CN204833020U - 一种基于物联网的智能农业生产系统 - Google Patents

Abstract

一种智能农业生产系统，其特征在于，包括中央控制系统(1)、播种子系统(2)、灌溉施肥子系统(3)和收割子系统(4)。播种子系统包括用于与中央控制系统通信的第一接口单元(21)；与第一接口单元连接的测速装置(22)、定位装置(23)、摄像装置(24)、验种装置(25)；灌溉施肥子系统包括：用于与中央控制系统通信的第二接口单元(31)；与第二接口单元连接的报警装置(32)、土壤温度检测装置(33)、天气温度检测装置(34)、土壤湿度检测装置(35)、水泵电机控制装置(36)和施肥装置(37)；收割子系统包括：用于与中央控制系统通信的第三接口单元(41)；与第三接口单元连接有报警装置(42)、收割装置(43)、脱粒装置(44)、装袋装置(45)、行人检测装置(46)和位置检测装置(47)。本系统可提高了农作物的产量，同时提高了农业生产效率。

Description

一种基于物联网的智能农业生产系统

技术领域

本实用新型涉及一种智能农业生产系统，属于基于物联网的农业控制技术领域。

背景技术

我国是农业大国，但是多数农业生产基本靠人力劳动完成，如多数乡村中播种，施肥，灌溉及收割等操作，主要依靠纯人力劳动，这样不但效率低，而且影响农作物的生长和收成。即使有些地方实现了机械化播种和收割，通常也需要人力配合，而播种和收割等机械化操作彼此独立，没有合理的联系在一起，也影响了农业生产的效率和产量。另外农业灌溉的时机与浇水量基本靠人的经验进行判断，并不能准确的判断出农作物的灌溉时间与灌溉量，灌溉不当将导致农作物减产、浪费水资源等严重后果。

随着物联网技术的发展，和对建设现代农业的需求，将物联网与农业生产有机的结合起来，对于提高农业生产的效率与产量具有重要意义。但是我国农业生产环境多变，农业生产过程分散，生产主体复杂，需求千变万化等困难。现有技术主要对农业生产中某一方面进行物联网监控，提供机械化的智能服务，并没有全面性的对农业生产进行物联网监视和控制。由于农业物联网对农业生产的控制必须遵守全要素、全过程和全系统的无缝控制，所以针对以上问题，迫切需要建立一种涉及农业播种、灌溉、施肥、收割等农业生产全过程的农业物联网管理系统，以满足我国农业现代化的需要。

实用新型内容

本实用新型涉及一种智能农业生产系统，其特征在于，包括中央控制系统(1)、播种子系统(2)、灌溉施肥子系统(3)和收割子系统(4)，播种子系统、灌溉施肥子系统、收割子系统通过各自的接口单元分别与中央控制系统进行通信；其中播种子系统包括用于与中央控制系统通信的第一接口单元(21)；与第一接口单元连接的测速装置(22)、定位装置(23)、摄像装置(24)、验种装置(25)；灌溉施肥子系统包括：用于与中央控制系统通信的第二接口单元(31)；与第二接口单元连接的报警装置(32)、土壤温度检测装置(33)、天气温度检测装置(34)、土壤湿度检测装置(35)、水泵电机控制装置(36)和施肥装置(37)；收割子系统包括：用于与中央控制系统通信的第三接口单元(41)；与第三接口单元连接有报警装置(42)、收割装置(43)、脱粒装置(44)、装袋装置(45)、行人检测装置(46)和位置检测装置(47)。播种子系统、灌溉施肥子系统、收割子系统通过各自的接口单元，使用无线通信或有线通信的方式，分别与中央控制系统进行通信。灌溉施肥子系统中的土壤湿度检测装置为湿度传感器，天气温度检测装置、土壤温度检测装置为温度传感器。

多个所述温度传感器和湿度传感器，均匀地布置在农田中，以测量农田不同位置的温度和湿度。所述收割子系统为收割机，与中央控制系统之间可相互通信，行人检测装置为红外距离探测器，检测行人与收割机之间的距离。

附图说明

图1智能农业生产系统总体结构示意图。

图2播种子系统示结构意图。

图3灌溉施肥子系统结构示意图。

图4收割入库子系统结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型涉及的智能农业生产系统包括中央控制系统1，播种子系统2，灌溉施肥子系统3和收割子系统4。其中播种子系统，灌溉施肥子系统和收割子系统通过各自的接口单元，使用有线或无线的方式与中央控制子系统进行通信。其中中央控制系统可以是具有操作界面的PC电脑或服务器，农业人员通过相关人机接口界面对播种子系统，灌溉施肥子系统和收割子系统进行操作和控制，同时中央控制系统连接互联网，可以通过网络获取如天气预报等与农业生产相关的信息；播种子系统为具有与中央控制子系统通信功能的，可用于各种农作物的播种车或播种机；灌溉施肥子系统包括农田中的各个传感器、灌溉水泵和施肥装置；收割子系统为具有与中央控制子系统通信功能的，可用于各种农作物的收割机。

如图2所示，该播种子系统包括：用于与中央控制系统通信的接口单元21；与接口单元连接的测速装置22、定位装置23、摄像装置24、验种装置25。播种子系统在实际应用中可以为播种车，播种机等；车上的接口单元通过无线通信模块连接到中心控制系统。

当本实用新型应用于高粱播种时，测速装置用于检测播种子系统的前进速度，以使中央控制系统根据当前播种车运动速度，控制播撒高粱种子的速率，以保证单位面积内的播种数在一定数值内，避免播种过密或过疏。定位模块用于检测播种车当前地理位置，其可以为GPS定位模块，或者说GPS导航仪，通过定位模块反馈的位置信息，中央控制系统实时的统计已播种的区域，为后续的浇灌，施肥等做准备。摄像装置用于采集播种前地面杂草信息，并输出至中央控制系统，中央控制系统经过信息分析，识别出地面的杂草类型及数量，继而控制播种量，如识别出没有杂草，则按标准量播种(每隔20-25cm，播种1-2粒)，如识别出杂草较多，则增加播种量，这样既可以保证相对稳定的出苗率，又提高了播种效率。验种装置用于检测种子落入土壤的情况，如果检测到种子没有播种成功，则进行复播。通过对播种期间播种车行驶速度及播种速率的控制，既实现了播种自动化又保证的播种后的出芽率。

如图3所示，灌溉施肥子系统3包括：用于与中央控制系统通信的接口单元31；与接口单元连接的报警装置32、土壤温度检测装置33、天气温度检测装置34、土壤湿度检测装置35、水泵电机控制装置36、施肥装置37。其中土壤湿度检测装置、天气温度检测装置、土壤湿度检测装置可以在田地中均匀布置多个，测量不同位置的温度和湿度，根据各个点测量的值取平均，得到最终的温度和湿度值，其中土壤温度检测装置和天气温度检测装置为温度传感器，土壤湿度检测装置为湿度传感器，优选的，湿度传感器每200平方米布置一个，温度传感器每1000平方米布置一个。

当本实用新型应用于高粱作物的灌溉施肥时，通过接口单元，实时将土壤湿度检测装置、天气温度检测装置、土壤温度检测装置检测得到土壤湿度、天气温度和土壤温度传送给中央控制系统，中央控制系统根据上传的温度和湿度，结合未来的天气预报(如根据天气预报未来有降雨，则不进行灌溉操作，节约用水)，判断是否对农田进行灌溉操作，如果需要进行灌溉则操作人员通过接口单元驱动水泵电机控制装置，打开水泵进行灌溉；同时中央控制系统根据高粱生长状态，判断是否需要施肥，如果需要施肥则通过施肥装置打开施肥口，将肥料溶解在灌溉水中，在灌溉的同时完成施肥操作。如果中央控制系统判断需要进行灌溉后一定时间后，操作人员仍然未进行灌溉操作，报警装置发出报警提醒需要进行灌溉操作。通过对灌溉施肥系统的自动化控制，使操作人员在中央控制系统处就可以清楚准确的获取田间高粱的生长和土壤情况，进而准确的确定灌溉施肥的时间，提高了灌溉效率，节约了水资源。

如图4所示，收割子系统4包括：用于与中央控制系统通信的接口单元41；与接口单元连接有报警装置42、收割装置43、脱粒装置44、装袋装置45、行人检测装置46和位置检测装置47。收割子系统在实际应用中可以为收割机；收割机上的接口单元通过无线通信模块连接到中心控制系统。

当本实用新型应用于高粱作物的收割时，收割机的收割装置将高粱收割后，通过脱粒装置将高粱皮脱去，然后通过装袋装置将规定重量的高粱粒装袋，通过接口单元反馈至中央控制系统，方便统计高粱产量；由于高粱收割过程中时有将人割伤的情况发生，本新型的收割子系统中的行人检测装置为红外距离探测器，当检测到有行人靠近收割机时，报警装置发出警报，以警示行人和收割机驾驶员，当行人继续靠近收割机，小于安全距离时，中央控制系统通过接口装置停止收割机工作，以保证行人的人身安全；位置检测装置可以统计收割过的农田，避免收割机重复操作，中央控制系统可以通过收割机经过的位置计算得到农田面积，配合已有的总产量数据，得到高粱单产数据，方便农业人员统计。

综上所述，具有播种子系统、灌溉施肥子系统和收割子系统的农业生产系统，可以从农作物播种开始到农作收割中的每个环节进行监控，精细控制农业生产的各个环节，提高了农作物的产量；同事实现了对农业操作的自动化控制，减少了繁重的人力劳动，提高了生产效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能农业生产系统，其特征在于，包括中央控制系统(1)、播种子系统(2)、灌溉施肥子系统(3)和收割子系统(4)，播种子系统、灌溉施肥子系统、收割子系统通过各自的接口单元分别与中央控制系统进行通信；其中

播种子系统包括用于与中央控制系统通信的第一接口单元(21)；与第一接口单元连接的测速装置(22)、定位装置(23)、摄像装置(24)、验种装置(25)；

灌溉施肥子系统包括：用于与中央控制系统通信的第二接口单元(31)；与第二接口单元连接的报警装置(32)、土壤温度检测装置(33)、天气温度检测装置(34)、土壤湿度检测装置(35)、水泵电机控制装置(36)和施肥装置(37)；

收割子系统包括：用于与中央控制系统通信的第三接口单元(41)；与第三接口单元连接有报警装置(42)、收割装置(43)、脱粒装置(44)、装袋装置(45)、行人检测装置(46)和位置检测装置(47)。

2.根据权利要求1所述的智能农业生产系统，其特征在于,播种子系统、灌溉施肥子系统、收割子系统通过各自的接口单元，使用无线通信或有线通信的方式，分别与中央控制系统进行通信。

3.根据权利要求1所述的智能农业生产系统，其特征在于,灌溉施肥子系统中的土壤湿度检测装置为湿度传感器，天气温度检测装置、土壤温度检测装置为温度传感器。

4.根据权利要求3所述的智能农业生产系统，其特征在于,具有多个所述温度传感器和湿度传感器，均匀地布置在农田中，以测量农田不同位置的温度和湿度。

5.根据权利要求1所述的智能农业生产系统，其特征在于,所述收割子系统为收割机，与中央控制系统之间可相互通信，行人检测装置为红外距离探测器，检测行人与收割机之间的距离。