CN205375174U

CN205375174U - 生态果园智能监控系统

Info

Publication number: CN205375174U
Application number: CN201620080852.0U
Authority: CN
Inventors: 刘鹏
Original assignee: Chengdu University of Information Technology
Current assignee: Chengdu University of Information Technology
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2016-01-27
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2026-01-27

Abstract

本实用新型提出了生态果园智能监控系统，包含若干RFID标识器、手持机、中心管理器、环境参数监测单元、查询单元与云存储单元；所述的手持机包含RFID读入模块、微处理模块及手持机无线通信模块；所述的手持机无线通信模块、RFID读入模块分别与微处理模块相连；所述的中心管理器包含管理器无线通信模块、第一网络通信模块与控制模块；所述控制模块包含有果树用肥及农药的数据库或数学模型；所述的中心管理器与查询单元通过网络通信分别与云存储单元相连。本实用新型的有益效果在于：有效监控水果生产过程中施肥、使用农药的情况，带来果园生产管理、农资管理的信息化和标准化，并且可获得消费者的信任。

Description

生态果园智能监控系统

技术领域

本实用新型涉及果园管理系统，具体涉及一种果园智能监测控制系统。

背景技术

果树的种植和管理目前正逐渐变得精细起来，但同时，水果生产中的农药、化肥过度使用问题仍然很严重，其原因在于缺乏有效的监督和指导，目前还没有对过度施肥、过度施药进行监控的有效措施。发明专利(CN105183053A)提出了一种果园智能管理系统，该方案实现了实时采集果园内的环境数据，由PC机端模块远程控制对果园进行浇灌，并通过配药模块自动配好所需喷洒的药物，通过远程控制的方式实现高压喷射，同时由视频采集模块监控整个工作过程；发明专利(CN201410602185.3)提出了一种便携式果园人工作业信息自动记录装置及方法，该方案通过各种传感器收集相关数据，利用传感器节点、网关节点和通讯服务器，将果园的土壤和空气信息提供给果园管理者，通过数据分析提出果园精准管理的参考建议，用短信通知生产者；以上两个方案的缺点在于：整个系统施工复杂、成本高，系统无法提供施肥模型的现场数据，消费者无法查询所购果品的历史施肥记录；发明专利(CN105183053A)的另一个缺点在于：喷射点的位置布局对整个施药过程影响大，且施药效果容易因果树的成长变化或果园的扩建而打折扣。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种防止过度施肥的、控制施药数量和时间的果园监测控制系统。

本实用新型提出了一种果园智能监测管理系统，包含若干RFID标识器、手持机、中心管理器、环境参数监测单元、查询单元与云存储单元；所述的若干RFID标识器置于各果树树干上，每棵果树最多安置一枚RFID标识器；所述的手持机包含RFID读入模块、微处理模块及手持机无线通信模块；所述的手持机无线通信模块、RFID读入模块分别与微处理模块相连；所述的中心管理器包含管理器无线通信模块、第一网络通信模块与控制模块，所述的管理器无线通信模块、第一网络通信模块分别与控制模块相连；所述控制模块包含有果树用肥及农药的数据库或数学模型；所述的环境参数监测单元包含监测单元无线通信模块；所述的环境参数监测单元与手持机通过无线通信分别与中心管理器相连；所述的查询单元包含第二网络通信模块；所述的中心管理器与查询单元通过网络通信分别与云存储单元相连。

进一步的，还包含喷药控制单元；所述的喷药控制单元包含流量计、电磁阀、CPU模块；所述的流量计与电磁阀均设于喷药器材的喷口通道，且分别于CPU模块相连。

进一步的，所述的手持机与喷药控制单元还均包含有串行通信模块或CAN通信模块，并通过双绞线或导线彼此对应连接。

进一步的，所述的中心管理器还包含有标签记录模块；所述的标签记录模块与控制模块相连。

进一步的，所述的中心管理器还包含数据存储模块与计时模块，所述的数据存储模块、计时模块分别与控制模块相连。

进一步的，所述的中心管理器包含个人电脑。

进一步的，所述的查询单元为个人电脑、智能手机或平板电脑。

进一步的，所述的环境参数监测单元还包含土壤PH值传感模块、土壤湿度传感模块、环境温度传感模块；土壤PH值传感模块、土壤湿度传感模块、环境温度传感模块分别与监测单元无线通信模块相连。

本系统在首次使用时，为保证数据的准确，可以将通过检验土壤的肥力数据如土壤中的氮磷钾等含量参数以及最近两次使用农药的时间、农药种类及使用量等信息输入中心管理器，控制模块将对录入的相关信息存储到数据存储模块中作为数学模型的初始值；当没有录入相关数据时，数学模型将使用土壤平均肥力的参考值和农药零用量的参考值作为数学模型的初始值；在施肥或者喷洒农药前输入喷药或施肥的工作人员数量，在输入指令后，通过计时模块的时间信息及控制模块的程序运算后判断出农药或肥料使用时间间隔及对应用量，当满足农药或肥料的使用时间间隔时，控制模块将生成对应工作人员数量的工单号；工作人员确认相关信息后，输入工单发放指令，控制模块将包含有工单号、施药或施肥用量、工作区域代号以及手持机特征码的信息通过管理器无线通信模块发出，手持机无线通信模块接收到信息后，传递给手持机的微处理模块；各个手持机的微处理模块根据自身的特征码选择对应的工单号并存储相关信息；工作人员根据所持手持机的工单信息进行作业；工作人员携带的手持机只在喷洒药物或施肥动作进行时搜集由RFID读入模块感应到的RFID标志器信息以避免误读入其他RFID标志器信息，读入的相关RFID标志器信息通过手持机无线通信模块发出以传递给中心管理器；中心管理器将接收到的信息存入数据存储模块与果树用肥及农药的数据库中，通过第一网络通信模块传递给云存储单元，并作为数学模型的数据计算出下次喷洒药物或施肥的时间以及用量；当果品成熟准备售出时，在中心管理器输入指令，控制模块将果品成长阶段的时间信息、工作区域代号以及标签附加码传递给标签记录模块，并由标签记录模块打印标签；工作人员根据需要将标签贴于单个果品或批次出货单上；消费者可根据标签信息在查询单元通过第二网络模块获取对应果品在云存储单元的历史记录信息。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

①具有农药或施肥的数据库或数学模型，能够更为合理且更有针对性的按时按量对果园采取喷药或施肥作业，保证水果无农药残留、土壤中无过肥现象，既提高产品的品质又能保持果园的生态环境不被破坏；

②对喷药或施肥作业采取工单管理方式，更方便作业人员进行清楚快捷的作业，同时带来果园生产管理、农资管理的信息化和标准化；

③喷药或施肥作业过程中搜集RFID标识器的信息、环境参数单元监测的环境参数均将反馈至中心管理器，便于实际管理，更利用果树的生长；

④消费者可查询果品的施肥及喷药信息，对于果品食用的安全问题更为透明，获得消费者的信任；

⑤整个系统对果园现有的环境及人员需求变动不大，不需要复杂的系统布置，对果园环境带来附加影响，整个系统的结构简单，成本较低，利于推广。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

具体实施方式

下面结合实施例与附图对本实用新型做进一步的阐述。

如图1所示，生态果园智能监控系统，包含若干RFID标识器、手持机、中心管理器、环境参数监测单元、喷药控制单元、查询单元与云存储单元；所述的若干RFID标识器置于各果树树干上，每棵果树最多安置一枚RFID标识器；所述的手持机包含RFID读入模块、微处理模块及手持机无线通信模块；所述的手持机无线通信模块、RFID读入模块分别与微处理模块相连；所述的中心管理器包含管理器无线通信模块、第一网络通信模块、控制模块、标签记录模块、数据存储模块与计时模块，所述的管理器无线通信模块、第一网络通信模块、标签记录模块、数据存储模块与计时模块分别与控制模块相连；所述控制模块包含有果树用肥及农药的数据库或数学模型；所述的环境参数监测单元包含监测单元无线通信模块、土壤PH值传感模块、土壤湿度传感模块、环境温度传感模块；所述的土壤PH值传感模块、土壤湿度传感模块、环境温度传感模块分别与监测单元无线通信模块相连；所述的环境参数监测单元与手持机通过无线通信分别与中心管理器相连；所述的查询单元包含第二网络通信模块；所述的中心管理器与查询单元通过网络通信分别与云存储单元相连；所述的喷药控制单元包含流量计、电磁阀、CPU模块；所述的流量计与电磁阀均设于喷药器材的喷口通道，且分别于CPU模块相连；所述的手持机与喷药控制单元还均包含有串行通信模块或CAN通信模块，并通过双绞线或导线对应连接。

本系统在首次使用时，为保证数据的准确，可以将通过检验土壤的肥力数据如土壤中的氮磷钾等含量参数以及最近两次使用农药的时间、农药种类及使用量等信息输入中心管理器，控制模块将对录入的相关信息存储到数据存储模块中作为数学模型的初始值；当没有录入相关数据时，数学模型将使用土壤平均肥力的参考值和农药零用量的参考值作为数学模型的初始值；通常情况下，环境参数监测单元会定期将土壤PH值传感模块、土壤湿度传感模块、环境温度传感模块获取的传感信息通过监测单元无线通信模块发出通信，传递给中心管理器，作为数学模型的修正值或运算值；在施肥或者喷洒农药前输入喷药或施肥的工作人员数量，在输入指令后，通过计时模块的时间信息及控制模块的程序运算后判断出农药或肥料使用时间间隔及对应用量，当满足农药或肥料的使用时间间隔时，控制模块将生成对应工作人员数量的工单号；工作人员确认相关信息后，输入工单发放指令，控制模块将包含有工单号、施药或施肥用量、工作区域代号以及手持机特征码的信息通过管理器无线通信模块发出，手持机无线通信模块接收到信息后，传递给手持机的微处理模块；各个手持机的微处理模块根据自身的特征码选择对应的工单号并存储相关信息；工作人员根据所持手持机的工单信息进行作业；工作人员携带的手持机只在喷洒药物或施肥动作进行时搜集由RFID读入模块感应到的RFID标志器信息以避免误读入其他RFID标志器信息，读入的相关RFID标志器信息通过手持机无线通信模块发出以传递给中心管理器；中心管理器将接收到的信息存入数据存储模块与果树用肥及农药的数据库中，通过第一网络通信模块传递给云存储单元，并作为数学模型的数据计算出下次喷洒药物或施肥的时间以及用量；当果品成熟准备售出时，在中心管理器输入指令，控制模块将果品成长阶段的时间信息、工作区域代号以及标签附加码传递给标签记录模块，并由标签记录模块打印标签；工作人员根据需要将标签贴于单个果品或批次出货单上；消费者可根据标签信息在查询单元通过第二网络模块获取对应果品在云存储单元的历史记录信息。

特别的，作业人员在使用喷药器材作业时，流量计传递的流量信息将传回CPU模块，并通过双绞线或导线进行串行通信或CAN通信传递给手持机，最终传递给中心管理器；而CPU模块通过与手持机的串行通信或CAN通信得到工单的作业量，当作业人员超过工单的作业量时，CPU模块将发出指令，关闭电磁阀，从而使得喷药器材无法继续作业，只有当添加新工单时才重新打开电磁阀；在作业过程中，通过手持机读取RFID标识器的时间间隔与喷药控制单元的流量信息能够得到具体每棵果树的实际喷药或施肥量，并最终存储于中心管理器与云存储单元。

特别的，中心管理器包含个人电脑，便于人们利用现有资源代替中心管理器中的计时模块、数据存储模块、控制模块及第一网络通信模块。

特别的，查询单元为个人电脑、智能手机或平板电脑，便于人们利用现有资源更方便的查询。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.生态果园智能监控系统，其特征在于：包含若干RFID标识器、手持机、中心管理器、环境参数监测单元、查询单元与云存储单元；所述的若干RFID标识器置于各果树树干上，每棵果树最多安置一枚RFID标识器；所述的手持机包含RFID读入模块、微处理模块及手持机无线通信模块；所述的手持机无线通信模块、RFID读入模块分别与微处理模块相连；所述的中心管理器包含管理器无线通信模块、第一网络通信模块与控制模块；所述的管理器无线通信模块、第一网络通信模块分别与控制模块相连；所述控制模块包含有果树用肥及农药的数据库或数学模型；所述的环境参数监测单元包含监测单元无线通信模块；所述的环境参数监测单元与手持机通过无线通信分别与中心管理器相连；所述的查询单元包含第二网络通信模块；所述的中心管理器与查询单元通过网络通信分别与云存储单元相连。

2.根据权利要求1所述的生态果园智能监控系统，其特征在于：还包含喷药控制单元；所述的喷药控制单元包含流量计、电磁阀、CPU模块；所述的流量计与电磁阀均设于喷药器材的喷口通道，且分别于CPU模块相连。

3.根据权利要求2所述的生态果园智能监控系统，其特征在于：所述的手持机与喷药控制单元还均包含有串行通信模块或CAN通信模块，并通过双绞线或导线对应连接。

4.根据权利要求3所述的生态果园智能监控系统，其特征在于：所述的中心管理器还包含有标签记录模块；所述的标签记录模块与控制模块相连。

5.根据权利要求1至4项任一项所述的生态果园智能监控系统，其特征在于：所述的中心管理器还包含数据存储模块与计时模块，所述的数据存储模块、计时模块分别与控制模块相连。

6.根据权利要求1至4项任一项所述的生态果园智能监控系统，其特征在于：所述的环境参数监测单元还包含土壤PH值传感模块、土壤湿度传感模块、环境温度传感模块；土壤PH值传感模块、土壤湿度传感模块、环境温度传感模块分别与监测单元无线通信模块相连。

7.根据权利要求5所述的生态果园智能监控系统，其特征在于：所述的环境参数监测单元还包含土壤PH值传感模块、土壤湿度传感模块、环境温度传感模块；土壤PH值传感模块、土壤湿度传感模块、环境温度传感模块分别与监测单元无线通信模块相连。

8.根据权利要求5所述的生态果园智能监控系统，其特征在于：所述的中心管理器包含个人电脑。

9.根据权利要求根据5所述的生态果园智能监控系统，其特征在于：所述的查询单元为个人电脑、智能手机或平板电脑。