CN208490496U - 一种智能田间管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能田间管理系统，该智能田间管理系统包括每块耕田旁设置的检测支架、控制器、空气温度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、光敏传感器、水质检测仪、灌溉喷水器、声波发生器、风速传感器、红外线传感器、无线通信模块、植物补光灯、显示屏和用户终端。本实用新型针对田间种植和管理中遇到的外部环境以及内部植物生长问题，对田间系统进行了改进。本实用新型旨在监控植物生长情况的同时对植物生长环境进行调节，以适应植物的健康成长。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能田间管理系统。
背景技术
随着国家对农耕业重视度的增加，农作物的需求量也随之攀升。与行业规模迅速膨胀不匹配的是：农作物产品质量良莠不齐，种植以及管理人力成本过高，农作物农药残留较多。尽管近年来，国家不断加大对农耕业的投入力度，并在近几年取得了一定成效，但业内专家指出，由于农作物种植较为分散，农作物种植投入大，收益小的现状并没有得到根治，应从种植源头提高智能化，减少生产成本，极大化地实现农耕业的高收益。
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
随着传感器技术和物联网技术的发展，在农业生产种植方面已经有相关技术在应用，但是在传感器技术在此领域的利用任然处于起步阶段，农作物产品的质量仍旧无法得到很好的保障，人工成本仍旧无法得到很好地控制。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于传感器技术的智能田间管理系统，将信号采集传感器节点部署在种植农作物的种植田块中，并组建成无线传感网络然后定时采集数据并上传，对农作物的种植情况进行监督，并为后期的数据挖掘和分析提供了基础。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种智能田间管理系统，包括每块耕田旁设置的检测支架、控制器、空气温度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、光敏传感器、水质检测仪、灌溉喷水器、声波发生器、风速传感器、红外线传感器、无线通信模块、植物补光灯、显示屏和用户终端；所述土壤温度传感器和土壤湿度传感器安装于土壤中，所述土壤温度传感器和土壤湿度传感器与控制器相连；所述空气温度传感器、光敏传感器、红外线传感器和风速传感器安装于所述检测支架上，所述空气温度传感器、湿度传感器、红外线传感器和光敏传感器均与控制器相连；所述水质检测仪安装于农田排水口处，所述水质检测仪与控制器相连；所述灌溉喷水器包含有电子阀门；所述灌溉喷水器、植物补光灯和声波发生器安装于田埂上，所述灌溉喷水器电子阀门、植物补光灯和声波发生器均与控制器相连；所述无线通信模块与控制器相连，所述显示屏和用户终端均通过无线通信模块与控制器相连。
优选的，所述空气温度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器通过控制器与存储器相连。
优选的，所述智能田间系统包括可移动蔬菜大棚，所述可移动蔬菜大棚与控制器相连。
优选的，所述水质检测仪可替换为光谱仪，所述光谱仪和控制器相连。
优选的，所述智能田间管理系统还包含安装在灌溉喷水器入水口的臭氧发生器，所述臭氧发生器与控制器相连。
优选的，所述智能田间管理系统还包括二氧化碳检测仪和二氧化碳发生器，所述二氧化碳检测仪和二氧化碳发生器均与控制器相连。
优选的，所述智能田间管理系统包含一智能小车，声波发生器设置于智能小车上，智能小车配置有第一电机和第二电机，分别用于驱动两个后轮；第一电机、第二电机与智能小车控制器相连，所述智能小车控制器通过智能小车无线通信模块与智能田间管理系统的无线通信模块通讯相连。
优选的，所述智能田间管理系统还设置有电动遮光窗帘，所述电动遮光窗帘与所述智能田间管理系统的控制器相连，所述智能田间管理系统的控制器用于控制电动窗帘卷起或下落。
优选的，所述智能田间管理系统的无线通信模块、所述智能小车无线通信模块均采用ZIGBEE无线通讯模块。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的基于传感器技术的智能田间管理系统，基于传感器采集数据的实时性，准确性，高效性以及对各种环境的适应性强等特点，能够完成很 多人力完成不了的工作，尤其在环境监测方面有很大的优势，能够准时的、定时的、精确的采集到农作物生长环境信息的数据并上传到数据库中，供后期的数据挖掘，解决了传统的农作物种植生产管理落后局面，人工管理消耗大，农作物质量得不到保证等缺陷。
附图说明
图1为本实用新型的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，所述DY-AQW型空气温度传感器与控制器相连，并将其安装于检测支架。DY-AQW型空气温度传感器保证与空气最大限度的接触，能够实时检测到空气温度的变化，将所检测的信息传递给控制器。所述TC-TW型土壤温度传感器和TDR-5型土壤湿度传感器与控制器相连，并将其安装于土壤中。所述TC-TW型土壤温度传感器用于检测土壤实时温度变化信息，将检测到的信息传递给控制器。所述NHSF48型土壤湿度传感器用于检测土壤中水分含量的变化，并将检测到的信息传递给控制器。控制器将获得的信息传输给存储器，控制器根据所获得的信息进行相应的调节。若检测到的湿度信息显示土壤缺水的话，就将传递指令给与喷水装置相连的电子阀门，电子阀门接收到指令后会进行喷水处理，通过喷水装置进行的处理从而达到土壤湿度改变的目的。如果土壤湿度传感器检测到土壤水分已经饱和状态，则会传递信息给控制器，同样控制器也会传递关闭指令给喷水装置的电子阀门。控制器接收到的信息在传输给存储器的同时也会通过无线通信模块传递给显示屏和用户终端，除此之外控制器也会将会造成危险的情况通过传递报警信息的方式传递给显示屏和用户终端。农田管理者可根据控制器反馈的情况，通过这两个模块对进行田间管理系统进行相应的操作。
所述NHSF48型风速传感器安装在检测支架上，保证其与空气完全接触，能够实时获取风速改变的信息，并将检测到的信息传递给控制器。如果检测到风速过大会对农田造成毁坏的情况，控制器会传递信息给显示屏和用户终端。农田管理者可以根据相应的情况移动智能田间系统所包含的可移动蔬菜大棚，达到对农田进行保护的作用，使得整个农田处于一个相对稳定的环境中。
所述XYC-PT5E550BC型光敏传感器与控制器相连，并将其安装于检测支架。用于获取环境中光照强度，并将获取到的光强信息传递给控制器。控制器根据获取到的信息进行判断，如果光照强度低于农作物可生长的最低要求光强，控制器会传递指令给植物补光灯的电子开关，通过植物补光灯的作用使得农田的环境处于一个农作物生长的最佳状态。植物补光灯的工作状态除了受到环境中光照强度的影响，还会受到环境中温度、湿度以及二氧化碳含量的影响。如果温度、湿度和二氧化碳的含量对农作物的光合作用能够起到促进作用的话，植物补光灯会加大照明强度与照明时间。如果温度、湿度和二氧化碳含量对农作物的光合作用是抑制作用的话，植物补光灯会相应减弱工作强度。
所述WMP6-DL水质检测仪与控制器相连，并将其安装于农田排水口处，用于检测农田灌溉废水中农药残留情况。所述WMP6-DL水质检测仪将检测到的信息传递给控制器。所述的水质检测仪还可以替换为光谱仪，利用不同波长的光对不同的元素敏感的特性，可以检测到水中残留的不同成分。控制器将获取到的信息通过无线通信模块传递给用户终端和显示屏，农田管理者可通过水中农药的残留量对农药的喷洒量进行相应的调节。
所述R46-SMTIR9902红外温度传感器与控制器相连，用于获取农田所含空间内害虫数量信息，并将获取到的信息传递给控制器。如果检测到害虫的数量达到一定的数量以后，控制器会传递指令给超声波传感器，超声波传感器接收到指令后会通过发出不同声音波段的方式杀死害虫。
所述HY-YZ-060臭氧发生器与控制器相连，并将其安装在安装在灌溉喷水器入水口。臭氧一方面主要用于对农作物的生长进行一定的促进，另一方面可以对土壤中的真菌以及细菌的生长起到抑制的作用。臭氧发生器的连续作用时间不能超过30分钟，如果超过30分钟会对农作物的生长造成负作用。同时臭氧发生器的工作时间也会根据水质检测结果和红外线检测到的害虫数量进行一定的调整。
所述GT-1000-CO2二氧化碳检测仪与控制器相连，主要用来检测空气中光合作用所需的二氧化碳含量。如果二氧化碳的值低于农作物进行光合作用的最小值时，控制器会根据接收到的信息传输指令给所述CA-20(JDW-150)二氧化碳发生器，CA-20(JDW-150)二氧化碳发生器会持续工作保证农作物对二氧化碳的需求。当GT-1000-CO2二氧化碳检测仪检测到环境中的二氧化碳含量会对农作物的生长起到抑制作用时，控制器会传递指令给CA-20(JDW-150)二氧化碳发生器，此时仪器会停止工作。
所述智能田间管理系统包含一智能小车，声波发生器设置于智能小车上，智能小车配置有第一电机和第二电机，分别用于驱动两个后轮；第一电机、第二电机与智能小车控制器相连，所述智能小车控制器通过智能小车无线通信模块与智能田间管理系统的无线通信模块通讯相连。
所述智能田间管理系统还设置有电动遮光窗帘，所述电动遮光窗帘与所述智能田间管理系统的控制器相连，所述智能田间管理系统的控制器用于控制电动窗帘卷起或下落。
所述智能田间管理系统的无线通信模块、所述智能小车无线通信模块均采用ZIGBEE无线通讯模块。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种智能田间管理系统，其特征在于：所述智能田间管理系统包括每块耕田旁设置的检测支架、控制器、空气温度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、光敏传感器、水质检测仪、灌溉喷水器、声波发生器、风速传感器、红外线传感器、无线通信模块、植物补光灯、显示屏和用户终端；
所述土壤温度传感器和土壤湿度传感器安装于土壤中，所述土壤温度传感器和土壤湿度传感器与控制器相连；
所述空气温度传感器、光敏传感器、红外线传感器和风速传感器安装于所述检测支架上，所述空气温度传感器、湿度传感器、红外线传感器和光敏传感器均与控制器相连；
所述水质检测仪安装于农田排水口处，所述水质检测仪与控制器相连；
所述灌溉喷水器设置为电子阀门，所述电子阀门设置于喷灌管道中，所述植物补光灯包含有电子开关，所述电子开关、植物补光灯、交流电源形成闭合电回路；
所述灌溉喷水器、植物补光灯和声波发生器安装于田埂上，所述灌溉喷水器电子阀门、植物补光灯电子开关和声波发生器均与控制器相连；
所述无线通信模块与控制器相连，所述显示屏直接与控制器相连，用户终端通过无线通信模块与控制器相连。
2.根据权利要求1所述的一种智能田间管理系统，其特征在于：所述空气温度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器通过控制器与存储器相连。
3.根据权利要求1所述的一种智能田间管理系统，其特征在于：所述水质检测仪包含COD测定仪、BOD测定仪、氨氮测定仪、总磷测定仪、浊度仪、PH计，所述COD测定仪、BOD测定仪、氨氮测定仪、总磷测定仪、浊度仪、PH计均与控制器连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能田间管理系统，其特征在于：所述水质检测仪为光谱仪，所述光谱仪与控制器相连。
5.根据权利要求1所述的一种智能田间管理系统，其特征在于：所述智能田间管理系统还包含安装在灌溉喷水器入水口的臭氧发生器，所述臭氧发生器与控制器相连。
6.根据权利要求1所述的一种智能田间管理系统，其特征在于：所述智能田间管理系统还包括二氧化碳检测仪和二氧化碳发生器，所述二氧化碳检测仪和二氧化碳发生器均与控制器相连。
7.根据权利要求1所述的一种智能田间管理系统，其特征在于：所述智能田间管理系统包含一智能小车，声波发生器设置于智能小车上，智能小车配置有第一电机和第二电机，分别用于驱动两个后轮；第一电机、第二电机与智能小车控制器相连，所述智能小车控制器通过智能小车无线通信模块与智能田间管理系统的无线通信模块通讯相连。
8.根据权利要求7所述的一种智能田间管理系统，其特征在于：所述智能田间管理系统还设置有电动遮光窗帘，所述电动遮光窗帘与所述智能田间管理系统的控制器相连，所述智能田间管理系统的控制器用于控制电动窗帘卷起或下落。
9.根据权利要求8所述的一种智能田间管理系统，其特征在于：所述智能田间管理系统的无线通信模块、所述智能小车无线通信模块均采用ZIGBEE无线通讯模块。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112586236A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-02 | 贵州黔峰百草科技发展有限公司 | 一种智能田间管理系统 |
| CN113110273A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-07-13 | 山东省农业科学院农业资源与环境研究所 | 一种利于玉米增产的田间管理系统及管理方法 |
| CN113203436A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-03 | 李海娥 | 一种农田蔬菜质量安全实时监测系统及方法 |
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