CN207969362U - 基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统，包括施肥装置，该施肥装置设置有壳体，在壳体内设置有水箱，水箱底部设置有出水口，该出水口连接有出水管，该出水管设置有电磁出水阀；在水箱的上方还设置有肥料箱，该肥料箱通过称重传感器悬挂于壳体内，肥料箱的下端设置有出料管，出料管伸入水箱内，出料管设置有电磁投料阀；在壳体内还设置有进水管；进水管伸入水箱内，进水管设置有电磁进水阀；在进水管的外壁还设置有超声波流量计；电磁出水阀、称重传感器、电磁投料阀、电磁进水阀、超声波流量计均连接到控制电路。本实用新型能够接收用户的远程指令对水养的有机农产品进行精准施肥，减轻用户的劳动量。

Description

基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统

技术领域

本实用新型涉及农业种殖领域，具体涉及一种基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统。

背景技术

有机农产品是纯天然、无污染、高品质、高质量、安全营养的高级食品，也可称为"AA级绿色"。它是根据有机农业原则和有机农产品生产方式及标准生产、加工出来的，并通过有机食品认证机构认证的农产品。

我国的绿色食品分为A级和AA级两种。其中A级绿色食品生产中允许限量使用化学合成生产资料，AA级绿色食品则较为严格地要求在生产过程中不使用化学合成的肥料、农药、兽药、饲料添加剂、食品添加剂和其他有害于环境和健康的物质。按照农业部发布的行业标准，AA级绿色食品等同于有机食品。

AA级绿色食品仅能限量使用有机肥，促进有机农产品的生长。

在现有技术中还没有一种基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统，能够接收用户的指令对水养的有机农产品进行精准施肥，有机农产品的施肥多少全凭用户自己掌握，全靠用户手工完成，效率低下，工作量大。

实用新型内容

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统，能够对水养的有机农产品进行精准施肥，减轻用户的劳动量。

为了达到上述目的，本实用新型采取如下技术方案，一种基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统，包括施肥装置，该施肥装置设置有壳体，在壳体的内腔底部设置有水箱，水箱的底部设置有出水口，该出水口连接有出水管，该出水管设置有电磁出水阀；

在水箱的上方还设置有肥料箱，该肥料箱的顶部通过称重传感器悬挂于壳体的内腔顶部，肥料箱的下端设置有出料管，出料管经水箱顶部开设的第一过孔伸入水箱内，出料管设置有电磁投料阀；

水箱还连接有进水管；进水管从水箱顶部开设的第二过孔伸入水箱内，该进水管设置有电磁进水阀；在进水管的外壁还设置有超声波流量计；

电磁出水阀、称重传感器、电磁投料阀、电磁进水阀、超声波流量计均连接到控制电路，控制电路控制电磁投料阀开关向水箱内投入有机肥；控制电路控制电磁进水阀开关向水箱内加入净水；控制电路控制电磁出水阀开关灌溉有机农产品。

本实用新型的称重传感器用于检测肥料箱中有机肥的重量并发送给控制电路；超声波流量计用于检测进水管的流量并发送给控制电路。

本实用新型的肥料箱用于存储有机水溶肥即有机肥，用户可向控制电路输入有投肥数据和加水数据，或者将有投肥数据和加水数据存储在控制电路中；控制电路根据投肥数据打开电磁投料阀向水箱内投入有机肥，通过称重传感器检测投入的有机肥重量，当称重传感器的检测数据等于投肥数据时，控制电路关闭电磁投料阀。

本实用新型的进水管连接有净水系统，控制电路根据加水数据打开电磁进水阀向水箱内加入净水，通过超声波流量计检测加入的净水量，当净水量等于加水数据时，控制电路关闭电磁进水阀；

有机水溶肥和净水在水箱中充分混合后，控制电路打开电磁出水阀将混合料灌溉有机农产品，并延时关闭。

施肥装置的位置高于有机农田，打开电磁出水阀后，混合料通过自流动的方式流入有机农田。

所述肥料箱的顶部设置有进料口，该进料口设置有进料漏斗。

当肥料箱中的有机肥使用完后，可以通过进料漏斗重新加入有机肥。

所述进料漏斗的大端伸出壳体，进料漏斗的小端伸入进料口，所述进料漏斗的大端还设置有盖板，盖板一侧与进料漏斗铰接，盖板另一侧通过锁扣与进料漏斗连接。

这样盖板方便打开和关闭，在不加料的时候，可以将进料漏斗关闭，防止雨水渗入或存储的肥料挥发。

所述出水管设置有出水孔阵列。

在出水管上设置有出水孔阵列，方便将混合料均匀施放到有机农田中，并且结构简单，不需要多根水管。

所述壳体的上表面还设置太阳能电池板，在壳体的内腔还固设有蓄电池，太阳能电池板为蓄电池充电，蓄电池为控制电路供电。

上述结构设置的效果为：控制电路通过太阳能电池板供电，可以节约能源，省去连接电线。

所述控制电路包括单片机，单片机连接有WIFI模块，单片机通过WIFI模块连接用户电脑获取投肥数据和加水数据；单片机还连接电磁投料阀和称重传感器，单片机获取用户电脑的投肥数据，打开电磁投料阀向水箱内投入有机肥，并根据称重传感器的检测数据关闭电磁投料阀；

单片机还连接电磁进水阀和超声波流量计，单片机获取用户电脑的加水数据控制电磁进水阀打开向水箱内加入净水；并根据超声波流量计的检测数据关闭电磁进水阀；

单片机还连接电磁出水阀控制其开关。

控制电路可采用工业计算机或单片机，其中单片机结构简单，成本较低，本实用新型优先采用。单片机通过WIFI模块无线连接用户电脑获取投肥数据和加水数据；便于用户坐在家中或办公室内对施肥装置进行控制，不需要人工施肥，能够减轻用户的劳动量，提高劳动效率。

超声波流量计通过RS485接口经相关的转换电路与单片机连接发送数据。

单片机还将有机肥重量数据经WIFI模块转发给用户电脑，方便用户了解肥料箱中的有机肥重量。

所述水箱的上表面还固设有搅拌电机，搅拌电机的输出轴与搅拌杆的上端相连，搅拌杆的下端伸入水箱的底部并连接有叶轮；单片机经电机驱动模块控制搅拌电机的开关。

为了便于有机水溶肥和净水在水箱中充分混合，当单片机控制电磁投料阀和电磁进水阀打开时，单片机还通过电机驱动模块驱动搅拌电机旋转，搅拌电机带动叶轮旋转，将有机水溶肥和净水充分混合。

所述用户电脑还连接有大数据服务器，大数据服务器存储有有机农产品的精准施肥数据，该精准施肥数据包括投肥数据和加水数据。

该精准施肥数据是由有关科研机构或该领域的种植人员从大量数据中总结得出的。

即用户电脑的投肥数据和加水数据由大数据服务器下载得到。

为了方便广大用户进行精准施肥，防止施肥过多或过少，大数据服务器存储有有机农产品的精准施肥数据，大数据服务器为用户电脑提供有机农产品的精准施肥数据，用户通过用户电脑即可下载相关的投肥数据和加水数据，作用户施肥时参考。

所述肥料箱的外壁还设置有振动器，单片机控制振动器的开关。

所述振动器包括振动电机和固定在振动电机的输出轴上的偏心轮，单片机控制电磁投料阀打开时，还控制振动电机打开，方便肥料箱振动下料。

有益效果:本实用新型提供了一种基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统，能够对水养的有机农产品进行精准施肥，减轻用户的劳动量。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

图2为本实用新型的电路结构图；

图3为微处理器的电路图；

图4为电机驱动模块的电路图；

图5为WIFI模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-图5所示，本实用新型提供了一种基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统，包括施肥装置1，该施肥装置1设置有壳体11，在壳体11的内腔底部设置有水箱12，水箱12的底部设置有出水口12a，该出水口12a连接有出水管13，该出水管13设置有电磁出水阀131；

在水箱12的上方还设置有肥料箱14，该肥料箱14的顶部通过称重传感器141悬挂于壳体11的内腔顶部，肥料箱14的下端设置有出料管142，出料管142经水箱12顶部开设的第一过孔伸入水箱12内，出料管142设置有电磁投料阀143；

水箱12还连接有进水管15；进水管15从水箱12顶部开设的第二过孔伸入水箱12内，该进水管15设置有电磁进水阀151；在进水管15的外壁还设置有超声波流量计152；

电磁出水阀131、称重传感器141、电磁投料阀143、电磁进水阀151、超声波流量计152均连接到控制电路16，控制电路16控制电磁投料阀143开关向水箱12内投入有机肥；控制电路16控制电磁进水阀151开关向水箱12内加入净水；控制电路16控制电磁出水阀131开关灌溉有机农产品。

本实用新型的称重传感器141用于检测肥料箱14中有机肥的重量并发送给控制电路16；超声波流量计152用于检测进水管15的流量并发送给控制电路16。

本实用新型的肥料箱14用于存储有机水溶肥即有机肥，用户可向控制电路16输入有投肥数据和加水数据，或者将有投肥数据和加水数据存储在控制电路16中；控制电路16根据投肥数据打开电磁投料阀143向水箱12内投入有机肥，通过称重传感器141检测投入的有机肥重量，当称重传感器141的检测数据等于投肥数据时，控制电路16关闭电磁投料阀143。

本用新型的进水管15连接有净水系统，控制电路16根据加水数据打开电磁进水阀151向水箱12内加入净水，通过超声波流量计152检测加入的净水量，当净水量等于加水数据时，控制电路16关闭电磁进水阀151；

有机水溶肥和净水在水箱12中充分混合后，控制电路16打开电磁出水阀131将混合料灌溉有机农产品，并延时关闭。

施肥装置1的位置高于有机农田，打开电磁出水阀131后，混合料通过自流动的方式流入有机农田。

所述肥料箱14的顶部设置有进料口，该进料口设置有进料漏斗18。

当肥料箱14中的有机肥使用完后，可以通过进料漏斗18重新加入有机肥。

所述进料漏斗18的大端伸出壳体11，进料漏斗18的小端伸入进料口，所述进料漏斗18的大端还设置有盖板20，盖板20一侧与进料漏斗18铰接，盖板20另一侧通过锁扣与进料漏斗18连接。

这样盖板20方便打开和关闭，在不加料的时候，可以将进料漏斗18关闭，防止雨水渗入或存储的肥料挥发。

所述出水管13设置有出水孔阵列13a。

在出水管13上设置有出水孔阵列13a，方便将混合料均匀施放到有机农田中，并且结构简单，不需要多根水管。

所述壳体11的上表面还设置太阳能电池板4，在壳体11的内腔还固设有蓄电池5，太阳能电池板4为蓄电池5充电，蓄电池5为控制电路16供电。

上述结构设置的效果为：控制电路16通过太阳能电池板4供电，可以节约能源，省去连接电线。

所述控制电路16包括单片机161，单片机161连接有WIFI模块162，单片机161通过WIFI模块162连接用户电脑2获取投肥数据和加水数据；单片机161还连接电磁投料阀143和称重传感器141，单片机161获取用户电脑2的投肥数据，打开电磁投料阀143向水箱12内投入有机肥，并根据称重传感器141的检测数据关闭电磁投料阀143；

单片机161还连接电磁进水阀151和超声波流量计152，单片机161获取用户电脑2的加水数据控制电磁进水阀151打开向水箱12内加入净水；并根据超声波流量计152的检测数据关闭电磁进水阀151；

单片机161还连接电磁出水阀131控制其开关。

控制电路16可采用工业计算机或单片机161，其中单片机161结构简单，成本较低，本实用新型优先采用。单片机161通过WIFI模块162无线连接用户电脑2获取投肥数据和加水数据；便于用户坐在家中或办公室内对施肥装置1进行控制，不需要人工施肥，能够减轻用户的劳动量，提高劳动效率。

超声波流量计152通过RS485接口经相关的转换电路与单片机161连接发送数据。

单片机161还将有机肥重量数据经WIFI模块162转发给用户电脑2，方便用户了解肥料箱14中的有机肥重量。

所述水箱12的上表面还固设有搅拌电机17，搅拌电机17的输出轴与搅拌杆171的上端相连，搅拌杆171的下端伸入水箱12的底部并连接有叶轮172；单片机161经电机驱动模块173控制搅拌电机17的开关。

为了便于有机水溶肥和净水在水箱12中充分混合，当单片机161控制电磁投料阀143和电磁进水阀151打开时，单片机161还通过电机驱动模块173驱动搅拌电机17旋转，搅拌电机17带动叶轮172旋转，将有机水溶肥和净水充分混合。

所述用户电脑2还连接有大数据服务器3，大数据服务器3存储有有机农产品的精准施肥数据，该精准施肥数据包括投肥数据和加水数据。

该精准施肥数据是由有关科研机构或该领域的种植人员从大量数据中总结得出的。

即用户电脑2的投肥数据和加水数据由大数据服务器3下载得到。

为了方便广大用户进行精准施肥，防止施肥过多或过少，大数据服务器3存储有有机农产品的精准施肥数据，大数据服务器3为用户电脑2提供有机农产品的精准施肥数据，用户通过用户电脑2即可下载相关的投肥数据和加水数据，作用户施肥时参考。

所述肥料箱14的外壁还设置有振动器19，单片机161控制振动器19的开关。

所述振动器19包括振动电机和固定在振动电机的输出轴上的偏心轮，单片机161控制电磁投料阀143打开时，还控制振动电机打开，方便肥料箱14振动下料。

本实施例的单片机161采用STM32F103单片机，本实用新型的WIFI模块162采用ESP-07WIFI模块，用户电脑2连接有与ESP-07WIFI模块配对的WIFI模块，电机驱动模块173采用L293D电机驱动模块；当然也可以采用其它具有相同功能的模块代替。

最后，需要注意的是：以上列举的仅是本实用新型的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统，其特征在于：包括施肥装置(1)，该施肥装置(1)设置有壳体(11)，在壳体(11)的内腔底部设置有水箱(12)，水箱(12)的底部设置有出水口(12a)，该出水口(12a)连接有出水管(13)，该出水管(13)设置有电磁出水阀(131)；

在水箱(12)的上方还设置有肥料箱(14)，该肥料箱(14)的顶部通过称重传感器(141)悬挂于壳体(11)的内腔顶部，肥料箱(14)的下端设置有出料管(142)，出料管(142)经水箱(12)顶部开设的第一过孔伸入水箱(12)内，出料管(142)设置有电磁投料阀(143)；

水箱(12)还连接有进水管(15)；进水管(15)从水箱(12)顶部开设的第二过孔伸入水箱(12)内，该进水管(15)设置有电磁进水阀(151)；在进水管(15)的外壁还设置有超声波流量计(152)；

电磁出水阀(131)、称重传感器(141)、电磁投料阀(143)、电磁进水阀(151)、超声波流量计(152)均连接到控制电路(16)，控制电路(16)控制电磁投料阀(143)开关向水箱(12)内投入有机肥；控制电路(16)控制电磁进水阀(151)开关向水箱(12)内加入净水；控制电路(16)控制电磁出水阀(131)开关灌溉有机农产品；

所述出水管(13)设置有出水孔阵列(13a)。

2.根据权利要求1所述的基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统，其特征在于：所述肥料箱(14)的顶部设置有进料口，该进料口设置有进料漏斗(18)。

3.根据权利要求2所述的基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统，其特征在于：所述进料漏斗(18)的大端伸出壳体(11)，进料漏斗(18)的小端伸入进料口，所述进料漏斗(18)的大端还设置有盖板(20)，盖板(20)一侧与进料漏斗(18)铰接，盖板(20)另一侧通过锁扣与进料漏斗(18)连接。

4.根据权利要求1所述的基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统，其特征在于：所述壳体(11)的上表面还设置太阳能电池板(4)，在壳体(11)的内腔还固设有蓄电池(5)，太阳能电池板(4)为蓄电池(5)充电，蓄电池(5)为控制电路(16)供电。

5.根据权利要求1所述的基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统，其特征在于：所述控制电路(16)包括单片机(161)，单片机(161)连接有WIFI模块(162)，单片机(161)通过WIFI模块(162)连接用户电脑(2)获取投肥数据和加水数据；单片机(161)还连接电磁投料阀(143)和称重传感器(141)，单片机(161)获取用户电脑(2)的投肥数据，打开电磁投料阀(143)向水箱(12)内投入有机肥，并根据称重传感器(141)的检测数据关闭电磁投料阀(143)；

单片机(161)还连接电磁进水阀(151)和超声波流量计(152)，单片机(161)获取用户电脑(2)的加水数据控制电磁进水阀(151)打开向水箱(12)内加入净水，并根据超声波流量计(152)的检测数据关闭电磁进水阀(151)；

单片机(161)还连接电磁出水阀(131)控制其开关。

6.根据权利要求5所述的基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统，其特征在于：所述水箱(12)的上表面还固设有搅拌电机(17)，搅拌电机(17)的输出轴与搅拌杆(171)的上端相连，搅拌杆(171)的下端伸入水箱(12)的底部并连接有叶轮(172)；单片机(161)经电机驱动模块(173)控制搅拌电机(17)的开关。

7.根据权利要求5所述的基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统，其特征在于：所述用户电脑(2)还连接有大数据服务器(3)，大数据服务器(3)存储有有机农产品的精准施肥数据，该精准施肥数据包括投肥数据和加水数据。

8.根据权利要求5所述的基于大数据的有机农产品精准施肥决策系统，其特征在于：所述肥料箱(14)的外壁还设置有振动器(19)，单片机(161)控制振动器(19)的开关。