施扩展铺设，自第二个作物36垄间呈偶数状将全部预制支撑柱1分行安装直至最后一个偶数作物36垄间，安装完毕后将滑动轨道3卡接在每行相连的两个卡接固定座2之间实施固定，保持滑动轨道3顶面水平，固体肥料缓释料仓4的顶面与土壤表面平齐，然后在相邻的两行滑动轨道3之间的一个作物36垄间预埋地埋管11，地埋管11呈S状自第一个作物36垄间呈奇数分布至最后一个奇数作物36垄间，并根据作物36面积将若干土壤成分监控仪器6呈阵列状设置在地埋管11一侧或者下方，在作物36一侧种植地头上铺设支撑台8以及安装限位承接座7，作物36另一侧种植地头预埋纵向支撑杆13，并将支撑框架19下部的行走轮18对接安装在相邻的两行滑动轨道3上，在滑动轨道3的顶部设置有卡接凸块12，卡接凸块12的底部与限位承接座7的顶面在同一水平面上，支撑台8的顶面与滑动轨道3的底面在同一水平面上，限位承接座7为长方形结构，在限位承接座7的顶面开设有凹槽，该凹槽内活动安装有沿限位承接座7长度方向设置的平移小车，该平移小车的顶面与限位承接座7的顶面在同一水平面上。
在实施叶面喷雾施肥时，每次支撑框架19只能沿着相互平行的两条滑动轨道3往复行进，当行进至两条滑动轨道3另一端时需要返回至限位承接座7，并通过平移小车（图中未视）将支撑框架19运载至下一个相互平行的两条滑动轨道3上，期间滑动轨道3有一条延续向后部的会重复被支撑框架19的一侧作为支撑轨道，按照此方法分五次将六条滑动轨道3之间的至少一行作物表面实施叶面喷雾施肥。
叶面喷雾施肥时，通过液体肥料抽吸泵22将配比后的液体肥料抽吸至喷施装盛箱23内，开启喷雾行走电机20、喷雾高度调节电机以及喷雾施肥泵体32，行走轮18带动支撑框架19在滑动轨道3上往复运动，并将液体肥料通过喷雾施肥泵体32输送至喷雾跨度管28，并最终经喷头29喷洒至作物叶面，喷雾跨度管28的高度根据数据分析结果实施自动调节，喷雾高度调节电机驱动收放线辊26实施旋转，对收放线27实施收放线的缠绕作业，收放线通孔34为收放线27提供移动活动空间，保证底部的喷雾跨度管28顺利升降，当收放线辊26实施收线作业时，喷雾跨度管28上升，当收放线辊26实施放线作业时，喷雾跨度管28下降。
当数据分析结果显示需要实施固体缓释施肥时，根据数据分析情况，结合作物36生长高度信息、土壤中微量元素含量信息、作物36垂直间距测量数据以及作物36病害数据信息实施固体缓释肥料的配置，并将缓释肥肥料按照份量填充至固体肥料缓释料仓4中，固体缓释肥料通过缓释孔5缓慢被作物根部吸收。固体肥料缓释料仓4为半漏斗状结构，在固体肥料缓释料仓的顶面设置有开合盖35，每个预制支撑柱1的中下部均对称固定安装有两个固体肥料缓释料仓4，两个固体肥料缓释料仓4的缓释孔5均分别朝向作物36根部位置。通过开合盖35实施对固体肥料缓释料仓4的顶部密封作业。
当数据分析结果显示需要实施地埋渗透施肥时，根据数据分析情况，结合作物生长高度信息、土壤中微量元素含量信息、作物垂直间距测量数据以及作物病害数据信息实施地埋渗透液体肥料的配置，并将配比后的地埋渗透液体肥料灌装至液体肥料装盛箱中，开启地埋管泵体将液体肥料装盛箱中的液体肥料通过地埋管渗透施肥。液体肥料装盛箱内一次装盛满足全部作物36的地埋渗透施肥需求，并通过添加与地埋管泵体10相连接的流量控制装置和水压控制装置实施均匀的地埋渗透施肥，这些外置的流量控制装置和水压控制装置最终能够通过远程监控平台实施数据的监测。

Claims (9)

1.一种基于作物生长信息的智慧农业施肥系统，包括插接在作物（36）垄间的若干预制支撑柱（1），其特征在于：所述的预制支撑柱（1）的地埋部分外侧固定安装有固体肥料缓释料仓（4），固体肥料缓释料仓（4）的侧壁开设有缓释孔（5），在预制支撑柱（1）的顶部固定安装有卡接固定座（2），卡接固定座（2）内横向水平卡接有滑动轨道（3），滑动轨道（3）与设置在作物（36）一侧种植地头上的支撑台（8）上的限位承接座（7）相配合，在滑动轨道（3）上设置有远程控制叶面施肥装置，在作物（36）的根部位置设置有地埋管（11），地埋管（11）的外侧端部通过地埋管泵体（10）与设置在支撑台（8）外侧的液体肥料装盛箱（9）相连通，在作物（36）下方的土壤中预埋有土壤成分监控仪器（6），在作物（36）另一侧种植地头位置固定安装有纵向支撑杆（13），纵向支撑杆（13）上安装有与远程控制叶面施肥装置无线连接的远程控制箱（14），远程控制箱（14）通过导线与埋管泵体（10）以及土壤成分监控仪器（6）相连接，在纵向支撑杆（13）的顶部设置有底座与水平面呈45度夹角且作业面朝向作物（36）顶面的生长高度监控摄像头（17），生长高度监控摄像头（17）通过导线与远程控制箱（14）相连接；所述的远程控制叶面施肥装置包括支撑框架（19），支撑框架（19）通过行走轮（18）活动安装在滑动轨道（3）上，支撑框架（19）的底部安装有与行走轮（18）相连接的喷雾行走电机（20），在支撑框架（19）的顶部固定安装有顶部支撑板（21），顶部支撑板（21）的上方固定安装有与液体肥料抽吸泵（22）相连通喷施装盛箱（23），喷施装盛箱（23）的一侧设置有喷施控制箱（24），喷施控制箱（24）内安装有蓄电池组、喷施控制器以及喷施WIFI收发模块，在喷施控制箱（24）的一侧设置有升降控制箱（25），升降控制箱（25）内安装有喷雾高度调节电机，该喷雾高度调节电机与主动旋转轴相连接，该主动旋转轴的两端与设置在升降控制箱（25）两侧的收放线辊（26）相连接，在顶部支撑板（21）下方设置有高度调节监控摄像头（30）、病害扫描成像摄像头（31）以及与喷施装盛箱（23）相连通的喷雾施肥泵体（32），喷雾施肥泵体（32）通过软管与带有喷头（29）的喷雾跨度管（28）相连通，喷雾跨度管（28）通过收放线（27）与收放线辊（26）相连接，在远程控制箱（14）内设置有与喷施WIFI收发模块相配合的数据收发装置和远程控制器，数据收发装置通过喷施WIFI收发模块与高度调节监控摄像头（30）以及病害扫描成像摄像头（31）相连接，数据收发装置通过导线与土壤成分监控仪器（6）以及生长高度监控摄像头（17）相连接，远程控制器通过喷施WIFI收发模块与喷雾施肥泵体（32）、喷雾行走电机（20）以及喷雾高度调节电机相连接，远程控制器通过导线与埋管泵体（10）相连接。
2.根据权利要求1所述的基于作物生长信息的智慧农业施肥系统，其特征在于：所述的固体肥料缓释料仓（4）为半漏斗状结构，在固体肥料缓释料仓（4）的顶面设置有开合盖（35），每个预制支撑柱（1）的中下部均对称固定安装有两个固体肥料缓释料仓（4），两个固体肥料缓释料仓（4）的缓释孔（5）均分别朝向作物（36）根部位置。
3.根据权利要求1所述的基于作物生长信息的智慧农业施肥系统，其特征在于：所述的滑动轨道（3）为预制方形杆状结构，在滑动轨道（3）的顶部设置有卡接凸块（12），卡接凸块（12）的底部与限位承接座（7）的顶面在同一水平面上，支撑台（8）的顶面与滑动轨道（3）的底面在同一水平面上，限位承接座（7）为长方形结构，在限位承接座（7）的顶面开设有凹槽，该凹槽内活动安装有沿限位承接座（7）长度方向设置的平移小车，该平移小车的顶面与限位承接座（7）的顶面在同一水平面上。
4.根据权利要求1所述的基于作物生长信息的智慧农业施肥系统，其特征在于：所述的地埋管（11）为设置在作物（36）垄间呈S状水平铺设结构，地埋管（11）自第一个作物（36）垄间呈奇数分布至最后一个奇数作物（36）垄间，滑动轨道（3）自第二个作物（36）垄间呈偶数分布至最后一个偶数作物（36）垄间，土壤成分监控仪器（6）呈阵列状分布在作物（36）田间。
5.根据权利要求1所述的基于作物生长信息的智慧农业施肥系统，其特征在于：所述的纵向支撑杆（13）上固定安装有太阳能电池板（15），远程控制箱（14）内设置有与太阳能电池板（15）相连接的太阳能光电转换元器件，在纵向支撑杆（13）的顶部设置有斜拉支架（16），斜拉支架（16）的底面与纵向支撑杆（13）的中轴线呈45度夹角，斜拉支架（16）的底面朝向作物（36）田间位置，生长高度监控摄像头（17）采用CCD摄像头。
6.根据权利要求1所述的基于作物生长信息的智慧农业施肥系统，其特征在于：所述的支撑框架（19）为方形框架结构，支撑框架（19）的长度不小于两个作物（36）间距的长度，支撑框架（19）的宽度与设置在两个作物（36）垄间上部的两条滑动轨道（3）的间距相配合。
7.根据权利要求1所述的基于作物生长信息的智慧农业施肥系统，其特征在于：所述的液体肥料抽吸泵（22）的一侧设置有补液管，喷雾施肥泵体（32）的顶部与喷施装盛箱（23）的底部相连通，液体肥料抽吸泵（22）的一侧通过管道与喷施装盛箱（23）的顶部相连通。
8.根据权利要求1所述的基于作物生长信息的智慧农业施肥系统，其特征在于：所述的升降控制箱（25）为长方形结构，在升降控制箱（25）两侧的顶部支撑板（21）顶面均开设有收放线通孔（34），收放线辊（26）对应安装在收放线通孔（34）的顶部，收放线（27）设置在收放线通孔（34）内侧。
9.一种如权利要求1所述的基于作物生长信息的智慧农业施肥系统的智慧农业施肥方法，其特征在于，其方法如下：
1）预制件安装
根据作物（36）面积实施预制支撑柱（1）的安装，自第二个作物（36）垄间呈偶数状将全部预制支撑柱（1）分行安装直至最后一个偶数作物（36）垄间，安装完毕后将滑动轨道（3）卡接在每行相连的两个卡接固定座（2）之间实施固定，保持滑动轨道（3）顶面水平，固体肥料缓释料仓（4）的顶面与土壤表面平齐，然后在相邻的两行滑动轨道（3）之间的一个作物（36）垄间预埋地埋管（11），地埋管（11）呈S状自第一个作物（36）垄间呈奇数分布至最后一个奇数作物（36）垄间，并根据作物（36）面积将若干土壤成分监控仪器（6）呈阵列状设置在地埋管（11）一侧或者下方，在作物（36）一侧种植地头上铺设支撑台（8）以及安装限位承接座（7），作物（36）另一侧种植地头预埋纵向支撑杆（13），并将支撑框架（19）下部的行走轮（18）对接安装在相邻的两行滑动轨道（3）上；
2）采集数据信息
生长高度监控摄像头（17）采用三点测距的方式对作物（36）生长高度实施分时段监控数据的采集，土壤成分监控仪器（6）对土壤中微量元素的含量成分实施分时段分析数据的采集，高度调节监控摄像头（30）在支撑框架（19）水平运行时对下方的作物（36）实施垂直间距的测量数据的采集，病害扫描成像摄像头（31）在支撑框架（19）水平运行时对下方的作物（36）病害情况实施热红外成像分析监控数据的采集， 数据收发装置将上述采集的数据通过互联网传输至数据处理装置，经数据处理装置处理后传输至远程监控平台；
3）数据分析及处理
远程监控平台根据上传的信息依托自身软件以及大数据处理库实施数据的分析，并将分析结果通过互联网传输至移动终端控制器以及远程控制器，通过远程控制器对喷雾施肥泵体（32）、喷雾行走电机（20）、喷雾高度调节电机以及埋管泵体（10）实施控制作业，或者采用移动终端控制器通过远程监控平台对远程控制器实施控制作业；
4）施肥模式执行
根据数据分析处理结果对喷雾施肥泵体（32）、喷雾行走电机（20）、喷雾高度调节电机以及地埋管泵体（10）实施对应启动作业；
当数据分析结果显示需要实施叶面喷雾施肥时，根据数据分析情况，结合作物（36）生长高度信息、土壤中微量元素含量信息、作物（36）垂直间距测量数据以及作物（36）病害数据信息实施叶面喷雾液体肥料的配置，并通过液体肥料抽吸泵（22）将配比后的液体肥料抽吸至喷施装盛箱（23）内，开启喷雾行走电机（20）、喷雾高度调节电机以及喷雾施肥泵体（32），行走轮（18）带动支撑框架（19）在滑动轨道（3）上往复运动，并将液体肥料通过喷雾施肥泵体（32）输送至喷雾跨度管（28），并最终经喷头（29）喷洒至作物叶面，喷雾跨度管（28）的高度根据数据分析结果实施自动调节，喷雾高度调节电机驱动收放线辊（26）实施旋转，对收放线（27）实施收放线的缠绕作业，带动喷雾跨度管（28）升降作业，完成两行滑动轨道（3）上往复喷洒施肥作业后，支撑框架（19）通过限位承接座（7）移动至下一个作业面；
当数据分析结果显示需要实施固体缓释施肥时，根据数据分析情况，结合作物（36）生长高度信息、土壤中微量元素含量信息、作物（36）垂直间距测量数据以及作物（36）病害数据信息实施固体缓释肥料的配置，并将缓释肥肥料按照份量填充至固体肥料缓释料仓（4）中，固体缓释肥料通过缓释孔（5）缓慢被作物根部吸收；
当数据分析结果显示需要实施地埋渗透施肥时，根据数据分析情况，结合作物（36）生长高度信息、土壤中微量元素含量信息、作物（36）垂直间距测量数据以及作物（36）病害数据信息实施地埋渗透液体肥料的配置，并将配比后的地埋渗透液体肥料灌装至液体肥料装盛箱（9）中，开启地埋管泵体（10）将液体肥料装盛箱（9）中的液体肥料通过地埋管（11）渗透施肥。
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