CN202210986U - 植物生产管理综合系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种植物生产管理综合系统，包括用于采集植物生长环境参数的环境监测系统；将生长环境参数上传至后台管理中心，根据后台管理中心下发的控制指令控制生产管理子系统执行相应的生产管理操作的前端控制器；接收前端控制器上传的生长环境参数，并下达控制指令至前端控制器的后台管理中心。本系统通过前端控制器采集现场的生长环境参数，并通过有线或无线网络上传至后台管理中心，而后台管理中心可自动进行分析，或者通过人机交互方式向前端控制器下发控制指令，前端控制器根据控制指令控制启动相应的生产管理子系统，对生产现场植物进行生产管理，减少了人工需要亲临生产现场的概率，提高了生产效率也节约了人力资源。
Description
技术领域
本实用新型涉及农作物等植物的生产管理技术，具体是指一种植物生产管理综合系统。
背景技术
目前国家正在执行建设新农村战略，引导传统农业向现代化农业转变。但在如何提高农村的生产力、产品质量、档次以及安全保证方面上，依然缺乏成熟有效的技术手段。
目前植物，如景观花木、农作物的种植，主要还是利用人工操作，植物从播种、生长到投入市场各个环节的生长环境参数(包括温度、湿度、土壤的pH值以及空气的CO2含量、光照度等)以及生长状况参数(包括生长进度、有无病虫害等)，都需要人工亲临现场查勘，然后根据人的主观判断后，再利用各种生产管理子系统(如灌溉系统、灭虫器等)对植物进行灌溉、施肥、灭虫等操作。
由于现有各种生产管理子系统功能单一，且对植物生产现场缺乏有效的监控方案，在植物尤其是农作物生产过程中，往往需要根据其在各个阶段的生长环境参数以及生长状况参数施以不同的生产管理，这就使得农业人员需要频繁亲临现场了解植物的生长环境和生长状况，再进行针对性的操作。这不仅大大降低了生产效率，而且造成了人力资源浪费。而且，植物生长环境参数和生长状态参数的判断基本由人来判断，基于不同人的专业水平以及主观判断能力的差异，其得出的生产管理模式就会有所差异，这同时也容易造成生产管理误操作，甚至浪费水源。
而且，食品安全已经越来越受到人们的重视，对于植物类食品而言，主要存在形式是各类蔬菜和水果，生活中往往要求很多蔬菜(更别论水果)生吃以获取更多的营养，这就要求植物类食品在生长、收获直至投入市场的各个环节都必须得到有效的监控，消费者甚至有意愿知道其整个生产过程中的生长环境参数、生长状况参数是否符合绿色食品的要求，尤其是当中的农药、化肥、水源污染、土壤污染以及空气污染等各种影响食品安全的核心因素。但现有植物类食品在生产过程中缺乏有效的监控体系，对于消费者而言，就无法实现其生 产监督的权利，使得消费者无法获悉其所消费的各类植物类食品的安全信息，生产者亦无法保证其产品质量，也就无法面对国外高质量的农产品冲击。
同时，如何保证植物，尤其是农作物的产品质量，以及提高生产效率、降低人力投入也是新农村战略中的核心一环。从技术效果上看，只有通过科学监测植物在各个生长环节的生长环境参数，并利用现代监控设备实时监控植物的生长状态，针对植物形成有效的科学监测和监督体系，才能保证到产品品质要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种植物生产管理综合系统，本系统通过前端控制器采集现场植物的生长环境参数，并通过有线或无线网络上传至后台管理中心，由此，后台管理中心可自动进行分析，或者通过人机交互方式，向前端控制器下发控制指令，由前端控制器根据控制指令控制生产管理子系统，对生产现场植物进行相应的生产管理操作，由此大大降低了人工需要亲临生产现场的概率，提高了生产效率也节约了人力资源。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：植物生产管理综合系统，包括：
用于采集生产现场中植物的生长环境参数的环境监测系统；
用于将生长环境参数上传至后台管理中心，并根据后台管理中心下发的控制指令控制生产管理子系统执行相应的生产管理操作的前端控制器；
用于接收前端控制器上传的生长环境参数，并下达控制指令至前端控制器的后台管理中心；
所述环境监测系统、生产管理子系统均与前端控制器相连接，所述前端控制器还通过有线或无线网络与后台管理中心相连接。
所述环境监测系统包括以下传感器中的一种或任意几种：
用于采集植物生长环境中空气CO2含量值的CO2含量传感器；
用于采集植物生长环境中温度值的温度传感器；
用于采集植物生长环境中土壤湿度值的土壤湿度传感器；
用于采集植物生长环境中土壤pH值的土壤pH传感器。
在环境监测系统所包括的各传感器均与前端控制器相连接，以将其所采集的生长环境参数传至前端控制器。
所述生产管理子系统包括：喷灌子系统和排气扇，所述排气扇与前端控制器相连接。所述喷灌子系统设置有喷水水泵、用于控制喷水水泵的喷灌控制器以及喷灌头，所述喷水水泵通过管道与喷灌头相连，喷灌控制器与喷水水泵电连接。
优选的，所述喷水水泵与喷灌头相连接的管道中还设置有施肥-施药钵，该施肥-施药钵与喷灌控制器电连接，当喷灌控制器接收到前端控制器的施肥控制指令或施药控制指令后，在启动喷灌水泵的同时，也启动施肥-施药钵向喷水水泵与喷灌头相连接的管道进行施肥或施药，以实现对植物的施肥或施药操作。
所述生产管理子系统还包括与前端控制器相连接的紫光灭虫器，当前端控制器接收到灭虫控制指令时，启动紫光灭虫器对植物进行灭虫操作。
为实现本植物生产管理综合系统的人机交互功能，所述后台管理中心设置有：
用于显示前端控制器传来的生长环境参数，并接收管理人员输入的控制指令的人机交互单元；
将控制指令通过有线或无线网络下发至前端控制器的中央控制单元；
所述人机交互单元与中央控制单元相连接，所述中央控制单元通过有线或无线网络与前端控制器相连接。
此方案中，生长环境参数首先通过人机交互单元向管理人员显示，由管理人员输入控制指令，对生产现场进行远程管理。
为实现本植物生产管理综合系统的智能化，所述后台管理中心设置有：
存储有植物各个阶段的生长环境参数，以及与各生长环境参数相对应的控制指令的生长管理数据存储单元；
用于根据前端控制器传来的生长环境参数对生长管理数据存储单元进行查表比对分析，从生长管理数据存储单元中析出与前端控制器传来的生长环境参数相对应的控制指令的综合分析单元；
将控制指令通过有线或无线网络下发至前端控制器的中央控制单元；
所述生长管理数据存储单元依次与综合分析单元、中央控制单元相连接，所述中央控制单元通过有线或无线网络与前端控制器相连接。
通过以上设置，后台管理中心实现全智能化，也即综合分析单元析出的控制指令直接传至中央控制单元，由中央控制单元将控制指令通过有线或无线网络下发至前端控制器，整个系统全智能化，不需要人工参与。
为实现人机交互和智能化的综合运用，本系统优选的技术方案是，所述后台管理中心设置有：
用于显示前端控制器传来的生长环境参数以及综合分析单元传来的控制指令，以及接收用户输入的控制指令的人机交互单元；
存储有植物各个阶段的生长环境参数，以及与各生长环境参数相对应的控制指令的生长管理数据存储单元；
用于根据前端控制器传来的生长环境参数对生长管理数据存储单元进行查表比对分析，从生长管理数据存储单元中析出与前端控制器传来的生长环境参数相对应的控制指令，并经中央控制单元传至人机交互单元显示的综合分析单元；
将控制指令通过有线或无线网络下发至前端控制器的中央控制单元；
所述生长管理数据存储单元依次与综合分析单元、中央控制单元相连接，所述人机交互单元与中央控制单元相连接，所述中央控制单元还直接与生长管理数据存储单元相连接，所述中央控制单元还通过有线或无线网络与前端控制器相连接。
上述优选方案的具体实现方法如下：
1、中央控制单元接收前端控制器传来的生长环境参数，综合分析单元根据中央控制单元接收的生长环境参数对生长管理数据存储单元进行查表比对分析，若从生长管理数据存储单元查表无结果，也即没有从生长管理数据存储单元析出与该生长环境参数对应的控制指令，则进入步骤2操作，否则直接进入步骤3操作；
2、中央控制单元将前端控制器传来的生长环境参数显示在人机交互单元，管理人员根据所显示的生长环境参数通过人机交互单元自行输入控制指令，然后，中央控制单元将生长环境参数及自行输入的控制指令存储到生长管理数据存储单元，以实现生长管理数据存储单元的数据自适应增长，然后跳至步骤4操作；
3、中央控制单元将前端控制器传来的生长环境参数以及综合分析单元析出的控制指令显示在人机交互单元，管理人员若同意所析出的控制指令，则通过 人机交互单元输入确认指令并进入步骤4操作，否则，管理人员通过人机交互单元自行输入控制指令，中央控制单元将生长环境参数及自行输入的控制指令存储到生长管理数据存储单元，以实现生长管理数据存储单元的数据自适应增长，然后跳至步骤4操作；
4、中央控制单元将控制指令经有线或无线网络下发至前端控制器。
这样不仅提供了机器自动分析出的控制指令给管理人员参考，也避免了在生长管理数据存储单元的数据存储及控制方案尚未配置成熟的情况下可能出现的误操作。
当然，管理人员也可以通过人机交互单元预设后台管理中心为全自动工作模式，也即是综合分析单元析出的控制指令直接传至中央控制单元，由中央控制单元将控制指令通过有线或无线网络下发至前端控制器，整个系统全智能化，不需要人工参与。
本植物生产管理综合系统还可以在生产现场设置与前端控制器相连接的视频监控设备，用于采集植物现场视频数据传至后台管理中心，并通过人机交互单元进行显示，管理人员可以对植物生产现场进行视频监督，以利于做出更为准确的生产管理，输出更为准确的控制指令。
本植物生产管理综合系统还可以在生产现场设置门控传感器，门控传感器与前端控制器相连接，当门控传感器检测出现场有异常时，将异常信号传至后台管理中心，以使管理人员获知。
所述环境监测系统还可以包括太阳能电池板，所述生产管理子系统还包括照明单元，所述太阳能电池板分别与环境监测系统中的传感器、前端控制器、生产管理子系统以及照明单元电力连接，以向植物生产现场的各用电设备提供电力，同时，照明单元与前端控制器相连接；前端控制器可以根据太阳能电池板的发电效率计算出生产现场的光照度，并将光照度作为植物生长环境参数的其中一种传至后台管理中心，以利于管理人员做出更为准确的控制判断，亦利于综合分析单元析出更为准确的控制指令。
本实用新型相比现有技术具有以下优点及有益效果如下：
(1)本实用新型系统，实现了生产现场(可为大棚、农田等)中植物生长 环境参数的全自动化采集监测，使得管理人员无须频繁亲临现场即可清楚了解植物的生长环境；
(2)本系统还通过设置视频监控设备，实现了管理人员实时远程监控现场植物生长状况；
(3)除设置有环境监测系统和视频监控设备外，后台管理中心可提供人机交互和系统自动析出控制指令两种独立或兼容的管理模式，使得生产管理更为科学化、自动化，生产管理的准确度更高；
(4)本系统可通过在前端设置太阳能电池板，除了给生产现场提供环保的电力供应，还实时监测现场的光照度，当后台管理中心下发开启照明单元控制指令后，前端控制器将开启照明单元，以提高现场的光照度；
(5)本系统中，后台管理中心还可以与互联网相连接，以借助互联网面向消费者等其他人员提供植物生产现场的监督。
附图说明
图1是本实用新型植物生产管理综合系统的整体结构示意图；
图2是环境监测系统的结构示意图；
图3是生产管理子系统的结构示意图；
图4是后台管理中心的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，植物生产管理综合系统，包括：
环境监测系统，用于采集大棚中植物的生长环境参数；
前端控制器，用于将生长环境参数上传至后台管理中心，并根据后台管理中心下发的控制指令控制生产管理子系统执行相应的生产管理操作；
后台管理中心，用于接收前端控制器上传的植物生长环境参数，并下达控制指令至前端控制器；
视频监控设备，用于采集大棚内的视频数据传至后台管理中心，并通过人机交互单元进行显示，管理人员可以对大棚内植物进行视频监督，以利于做出 更为准确的生产管理；
门控传感器，当门控传感器检测出现场有异常时，将异常信号传至后台管理中心，以使管理人员获知。
所述环境监测系统、生产管理子系统、视频监控设备、门控传感器以及前端控制器均设置在大棚内，环境监测系统、生产管理子系统、视频监控设备、门控传感器均与前端控制器相连接，所述前端控制器通过无线网络与后台管理中心相连接。
具体的，如图2所示，环境监测系统包括：
CO2含量传感器，用于采集植物生长环境中空气的CO2含量值；
温度传感器，用于采集植物生长环境中温度值；
土壤湿度传感器，用于采集植物生长环境中土壤湿度值；
土壤pH传感器，用于采集植物生长环境中土壤pH值；
太阳能电池板，用于产生电力提供给前端控制器、各传感器、视频监控设备、门控传感器以及生产管理子系统，同时便于前端控制器监测大棚内植物的光照度；
以上各传感器以及太阳能电池板均与前端控制器相连接，以将其所采集的生长环境参数输出给前端控制器。
如图3所示，所示生产管理子系统包括：
照明单元，照明单元与前端控制器、太阳能电池板相连接；
喷灌子系统，设置有用于控制喷水水泵的喷灌控制器、喷水水泵以及喷灌头，喷水水泵通过管道与喷灌头相连，喷灌控制器与喷水水泵电连接，喷水水泵与喷灌头相连接的管道中设置有施肥-施药钵，该施肥-施药钵与喷灌控制器电连接；
紫光灭虫器，与前端控制器相连接；
排气扇，与前端控制器相连接。
如图4所示，后台管理中心设置有：
人机交互单元，用于显示前端控制器传来的生长环境参数以及综合分析单元传来的控制指令，以及接收用户输入的控制指令；
生长管理数据存储单元，存储有植物各个阶段的生长环境参数，以及与各生 长环境参数相对应的控制指令；
综合分析单元，用于根据前端控制器传来的生长环境参数对生长管理数据存储单元进行查表比对分析，从生长管理数据存储单元中析出与前端控制器传来的生长环境参数相对应的控制指令，并经中央控制单元传至人际交互单元显示；
中央控制单元，将控制指令通过有线或无线网络下发至前端控制器；
所述生长管理数据存储单元依次与综合分析单元、中央控制单元相连接，所述人际交互单元与中央控制单元相连接，所述中央控制单元还直接与生长管理数据存储单元相连接，所述中央控制单元还通过有线或无线网络与前端控制器相连接。
后台管理中心可根据生产管理人员设定为两种工作模式，一是全自动工作模式，二是人机交互工作模式。
全自动工作模式具体如下：
前端控制器传来的生长环境参数首先由中央控制单元接收，然后转发至综合分析单元，综合分析单元根据接收的生长环境参数与生长管理数据存储单元预存的生长环境参数进行查表比对分析，从生长管理数据存储单元析出相应的控制指令，然后，综合分析单元将析出的控制指令下发至前端控制器，由前端控制器根据该控制指令控制相应的生产管理工具进行相应的生产管理。如：如发现前端温度传感器采集到的温度过高、湿度过低、pH值过高，则启动喷灌子系统；如发现前端CO2含量传感器采集到的CO2值过高，则启动排气扇；如通过太阳能电池板的发电效率发现大棚内光照度不足，则启动照明单元；若发现门控传感器传来了异常信号，则向管理人员告警。当然，综合分析单元也可以根据前端控制器传来的生长环境参数，析出启动紫光灭虫器或施肥-施药钵指令，对植物进行灭虫、施肥控制或施药操作。而当从生长管理数据存储单元查表无结果，也即没有从生长管理数据存储单元析出与该生长环境参数对应的控制指令，中央控制单元将前端控制器传来的生长环境参数显示在人机交互单元，等待管理人员进行操作。
人机交互工作模式如下：
1、中央控制单元接收前端控制器传来的生长环境参数，综合分析单元根据中央控制单元接收的生长环境参数对生长管理数据存储单元进行查表比对分析，若从生长管理数据存储单元查表无结果，也即没有从生长管理数据存储单 元析出与该生长环境参数对应的控制指令，则进入步骤2操作，否则直接进入步骤3操作；
2、中央控制单元将前端控制器传来的生长环境参数显示在人机交互单元，管理人员根据所显示的生长环境参数通过人机交互单元自行输入控制指令，然后，中央控制单元将生长环境参数及自行输入的控制指令存储到生长管理数据存储单元，以实现生长管理数据存储单元的数据自适应增长，然后跳至步骤4操作；
3、中央控制单元将前端控制器传来的生长环境参数以及综合分析单元析出的控制指令显示在人机交互单元，管理人员若同意所析出的控制指令，则通过人机交互单元输入确认指令并进入步骤4操作，否则，管理人员通过人机交互单元自行输入控制指令，中央控制单元将生长环境参数及自行输入的控制指令存储到生长管理数据存储单元，以实现生长管理数据存储单元的数据自适应增长，然后跳至步骤4操作；
4、中央控制单元将控制指令经有线或无线网络下发至前端控制器。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.植物生产管理综合系统，其特征在于，包括：
用于采集生产现场中植物的生长环境参数的环境监测系统；
用于将生长环境参数上传至后台管理中心，并根据后台管理中心下发的控制指令控制生产管理子系统执行相应的生产管理操作的前端控制器；
用于接收前端控制器上传的生长环境参数，并下达控制指令至前端控制器的后台管理中心；
所述环境监测系统、生产管理子系统均与前端控制器相连接，所述前端控制器还通过有线或无线网络与后台管理中心相连接。
2.根据权利要求1所述的植物生产管理综合系统，其特征在于：所述环境监测系统包括以下传感器的一种或任意几种：
用于采集植物生长环境中空气CO2含量值的CO2含量传感器；
用于采集植物生长环境中温度值的温度传感器；
用于采集植物生长环境中土壤湿度值的土壤湿度传感器；
用于采集植物生长环境中土壤pH值的土壤pH传感器；
在环境监测系统所包括的各传感器均与前端控制器相连接。
3.根据权利要求2所述的植物生产管理综合系统，其特征在于：所述生产管理子系统包括喷灌子系统和排气扇，所述排气扇与前端控制器相连接，所述喷灌子系统设置有喷水水泵、用于控制喷水水泵的喷灌控制器以及喷灌头，所述喷水水泵通过管道与喷灌头相连，喷灌控制器与喷水水泵电连接；所述喷水水泵与喷灌头相连接的管道中还设置有施肥-施药钵，该施肥-施药钵与喷灌控制器电连接。
4.根据权利要求3所述的植物生产管理综合系统，其特征在于：所述生产管理子系统还包括与前端控制器相连接的紫光灭虫器。
5.根据权利要求4所述的植物生产管理综合系统，其特征在于，所述后台管理中心设置有：
用于显示前端控制器传来的生长环境参数，并接收管理人员输入的控制指令的人机交互单元；
将控制指令通过有线或无线网络下发至前端控制器的中央控制单元；
所述人机交互单元与中央控制单元相连接，所述中央控制单元通过有线或无线网络与前端控制器相连接。
6.根据权利要求4所述的植物生产管理综合系统，其特征在于，所述后台管理中心设置有：
生长管理数据存储单元；
综合分析单元；
中央控制单元；
所述生长管理数据存储单元依次与综合分析单元、中央控制单元相连接，所述中央控制单元通过有线或无线网络与前端控制器相连接。
7.根据权利要求4所述的植物生产管理综合系统，其特征在于，所述后台管理中心设置有：
用于显示前端控制器传来的生长环境参数以及综合分析单元传来的控制指令，以及接收用户输入的控制指令的人机交互单元；
生长管理数据存储单元；
综合分析单元；
中央控制单元；
所述生长管理数据存储单元依次与综合分析单元、中央控制单元相连接，所述人际交互单元与中央控制单元相连接，所述中央控制单元还直接与生长管理数据存储单元相连接，所述中央控制单元还通过有线或无线网络与前端控制器相连接。
8.根据权利要求7所述的植物生产管理综合系统，其特征在于：本植物生产管理综合系统还在生产现场设置与前端控制器相连接的视频监控设备。
9.根据权利要求7所述的植物生产管理综合系统，其特征在于：本植物生产管理综合系统还在生产现场设置门控传感器，门控传感器与前端控制器相连接。
10.根据权利要求7所述的植物生产管理综合系统，其特征在于：所述环境监测系统还包括太阳能电池板，所述生产管理子系统还包括照明单元，所述太阳能电池板分别与环境监测系统中的传感器、前端控制器、生产管理子系统以及照明单元电力连接，照明单元与前端控制器相连接。
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2011
- 2011-04-22 CN CN2011201204544U patent/CN202210986U/zh not_active Expired - Fee Related
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