CN117036087A - 一种基于耕地保护的耕地质量监测系统 - Google Patents

一种基于耕地保护的耕地质量监测系统 Download PDF

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张兰
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Abstract

本发明公开了一种基于耕地保护的耕地质量监测系统，涉及土壤监测领域，包括前端、终端和云端，所述前端、终端和云端基于internet通信连接，所述云端包括数据采集模块、主控制模块、数据处理模块、数据储存模块、数据输出模块、评估模型、适宜农作物推荐系统和土地改良推荐模块，所述数据采集模块、主控制模块、数据处理模块、数据储存模块、数据输出模块、评估模型依次通信连接，所述评估模型、适宜农作物推荐系统和土地改良推荐模块依次通信连接；本发明实现了快速评估耕地质量的功效，利于农种过程中对土壤的了解，同时也能够根据耕地质量推荐出适宜的农作物，以及更加适宜农作物的需求指标给出合适的土壤改良方案，实用性更高。

Description

一种基于耕地保护的耕地质量监测系统
技术领域
本发明涉及土壤监测领域，具体涉及一种基于耕地保护的耕地质量监测系统。
背景技术
在农业种植中，耕地质量决定着农作物的生存率、产量、质量，因此在农业种植中，耕地质量是一种非常关键的因素，不同的耕地质量会适应不同的农作物生长。
但传统的耕地质量需要人工通过定期取样检测或者现场检测的方式进行判断耕地质量，存在着及时性差、费时费力、无法实时监测等多种问题，而且在监测到耕地质量后，需要专业性强的人员进行耕地适应农作物进行判断，一方面存在着误差大的问题，另一方面也存在着人力资源占用大的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：传统的耕地质量需要人工通过定期取样检测或者现场检测的方式进行判断耕地质量，存在着及时性差、费时费力、无法实时监测等多种问题，而且在监测到耕地质量后，需要专业性强的人员进行耕地适应农作物进行判断，一方面存在着误差大的问题，另一方面也存在着人力资源占用大的问题。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，一种基于耕地保护的耕地质量监测系统，包括前端、终端和云端，所述前端、终端和云端基于internet通信连接，所述云端包括数据采集模块、主控制模块、数据处理模块、数据储存模块、数据输出模块、评估模型、适宜农作物推荐系统和土地改良推荐模块，所述数据采集模块、主控制模块、数据处理模块、数据储存模块、数据输出模块、评估模型依次通信连接，所述评估模型、适宜农作物推荐系统和土地改良推荐模块依次通信连接，所述数据输出模块、评估模型、适宜农作物推荐系统、土地改良推荐模块均与终端通信连接；
所述数据采集模块用于接收监测数据，并将数据传输给主控制模块；
所述主控制模块用于处理、运算、执行整个云端数据；
所述数据处理模块用于处理接收的监测数据；
所述数据储存模块用于储存整个监测系统的各项数据；
所述数据输出模块用于将监测结构输出至终端和评估模型；
所述评估模型用于评估耕地综合质量，并输出至终端；
所述适宜农作物推荐系统用于结合监测的耕地质量向用户推荐适宜的农作物；
所述土地改良推荐模块用于根据推荐的适宜农作物提供土地改良方法。
优选的，所述前端包括巡检机器人，所述巡检机器人的底部固定安装有罩体，所述巡检机器人的内部位于罩体的上方位置固定安装有固定板，且固定板的两端均贯穿有导向杆，所述导向杆的底端固定安装有活动板，所述活动板的上部中心位置固定安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆杆的输出轴贯穿固定板与活动板固定连接，所述活动板的底部固定安装有传感器探针。
优选的，所述传感器探针共设有五根，所述罩体的底部固定安装有五个护管，每根传感器探针均贯穿一根护管，所述护管的底端固定连接有五个刮环，每个所述刮环之间均通过六根连接杆固定连接。
优选的，五根所述传感器探针分别为pH值传感器、热导率传感器、电阻式传感器、针式密度计、电导率传感器，所述pH值传感器用于监测土壤pH值、所述热导率传感器用于监测土壤有机质含量、所述电阻式传感器用于监测土壤水分、所述针式密度计监测土壤密度和孔隙度、电导率传感器用于监测土壤电导率，所述电动伸缩杆的输出端设有行程传感器，行程传感器与数据采集模块通信连接。
优选的，所述评估模型数据收集单元、数据预处理单元、指标标准化单元和综合评分计算单元，数据收集单元、数据预处理单元、指标标准化单元和综合评分计算单元依次通信连接，所述评估模型具体处理步骤如下：
p1：预设各项土壤指标权重值w
p2：数据收集单元收集与耕地质量评估相关的数据，包括pH值、有机质含量、土壤水分、密度和孔隙度、土壤电导率等指标的监测数据；
p3：数据预处理单元对收集到的数据进行预处理，包括数据清洗、异常值处理、缺失值填补等，确保数据的质量和完整性；
p4：指标标准化单元对每个指标进行标准化处理，将其转化为0-1范围内的标准化值，以消除指标之间的量纲差异，采用以下公式进行标准化处理：
pH_norm＝(pH-pH_min)/(pH_max-pH_min)
OM_norm＝(OM-OM_min)/(OM_max-OM_min)
SM_norm＝(SM-SM_min)/(SM_max-SM_min)
BD_PD_norm＝(BD_PD-BD_PD_min)/(BD_PD_max-BD_PD_min)
EC_norm＝(EC-EC_min)/(EC_max-EC_min)
其中，pH_min和pH_max分别为pH值的最小值和最大值，OM_min和OM_max分别为有机质含量的最小值和最大值，SM_min和SM_max分别为土壤水分的最小值和最大值，BD_PD_min和BD_PD_max分别为密度和孔隙度的最小值和最大值，EC_min和EC_max分别为土壤电导率的最小值和最大值；
p5：综合评分计算单元根据指标的标准化值和相应的权重，通过以下公式进行计算综合质量：
Quality_Score＝(pH_norm*w_pH)+(OM_norm*w_OM)+(SM_norm*w_SM)+(BD_PD_norm*w_BD_PD)+(EC_norm*w_EC)
其中，w_pH、w_OM、w_SM、w_BD_PD、w_EC依次为土壤的pH值、有机质含量、水分、密度和孔隙度、电导率指标的权重。
优选的，所述终端包括显示器、手机、计算机其中任意一种或多种。
优选的，所述适宜农作物推荐系统包括数据收集模块、农业数据库、参数匹配模块和输出模块，所述数据收集模块和农业数据库与参数匹配模块通信连接，所述参数匹配模块与输出模块通信连接。
优选的，所述适宜农作物推荐系统的具体处理步骤如下：
s1：建立农业数据库，该数据库包括若干种农业植物适宜的土壤pH值(α1)、有机质含量(α2)、水分(α3)、密度(α4)和孔隙度(α5)、电导率(α6)的参数值；
s2：数据收集模块收集到监测到的耕地土壤的pH值(β1)、有机质含量(β2)、水分(β3)、密度(β4)和孔隙度(β5)、电导率(β6)的参数值；
s3：参数匹配模块按照β1-α1＝ɡ1、β2-α2＝ɡ2、β3-α3＝ɡ2、β4-α4＝ɡ2、β5-α5＝ɡ5、β6-α6＝ɡ6，的公式进行计算，其中g1、g2、g3、g4、g5、g6分别代表着监测的pH值、有机质含量、水分、密度和孔隙度、电导率的参数值减去农业数据库储存的pH值、有机质含量、水分、密度和孔隙度、电导率的参数值；
s4：预设g1、g2、g3、g4、g5、g6最低值分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6，绝对值为0、最高值分别为y1、y2、y3、y4、y5、y6，参数匹配模块将得到的g1、g2、g3、g4、g5、g6分别于预设的最低值、绝对值和最高值进行比对，当超过最高值或最低值时，则代表不适宜，当越接近绝对值0的时候，则代表着越适宜；
S5：输出模块将g1、g2、g3、g4、g5、g6越接近绝对值0的农作物从高到低排列，进而得出耕地土壤适宜的种植的农作物。
优选的，所述土地改良推荐模块包括比对单元和输出单元，所述对比单元与输出单元通信连接，所述对比单元用于将计算土壤改良所需的各项指标差值，输出单元用于输出计算结果。
优选的，所述土地改良推荐模块具体处理步骤如下：
t1：对比单元获取到β1、α1、ɡ1、β2、α2、ɡ2、β3、α3、ɡ2、β4-、α4、ɡ2、β5、α5、ɡ5、β6、α6、ɡ6各项数据；
t2：对比单元采用以下公式进行计算土地改良方案：
t2.1：β1＝α1-ɡ1＝0，添加适量酸性或碱性材质，调节土壤pH值，使的β1接近或等于0；
t2.2：β2＝α2-ɡ2＝0，添加适量的有机质，使的β2接近或等于0；
t2.3：β3＝α3-ɡ3＝0，进行水源灌溉，使的β3接近或等于0；
t2.4：β4＝α4-ɡ4＝0，β5＝α5-ɡ5＝0，通过翻耕、松土的方式调节土壤密度和孔隙度，使的β4和β5接近或等于0；
t2.5：β6＝α6-ɡ6＝0，通过冲洗、施肥、灌溉的方式减少土壤中的盐分含量，使的β6接近或等于0；
t3：输出单元将计算结果输出至终端，工作人员通过计算结果进行对耕地土壤的调节工作。
本发明相比现有技术具有以下优点：
通过设置前端，由巡检机器人为载体设置传感器组，在使用的过程中，通过巡检机器人行驶到耕地上，电动伸缩杆工作推动活动板4移动，使得五根传感器探针插入到土壤中，即可进行耕地土壤的pH值、有机质含量、水分、密度和孔隙度、电导率的参数，进而实现了随时性采集耕地土壤质量的效果；
通过设置刮环配合护管，当传感器探针插入到土壤内后，检测结束后电动伸缩杆即可带动传感器探针复位，在复位的过程中，刮环能够刮出传感器探针表面残留的土壤，进而减少残留土壤腐蚀传感器探针的现象，同时也避免残留土壤影响二次土壤检测结果，此外，护管能够起到保护传感器探针的效果，减少巡检机器人移动过程中杂物撞击传感器探针的现象；
通过设置云端配合前端，当传感器探针检测到pH值、有机质含量、水分、密度和孔隙度、电导率的参数后，可被云端数据采集模块收集，数据经过处理后输出到终端，并且通过评估模型能够快速的评估出耕地土壤综合质量，便于工作人员实时了解到耕地单项质量和综合质量；
通过适宜农作物推荐系统配合云端，在监测到耕地土壤单项质量以及评估综合质量后，适宜农作物推荐系统能够实时推荐出适宜该耕地质量的农作物，便于人们针对耕地进行针对性种植农作物，进而提高农作物存活率、产量和质量；
通过设置土地改良推荐系统配合适宜农作物推荐系统和云端，当适宜农作物推荐系统推荐出适宜农作物的时候，能够及时的根据该农作物适应的pH值、有机质含量、水分、密度和孔隙度、电导率的参数给出土地改良方案，便于人们针对该农作物进一步提高耕地土壤质量，进一步增加农业产值；
通过设置电动伸缩杆配合行程传感器，传感器探针可通过电动伸缩杆的工作改变插入到土壤下的深度，进而在使用时，可通过改变传感器探针插入深度的方式得出不同深度下土壤的pH值、有机质含量、土壤水分、密度和孔隙度、土壤电导率指标，可结合种植的农作物需求深度，求和计算平均值的方式，匹配到更加适宜的农作物。
附图说明
图1是本发明的系统框图；
图2是本发明的云端系统框图；
图3是本发明的适宜农作物推荐系统框图；
图4是本发明的巡检机器结构图；
图5是本发明的图4局部结构剖面图；
图6是本发明的图5局部结构放大图；
图7是本发明的图4底部视角图。
图中：1、巡检机器人；2、罩体；3、固定板；4、活动板；5、导向杆；6、电动伸缩杆；7、传感器探针；8、护管；9、刮环；10、连接杆。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1-7所示，本实施例提供一种技术方案：一种基于耕地保护的耕地质量监测系统，包括前端、终端和云端，前端、终端和云端基于internet通信连接，云端包括数据采集模块、主控制模块、数据处理模块、数据储存模块、数据输出模块、评估模型、适宜农作物推荐系统和土地改良推荐模块，数据采集模块、主控制模块、数据处理模块、数据储存模块、数据输出模块、评估模型依次通信连接，评估模型、适宜农作物推荐系统和土地改良推荐模块依次通信连接，数据输出模块、评估模型、适宜农作物推荐系统、土地改良推荐模块均与终端通信连接；
数据采集模块用于接收监测数据，并将数据传输给主控制模块；
主控制模块用于处理、运算、执行整个云端数据；
数据处理模块用于处理接收的监测数据；
数据储存模块用于储存整个监测系统的各项数据；
数据输出模块用于将监测结构输出至终端和评估模型；
评估模型用于评估耕地综合质量，并输出至终端；
适宜农作物推荐系统用于结合监测的耕地质量向用户推荐适宜的农作物；
土地改良推荐模块用于根据推荐的适宜农作物提供土地改良方法。
本实施例中，前端包括巡检机器人1，巡检机器人1的底部固定安装有罩体2，巡检机器人1的内部位于罩体2的上方位置固定安装有固定板3，且固定板3的两端均贯穿有导向杆5，导向杆5的底端固定安装有活动板4，活动板4的上部中心位置固定安装有电动伸缩杆6，电动伸缩杆杆6的输出轴贯穿固定板3与活动板4固定连接，活动板4的底部固定安装有传感器探针7。
由巡检机器人1为载体设置传感器组，在使用的过程中，通过巡检机器人1行驶到耕地上，电动伸缩杆6工作推动活动板4移动，使得五根传感器探针7插入到土壤中，进而实现了随时性采集耕地土壤质量的效果。
本实施例中，传感器探针7共设有五根，罩体2的底部固定安装有五个护管8，每根传感器探针7均贯穿一根护管8，护管8的底端固定连接有五个刮环9，每个刮环9之间均通过六根连接杆10固定连接。
刮环9能够在传感器探针7返程的过程中，刮除传感器探针7表面的残留土壤。
本实施例中，五根传感器探针7分别为pH值传感器、热导率传感器、电阻式传感器、针式密度计、电导率传感器，pH值传感器用于监测土壤pH值、热导率传感器用于监测土壤有机质含量、电阻式传感器用于监测土壤水分、针式密度计监测土壤密度和孔隙度、电导率传感器用于监测土壤电导率，电动伸缩杆6的输出端设有行程传感器，行程传感器与数据采集模块通信连接。
行程传感器能够实时监测电动伸缩杆6输出端伸出的行程，进而得到传感器探针7插入到土壤下的深度，可结合种植的农作物需求深度，求和计算平均值的方式，匹配到更加适宜的农作物。
本实施例中，评估模型数据收集单元、数据预处理单元、指标标准化单元和综合评分计算单元，数据收集单元、数据预处理单元、指标标准化单元和综合评分计算单元依次通信连接，评估模型具体处理步骤如下：
p1：预设各项土壤指标权重值w
p2：数据收集单元收集与耕地质量评估相关的数据，包括pH值、有机质含量、土壤水分、密度和孔隙度、土壤电导率等指标的监测数据；
p3：数据预处理单元对收集到的数据进行预处理，包括数据清洗、异常值处理、缺失值填补等，确保数据的质量和完整性；
p4：指标标准化单元对每个指标进行标准化处理，将其转化为0-1范围内的标准化值，以消除指标之间的量纲差异，采用以下公式进行标准化处理：
pH_norm＝(pH-pH_min)/(pH_max-pH_min)
OM_norm＝(OM-OM_min)/(OM_max-OM_min)
SM_norm＝(SM-SM_min)/(SM_max-SM_min)
BD_PD_norm＝(BD_PD-BD_PD_min)/(BD_PD_max-BD_PD_min)
EC_norm＝(EC-EC_min)/(EC_max-EC_min)
其中，pH_min和pH_max分别为pH值的最小值和最大值，OM_min和OM_max分别为有机质含量的最小值和最大值，SM_min和SM_max分别为土壤水分的最小值和最大值，BD_PD_min和BD_PD_max分别为密度和孔隙度的最小值和最大值，EC_min和EC_max分别为土壤电导率的最小值和最大值；
p5：综合评分计算单元根据指标的标准化值和相应的权重，通过以下公式进行计算综合质量：
Quality_Score＝(pH_norm*w_pH)+(OM_norm*w_OM)+(SM_norm*w_SM)+(BD_PD_norm*w_BD_PD)+(EC_norm*w_EC)
其中，w_pH、w_OM、w_SM、w_BD_PD、w_EC依次为土壤的pH值、有机质含量、水分、密度和孔隙度、电导率指标的权重。
能够快速得出耕地土壤的综合质量评估结果，进而便于人们根据当地土壤等级划分进行对监测的土壤进行划分等级。
本实施例中，终端包括显示器、手机、计算机其中任意一种或多种。
终端能够方便用户及时了解到监测结果、计算结果、评估结果等数据信息。
本实施例中，适宜农作物推荐系统包括数据收集模块、农业数据库、参数匹配模块和输出模块，数据收集模块和农业数据库与参数匹配模块通信连接，参数匹配模块与输出模块通信连接。
适宜农作物推荐系统的具体处理步骤如下：
s1：建立农业数据库，该数据库包括若干种农业植物适宜的土壤pH值(α1)、有机质含量(α2)、水分(α3)、密度(α4)和孔隙度(α5)、电导率(α6)的参数值；
s2：数据收集模块收集到监测到的耕地土壤的pH值(β1)、有机质含量(β2)、水分(β3)、密度(β4)和孔隙度(β5)、电导率(β6)的参数值；
s3：参数匹配模块按照β1-α1＝ɡ1、β2-α2＝ɡ2、β3-α3＝ɡ2、β4-α4＝ɡ2、β5-α5＝ɡ5、β6-α6＝ɡ6，的公式进行计算，其中g1、g2、g3、g4、g5、g6分别代表着监测的pH值、有机质含量、水分、密度和孔隙度、电导率的参数值减去农业数据库储存的pH值、有机质含量、水分、密度和孔隙度、电导率的参数值；
s4：预设g1、g2、g3、g4、g5、g6最低值分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6，绝对值为0、最高值分别为y1、y2、y3、y4、y5、y6，参数匹配模块将得到的g1、g2、g3、g4、g5、g6分别于预设的最低值、绝对值和最高值进行比对，当超过最高值或最低值时，则代表不适宜，当越接近绝对值0的时候，则代表着越适宜；
S5：输出模块将g1、g2、g3、g4、g5、g6越接近绝对值0的农作物从高到低排列，进而得出耕地土壤适宜的种植的农作物。
适宜农作物推荐系统能够结合监测的耕地指标推荐处合适种植的农作物，进而提高农作物产量。
本实施例中，土地改良推荐模块包括比对单元和输出单元，对比单元与输出单元通信连接，对比单元用于将计算土壤改良所需的各项指标差值，输出单元用于输出计算结果。
土地改良推荐模块具体处理步骤如下：
t1：对比单元获取到β1、α1、ɡ1、β2、α2、ɡ2、β3、α3、ɡ2、β4-、α4、ɡ2、β5、α5、ɡ5、β6、α6、ɡ6各项数据；
t2：对比单元采用以下公式进行计算土地改良方案：
t2.1：β1＝α1-ɡ1＝0，添加适量酸性或碱性材质，调节土壤pH值，使的β1接近或等于0；
t2.2：β2＝α2-ɡ2＝0，添加适量的有机质，使的β2接近或等于0；
t2.3：β3＝α3-ɡ3＝0，进行水源灌溉，使的β3接近或等于0；
t2.4：β4＝α4-ɡ4＝0，β5＝α5-ɡ5＝0，通过翻耕、松土的方式调节土壤密度和孔隙度，使的β4和β5接近或等于0；
t2.5：β6＝α6-ɡ6＝0，通过冲洗、施肥、灌溉的方式减少土壤中的盐分含量，使的β6接近或等于0；
t3：输出单元将计算结果输出至终端，工作人员通过计算结果进行对耕地土壤的调节工作。
土地改良推荐模块能够结合推荐的适宜农作物要求的pH值、有机质含量、土壤水分、密度和孔隙度、土壤电导率指标，和监测到的耕地pH值、有机质含量、土壤水分、密度和孔隙度、土壤电导率指标，为用户推荐土壤的改良方案，进一步增加农作物产量，提高农作物存活率。
综上，本发明在使用时，巡检机器人1携带着传感器探针7在耕地上移动，工作时巡检机器人1停止移动，电动伸缩杆6工作，电动伸缩杆6输出轴推动活动办4垂直方向移动，进而带动传感器探针7移动，是的传感器探针7插入到土壤中，过程中行程传感器实时监测电动伸缩杆6的伸出行程，进而得出传感器探针7插入到土壤内的深度；
五根传感器探针7分别检测到该深度下土壤的pH值、有机质含量、水分、密度和孔隙度、电导率参数，该参数由数据采集模块获取，数据采集模块将参数传输至主控制模块，通过主控制模块和数据处理模块的处理后储存在数据储存模块的内部，最后由数据输出模块输出到显示器、手机、电脑其中任意一种或多种终端内，工作人员即可快速得知土壤的pH值、有机质含量、水分、密度和孔隙度、电导率参数，通过不断的改变传感器探针7的深度，即可检测到不同深度下土壤的pH值、有机质含量、水分、密度和孔隙度、电导率参数，可结合种植的农作物需求深度，求和计算平均值的方式，匹配到更加适宜的农作物，求和平均值的方式如下：设采集土壤深度为四层，分别为β1.1、β1.2、β1.3、β1.4，平均值β1＝(β1.1+β1.2+β1.3+β1.4)/4；
得出参数后，评估模型通过Quality_Score＝(pH_norm*w_pH)+(OM_norm*w_OM)+(SM_norm*w_SM)+(BD_PD_norm*w_BD_PD)+(EC_norm*w_EC)的公式对耕地质量进行综合评分，评分结果再次输出到终端，工作人员可根据当地土壤评分等级的划分比例，进行划分监测的耕地土壤等级；
在综合评估后，适宜农作物推荐系统通过评估结果和监测结果推荐出适宜该耕地土壤的农作物，工作人员根据推荐结果选择合适的农作物进行种植即可，可有效的提高农作物产量、存活率；
在推荐或选择即将用于种植的农作物后，土地改良模块根据耕地质量参数、农作物适宜参数计算得出土地需要改良的参数，人们根据计算参数进行土地改良操作即可；
在监测结束后，电动伸缩杆6再次工作，带动活动板4复位，是的每个传感器探针7复位，传感器探针7经过刮环9时被刮除表面残留土壤，进而减少表面土壤残留腐蚀传感器探针7的现象，同时护管8配合六个刮环9也能够避免巡检机器人1行驶中传感器探针7受到撞击的现象，增加对传感器探针7的保护效果。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于耕地保护的耕地质量监测系统，其特征在于，包括前端、终端和云端，所述前端、终端和云端基于internet通信连接，所述云端包括数据采集模块、主控制模块、数据处理模块、数据储存模块、数据输出模块、评估模型、适宜农作物推荐系统和土地改良推荐模块，所述数据采集模块、主控制模块、数据处理模块、数据储存模块、数据输出模块、评估模型依次通信连接，所述评估模型、适宜农作物推荐系统和土地改良推荐模块依次通信连接，所述数据输出模块、评估模型、适宜农作物推荐系统、土地改良推荐模块均与终端通信连接；
所述数据采集模块用于接收监测数据，并将数据传输给主控制模块；
所述主控制模块用于处理、运算、执行整个云端数据；
所述数据处理模块用于处理接收的监测数据；
所述数据储存模块用于储存整个监测系统的各项数据；
所述数据输出模块用于将监测结构输出至终端和评估模型；
所述评估模型用于评估耕地综合质量，并输出至终端；
所述适宜农作物推荐系统用于结合监测的耕地质量向用户推荐适宜的农作物；
所述土地改良推荐模块用于根据推荐的适宜农作物提供土地改良方法。
2.根据权利要求1所述的一种基于耕地保护的耕地质量监测系统，其特征在于：所述前端包括巡检机器人(1)，所述巡检机器人(1)的底部固定安装有罩体(2)，所述巡检机器人(1)的内部位于罩体(2)的上方位置固定安装有固定板(3)，且固定板(3)的两端均贯穿有导向杆(5)，所述导向杆(5)的底端固定安装有活动板(4)，所述活动板(4)的上部中心位置固定安装有电动伸缩杆(6)，所述电动伸缩杆(6)的输出轴贯穿固定板(3)与活动板(4)固定连接，所述活动板(4)的底部固定安装有传感器探针(7)。
3.根据权利要求2所述的一种基于耕地保护的耕地质量监测系统，其特征在于：所述传感器探针(7)共设有五根，所述罩体(2)的底部固定安装有五个护管(8)，每根传感器探针(7)均贯穿一根护管(8)，所述护管(8)的底端固定连接有五个刮环(9)，每个所述刮环(9)之间均通过六根连接杆(10)固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于耕地保护的耕地质量监测系统，其特征在于：五根所述传感器探针(7)分别为pH值传感器、热导率传感器、电阻式传感器、针式密度计、电导率传感器，所述pH值传感器用于监测土壤pH值、所述热导率传感器用于监测土壤有机质含量、所述电阻式传感器用于监测土壤水分、所述针式密度计监测土壤密度和孔隙度、电导率传感器用于监测土壤电导率，所述电动伸缩杆(6)的输出端设有行程传感器，行程传感器与数据采集模块通信连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于耕地保护的耕地质量监测系统，其特征在于：所述评估模型数据收集单元、数据预处理单元、指标标准化单元和综合评分计算单元，数据收集单元、数据预处理单元、指标标准化单元和综合评分计算单元依次通信连接，所述评估模型具体处理步骤如下：
p1：预设各项土壤指标权重值w
p2：数据收集单元收集与耕地质量评估相关的数据，包括pH值、有机质含量、土壤水分、密度和孔隙度、土壤电导率等指标的监测数据；
p3：数据预处理单元对收集到的数据进行预处理，包括数据清洗、异常值处理、缺失值填补等，确保数据的质量和完整性；
p4：指标标准化单元对每个指标进行标准化处理，将其转化为0-1范围内的标准化值，以消除指标之间的量纲差异，采用以下公式进行标准化处理：
pH_norm＝(pH-pH_min)/(pH_max-pH_min)
OM_norm＝(OM-OM_min)/(OM_max-OM_min)
SM_norm＝(SM-SM_min)/(SM_max-SM_min)
BD_PD_norm＝(BD_PD-BD_PD_min)/(BD_PD_max-BD_PD_min)
EC_norm＝(EC-EC_min)/(EC_max-EC_min)
其中，pH_min和pH_max分别为pH值的最小值和最大值，OM_min和OM_max分别为有机质含量的最小值和最大值，SM_min和SM_max分别为土壤水分的最小值和最大值，BD_PD_min和BD_PD_max分别为密度和孔隙度的最小值和最大值，EC_min和EC_max分别为土壤电导率的最小值和最大值；
p5：综合评分计算单元根据指标的标准化值和相应的权重，通过以下公式进行计算综合质量：
Quality_Score＝(pH_norm*w_pH)+(OM_norm*w_OM)+(SM_norm*w_SM)+(BD_PD_norm*w_BD_PD)+(EC_norm*w_EC)
其中，w_pH、w_OM、w_SM、w_BD_PD、w_EC依次为土壤的pH值、有机质含量、水分、密度和孔隙度、电导率指标的权重。
6.根据权利要求1所述的一种基于耕地保护的耕地质量监测系统，其特征在于：所述终端包括显示器、手机、计算机其中任意一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种基于耕地保护的耕地质量监测系统，其特征在于：所述适宜农作物推荐系统包括数据收集模块、农业数据库、参数匹配模块和输出模块，所述数据收集模块和农业数据库与参数匹配模块通信连接，所述参数匹配模块与输出模块通信连接。
8.根据权利要求6所述的一种基于耕地保护的耕地质量监测系统，其特征在于：所述适宜农作物推荐系统的具体处理步骤如下：
s1：建立农业数据库，该数据库包括若干种农业植物适宜的土壤pH值(α1)、有机质含量(α2)、水分(α3)、密度(α4)和孔隙度(α5)、电导率(α6)的参数值；
s2：数据收集模块收集到监测到的耕地土壤的pH值(β1)、有机质含量(β2)、水分(β3)、密度(β4)和孔隙度(β5)、电导率(β6)的参数值；
s3：参数匹配模块按照β1-α1＝ɡ1、β2-α2＝ɡ2、β3-α3＝ɡ2、β4-α4＝ɡ2、β5-α5＝ɡ5、β6-α6＝ɡ6，的公式进行计算，其中g1、g2、g3、g4、g5、g6分别代表着监测的pH值、有机质含量、水分、密度和孔隙度、电导率的参数值减去农业数据库储存的pH值、有机质含量、水分、密度和孔隙度、电导率的参数值；
s4：预设g1、g2、g3、g4、g5、g6最低值分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6，绝对值为0、最高值分别为y1、y2、y3、y4、y5、y6，参数匹配模块将得到的g1、g2、g3、g4、g5、g6分别于预设的最低值、绝对值和最高值进行比对，当超过最高值或最低值时，则代表不适宜，当越接近绝对值0的时候，则代表着越适宜；
S5：输出模块将g1、g2、g3、g4、g5、g6越接近绝对值0的农作物从高到低排列，进而得出耕地土壤适宜的种植的农作物。
9.根据权利要求1所述的一种基于耕地保护的耕地质量监测系统，其特征在于：所述土地改良推荐模块包括比对单元和输出单元，所述对比单元与输出单元通信连接，所述对比单元用于将计算土壤改良所需的各项指标差值，输出单元用于输出计算结果。
10.根据权利要求9所述的一种基于耕地保护的耕地质量监测系统，其特征在于：所述土地改良推荐模块具体处理步骤如下：
t1：对比单元获取到β1、α1、ɡ1、β2、α2、ɡ2、β3、α3、ɡ2、β4-、α4、ɡ2、β5、α5、ɡ5、β6、α6、ɡ6各项数据；
t2：对比单元采用以下公式进行计算土地改良方案：
t2.1：β1＝α1-ɡ1＝0，添加适量酸性或碱性材质，调节土壤pH值，使的β1接近或等于0；
t2.2：β2＝α2-ɡ2＝0，添加适量的有机质，使的β2接近或等于0；
t2.3：β3＝α3-ɡ3＝0，进行水源灌溉，使的β3接近或等于0；
t2.4：β4＝α4-ɡ4＝0，β5＝α5-ɡ5＝0，通过翻耕、松土的方式调节土壤密度和孔隙度，使的β4和β5接近或等于0；
t2.5：β6＝α6-ɡ6＝0，通过冲洗、施肥、灌溉的方式减少土壤中的盐分含量，使的β6接近或等于0；
t3：输出单元将计算结果输出至终端，工作人员通过计算结果进行对耕地土壤的调节工作。
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