CN206833217U - 一种大田种植监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大田种植监控系统，包括主控制器、显示模块、无线通信模块、检测模块和执行模块，检测模块为若干个且均设置在大田中，检测模块包括单片机和分别与单片机电连接的电源模块和各种传感器及摄像机；检测模块能够将检测结果通过无线通信模块传输至主控制器；执行模块包括水肥一体化滴灌设备和农药喷洒无人机，主控制器能够控制水肥一体化滴灌设备和农药喷洒无人机动作。本实用新型通过检测土壤、空气和农作物的各种生长因素，并进行灌溉、施肥或喷洒农药，达到了提高农作物产量的目的。

Description

一种大田种植监控系统

技术领域

本实用新型涉及智能农田技术领域，特别是涉及一种大田种植监控系统。

背景技术

农业是关系国计民生的基础性产业。我国的人均耕地面积不足世界人均耕地面积的一半，随着人口的增长，对于农作物的需求也与日俱增。

然而，传统的农作物种植法的产量受到自然条件、地理位置和土壤特性等因素的影响较多。其生产存在季节性、地域性强，生产者分散且生产周期长，产量普遍偏低的缺点。在我国东北三省、内蒙古、新疆等地存在着大片的农田，但由于农田过大且农机装备较为落后，大田区的农业人员基本都是靠天吃饭，对农作物的生长干预较少。另外，在传统农业中人们获取农田信息和农机作业信息的方式较为有限，主要是通过人工观察和统计，获取过程需要消耗大量的人力，且信息还很滞后。这在很大程度上减少了农作物的产量。

随着物联网技术和农机产品的迅猛发展，对于大田区的农业人员来说，可以通过构建智能监控系统，以更加方便的获取农田信息并管理农田，为提高农作物的产量提供了技术基础。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种大田种植监控系统，以解决上述现有技术存在的问题，使农业人员可以更加方便的获取农田信息并管理农田，以达到提高农作物的产量的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供了一种大田种植监控系统，包括主控制器、显示模块、无线通信模块、检测模块和执行模块，所述显示模块与所述主控制器电连接，所述检测模块为若干个且均设置在大田中，所述检测模块之间的间距为20-100米。

所述检测模块包括单片机和分别与所述单片机电连接的电源模块、土壤养分检测仪、土壤温度传感器、土壤墒情传感器、土壤pH值传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、红外传感器、二氧化碳传感器、风速传感器和摄像机；所述检测模块能够将检测结果通过所述无线通信模块传输至所述主控制器。

所述执行模块包括水肥一体化滴灌设备和农药喷洒无人机，所述农药喷洒无人机上设有GPS定位模块，所述主控制器能够控制所述水肥一体化滴灌设备执行灌溉和施肥动作，所述主控制器能够控制所述农药喷洒无人机的位置及执行喷洒农药动作。

优选地，若干个所述检测模块呈矩形阵列分布，将所述大田分为若干个矩形区域。

优选地，所述电源模块为太阳能电池系统，所述太阳能电池系统的电池板连接有太阳跟踪系统。

优选地，水肥一体化滴灌设备包括若干个电动球阀，每个电动球阀分别控制一所述矩形区域内的滴灌管路，所述主控制器分别与所述电动球阀电连接，所述主控制器能够分别控制所述电动球阀的启闭。

优选地，大田种植监控系统还包括云端服务器，所述无线通信模块为GPRS通信模块，所述检测模块能够将检测结果通过所述GPRS通信模块传输至所述云端服务器，所述主控制器能够通过因特网获取所述云端服务器上的数据。

优选地，还包括若干个用户端，所述用户端能够获取所述云端服务器上的数据。

优选地，所述用户端为智能手机或微型计算机。

优选地，所述执行模块还包括阳光模拟装置，所述阳光模拟装置的数量与所述检测模块的数量相等，所述阳光模拟装置与所述主控制器和所述电源模块电连接，所述主控制器能够控制所述阳光模拟装置的启闭。

优选地，所述大田种植监控系统还包括声光报警模块，所述声光报警模块与所述主控制器电连接。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：本实用新型可通过检测模块的土壤养分检测仪、土壤温度传感器、土壤墒情传感器、土壤pH值传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、红外传感器、二氧化碳传感器、风速传感器和摄像机及时获取农田中与农作物生产有关的各种信息，并可由主控制器控制水肥一体化滴灌设备、农药喷洒无人机和阳光模拟装置在需要时及时对农作物进行浇水、施肥、喷洒农药和补充光照，使农作物在较适宜的环境中生长发育，以减少农作物的产量对自然环境的依赖，达到提高农作物产量的目的。太阳能电池系统能够为检测模块和阳光模拟装置提供电能，以节省为构建检测模块和阳光模拟装置所需搭建的供电网络，降低系统的耕地占用量。检测模块和水肥一体化滴灌设备将大田分为若干个矩形区域，可分别根据检测结果对特定矩形区域内的农作物进行灌溉、施肥或喷洒农药，以减少资源的浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型大田种植监控系统的系统组成示意图；

图2为本实用新大田中的检测模块和水肥一体化滴灌设备的分布情况图；

其中，1-检测模块，2-水肥一体化滴灌设备，3-电动球阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种大田种植监控系统，以解决上述现有技术存在的问题，使农业人员可以更加方便的获取农田信息并管理农田，以达到提高农作物的产量的目的。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-2所示：本实施例提供了一种大田种植监控系统，包括云端服务器、用户端、主控制器、显示模块、声光报警模块、无线通信模块、检测模块1和执行模块，显示模块和声光报警模块均与主控制器电连接。无线通信模块优选为GPRS通信模块，检测模块1能够将检测结果通过GPRS通信模块传输至云端服务器，主控制器和用户端均能够通过因特网获取云端服务器上的数据。用户端优选为智能手机或微型计算机。

检测模块1包括单片机和分别与单片机电连接的电源模块、土壤养分检测仪、土壤温度传感器、土壤墒情传感器、土壤pH值传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、红外传感器、二氧化碳传感器、风速传感器和摄像机。电源模块优选为太阳能电池系统，太阳能电池系统的电池板连接有太阳跟踪系统。检测模块1能够将检测结果通过无线通信模块传输至主控制器。

执行模块包括水肥一体化滴灌设备2、农药喷洒无人机和阳光模拟装置，农药喷洒无人机上设有GPS定位模块，主控制器能够控制水肥一体化滴灌设备2执行灌溉和施肥动作，水肥一体化滴灌设备2包括若干个电动球阀3，每个电动球阀3分别控制一矩形区域内的滴灌管路，主控制器分别与电动球阀3电连接，主控制器能够分别控制电动球阀3的启闭。主控制器能够控制农药喷洒无人机的位置及执行喷洒农药动作。阳光模拟装置的数量与检测模块1的数量相等，阳光模拟装置与主控制器和电源模块电连接，主控制器能够控制阳光模拟装置的启闭。

检测模块1为若干个阵列设置在大田中，将大田划分为若干个矩形区域。检测模块1之间的间距为20-100米，优选为40米。每个矩形区域内均设有一检测模块1和水肥一体化滴灌设备2的电动球阀3。

本实施例的检测模块1可根据设定的间隔时间检测农田土壤的养分(包括氮、磷、钾和其他微量元素，视不同农作物的需求而定)、温度、墒情(土壤含水量或湿度)、pH值，空气的温度、湿度及二氧化碳含量，风速，光照，病虫害情况(通过红外传感器)和农作物的图像，让后将该检测结果传输至云端服务器，使主控制和用户端均可通过因特网查看检测结果。主控制器将检测结果与预先存储的适宜农作物生长的数值进行比对，当某一矩形区域内的检测结果低于适宜值时，则进行声光报警，主控制器可根据检测模块1中单片机的地址(不同矩形区域的单片机设有不同的地址)得知是哪个矩形区域内出现警情，并在显示模块上显示出该矩形区域的位置和具体是何种警情(土壤过干、土壤缺少养分或农作物光照强度不足)。

当某一矩形区域内的墒情或土壤养分低于农作物需求时，主控制器开启该矩形区域内的水肥一体化滴灌设备2的电磁球阀进行灌溉或施肥，灌溉量或施肥量可根据土壤墒情传感器或土壤养分检测仪检测的数值而定(当土壤达到设定湿度或养分含量则关闭电磁球阀)，也可灌溉固定的时间或设定固定的灌溉量，然后自动关闭该矩形区域的电磁球阀。还可以由农业人员根据摄像机获取的图像信息手动关闭。

当某一矩形区域内的农作物出现病虫害情况时，主控制器可控制农药喷洒无人机飞行到该区域，然后喷洒农药。也可有农业人员通过遥控器控制农药喷洒无人机进行农药的喷洒操作。

当某一矩形区域内的光照强度不足时(仅限于农作物壮果期的白天)，主控制器可开启阳光模拟装置对该矩形区域内的农作物进行补充光照，以使农作物能够得到充足的光照，避免减产。

本实施例可通过检测模块1的土壤养分检测仪、土壤温度传感器、土壤墒情传感器、土壤pH值传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、红外传感器、二氧化碳传感器、风速传感器和摄像机及时获取农田中与农作物生产有关的各种信息，能够在各种生长因素出现偏差时进行预警，结合农作物长势分析软件可对农作物的长势和产量进行分析。还可由主控制器控制水肥一体化滴灌设备2、农药喷洒无人机和阳光模拟装置在需要时及时对农作物进行浇水、施肥、喷洒农药和补充光照，对不适宜的生长因素进行纠偏，使农作物在较适宜的环境中生长发育，以减少农作物的产量对自然环境的依赖，达到提高农作物产量的目的。太阳能电池系统能够为检测模块1和阳光模拟装置提供电能，以节省为构建检测模块1和阳光模拟装置所需搭建的供电网络，降低系统的耕地占用量。检测模块1和水肥一体化滴灌设备2将大田分为若干个矩形区域，可分别根据检测结果对特定矩形区域内的农作物进行灌溉、施肥、喷洒农药或补充光照，以减少资源的浪费。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种大田种植监控系统，其特征在于：包括主控制器、显示模块、无线通信模块、检测模块和执行模块，所述显示模块与所述主控制器电连接，所述检测模块为若干个且均设置在大田中，所述检测模块之间的间距为20-100米；

所述检测模块包括单片机和分别与所述单片机电连接的电源模块、土壤养分检测仪、土壤温度传感器、土壤墒情传感器、土壤pH值传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、红外传感器、二氧化碳传感器、风速传感器和摄像机；所述检测模块能够将检测结果通过所述无线通信模块传输至所述主控制器；

所述执行模块包括水肥一体化滴灌设备和农药喷洒无人机，所述农药喷洒无人机上设有GPS定位模块，所述主控制器能够控制所述水肥一体化滴灌设备执行灌溉和施肥动作，所述主控制器能够控制所述农药喷洒无人机的位置及执行喷洒农药动作。

2.根据权利要求1所述的大田种植监控系统，其特征在于：若干个所述检测模块呈矩形阵列分布，将所述大田分为若干个矩形区域。

3.根据权利要求2所述的大田种植监控系统，其特征在于：所述电源模块为太阳能电池系统，所述太阳能电池系统的电池板连接有太阳跟踪系统。

4.根据权利要求2所述的大田种植监控系统，其特征在于：水肥一体化滴灌设备包括若干个电动球阀，每个电动球阀分别控制一所述矩形区域内的滴灌管路，所述主控制器分别与所述电动球阀电连接，所述主控制器能够分别控制所述电动球阀的启闭。

5.根据权利要求1所述的大田种植监控系统，其特征在于：还包括云端服务器，所述无线通信模块为GPRS通信模块，所述检测模块能够将检测结果通过所述GPRS通信模块传输至所述云端服务器，所述主控制器能够通过因特网获取所述云端服务器上的数据。

6.根据权利要求5所述的大田种植监控系统，其特征在于：还包括若干个用户端，所述用户端能够获取所述云端服务器上的数据。

7.根据权利要求6所述的大田种植监控系统，其特征在于：所述用户端为智能手机或微型计算机。

8.根据权利要求1所述的大田种植监控系统，其特征在于：所述执行模块还包括阳光模拟装置，所述阳光模拟装置的数量与所述检测模块的数量相等，所述阳光模拟装置与所述主控制器和所述电源模块电连接，所述主控制器能够控制所述阳光模拟装置的启闭。

9.根据权利要求1所述的大田种植监控系统，其特征在于：还包括声光报警模块，所述声光报警模块与所述主控制器电连接。