CN209525346U - 一种太阳能测墒测肥系统及灌溉施肥推荐系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能测墒测肥系统及灌溉施肥推荐系统，属于农业智能装备技术领域，该太阳能测墒测肥系统包括云服务器、数据采集站和用户终端，数据采集站包括太阳能机构和多个数据采集器，云服务器、数据采集器和用户终端之间通过网络通信连接；数据采集器包括防护组件、支撑组件、土壤水分传感器和作物冠层分析仪。该灌溉施肥推荐系统包括分析模块、数据传输模块和上述太阳能测墒测肥系统。本实用新型示例的技术方案，能够全面准确的检测土壤的墒情和肥力，并能够为用户推荐灌溉量和施肥量，为农业种植户提供了很大的方便，尤其适合小型农业种植户使用。

Description

一种太阳能测墒测肥系统及灌溉施肥推荐系统

技术领域

本实用新型涉及农业智能装备技术领域，尤其涉及农业灌溉技术领域，具体的说是一种太阳能测墒测肥系统及灌溉施肥推荐系统。

背景技术

传统农业中，人们对于土壤的浇水量以及施肥量主要依靠经验进行判断，准确度较差，容易出现水肥的浪费，且对于作物的生长并不能达到最佳效果。

随着科技的发展，农业灌溉施肥智能系统也逐渐得到发展，农业灌溉施肥智能系统既能够提高灌溉和施肥的准确性，也能够避免水资源和肥料的浪费，能够减少农业种植者的工作量，提高农业生产的自动化和智能化水平，并显著提高经济效益。

中国专利号为CN201610227117.2公布了一种沼液水肥一体化智能控制灌溉系统，包括若干个土壤墒情监测系统、沼液池、蓄水池、配肥器、三级灌溉管网、泵系统、电磁阀，末端管道均匀分布在对应的土壤墒情监测系统控制的区域，所述泵系统由沼液泵、水泵和泵控制箱组成，处理芯片收集多个探针水分传感器的信号并处理，所述泵控制箱接收并对处理芯片的信号进行处理，并控制沼液泵和水泵的启闭，所述处理芯片控制电磁阀。还公开了上述灌溉系统的使用方法。该发明专利采用土壤墒情监测系统，对设施大棚进行实时监测，并发出指令自动进行灌溉。节省了人工，减轻了劳动强度，能够时刻保持作物对土壤墒情的需求，弥补了人为浇灌量的不确定性，提高了灌溉质量和效率。但是，上述发明专利在使用时还存在以下问题：

第一，上述专利在使用时，需要预先在检测地内设置若干个土壤墒情监测系统、沼液池、蓄水池、配肥器、三级灌溉管网、泵系统、电磁阀等装置，还需要设置控制终端，在使用时，通过控制终端内的设备分析采集的情报并根据结构控制进行灌溉和施肥，整个一套设备成本昂贵，只适用于大型现代化农产使用，而对广大的小型农业种植户来说，其成本远超收益；

第二，上述专利在使用时，采用土壤墒情监测系统，对设施大棚土壤墒情进行实时监测，并发出指令自动进行灌溉。在土壤墒情监测系统的控制程序中，可以根据不同作物需水、需肥特性设定不同的土壤墒情范围阈值，并可以通过设定沼液泵运行时间设定沼液的灌溉量，但是，同种植物在不同的生长阶段所需要的水分和养分量也不相同，而检测地的天气情况也会对灌溉和施肥进行影响，而上述专利中没有针对这些问题采取有效的解决措施，导致灌溉和施肥适应性差以及灌溉和施肥的量不够准确。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能测墒测肥系统及灌溉施肥推荐系统，以解决现有技术中成本较高无法给小型种植户带来帮助和技术措施不完善的技术问题。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案为：

一方面，本实用新型提供了一种太阳能测墒测肥系统，包括云服务器、数据采集站和用户终端，所述云服务器包括数据库模块，所述数据采集站包括太阳能机构和多个数据采集器，所述太阳能机构与多个所述数据采集器分别连接并为所述数据采集器供电；云服务器、数据采集器和用户终端之间通过网络通信连接；

所述数据采集器包括防护组件、支撑组件、土壤水分传感器和作物冠层分析仪，所述防护组件安装在支撑组件的上端，所述支撑组件的下端设有固定件，所述土壤水分传感器与固定件固定连接，所述作物冠层分析仪安装在防护组件内。

进一步的，所述太阳能机构包括太阳能板、光伏充电控制器和太阳能蓄电池，所述太阳能板与所述光伏充电控制器相连接以将太阳能转化为电能，所述光伏充电控制器与所述太阳能蓄电池电性连接以将电能储存在太阳能蓄电池内；所述太阳能蓄电池与土壤水分传感器及作物冠层分析仪相连接。

进一步的，所述防护组件包括固定壳，所述固定壳的上端设有检测口，所述固定壳上端位于检测口两侧的位置均设有滑槽，所述检测口处设有滑盖，所述滑盖的两侧分别与两个滑槽滑动配合，所述固定壳的下部设有防护轴，所述防护轴和滑盖之间设有用于连接两者的连接板，所述防护轴的一端设有齿轮组，所述齿轮组的旁侧设有防护电机，所述防护电机的输出端和防护轴之间通过齿轮组传动连接。

进一步的，所述数据采集器上设置有定位模块。

进一步的，所述定位模块设置在防护组件内。

进一步的，所述数据采集器上设置有警示灯。

进一步的，所述警示灯设置在防护组件旁侧。

进一步的，所述数据采集器上设置有无线通信模块，所述无线通信模块与所述云服务器之间通信连接。

进一步的，所述无线通信模块为3G模块、4G模块、5G模块或者WiFi模块。

另一方面，本实用新型还提供了一种太阳能测墒测肥灌溉施肥推荐系统，包括分析模块、数据传输模块和本实用新型示例的任一种太阳能测墒测肥系统，所述云服务器还包括数据管理模块；所述分析模块分别与云服务器和数据采集站相连接，所述数据传输模块也分别与云服务器和数据采集站相连接。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型示例的太阳能测墒测肥系统，数据采集器通过土壤水分传感器和作物冠层分析仪进行土壤墒情及肥力的采集，数据准确可靠，为种植户提供科学的参考，利于种植户准确判断灌溉时机和施肥量；同时，比起现有技术中构成复杂土壤墒情监测系统，大大降低了成本和实施难度；采用太阳能供电，降低了长期使用时能耗方面的成本，适合在广大的小型农业种植户中推广使用。

2、本实用新型示例的太阳能测墒测肥系统，设置防护组件、支撑组件、固定件等，安装牢固、工作可靠，防护组件对作物冠层分析仪、定位模块等形成保护，避免其被外力损坏，提高系统的使用寿命，从而降低使用的成本。

3、本实用新型示例的太阳能测墒测肥系统，防护组件的检测口处设置有滑盖，在不使用时，通过滑盖将检测口关闭，既能够避免雨水进入固定壳内导致设备损坏，也能够避免灰尘和落叶等杂物散落在作物冠层分析仪的拍摄头上，阻碍作物冠层分析仪的工作，延长了设备的使用寿命，也无需人工进行实时清理，降低了劳动量。

4、本实用新型示例的太阳能测墒测肥系统，设置定位装置以便于使用者准确方便的了解数据采集器的具体位置，能够自动的将数据与土壤的位置准确的对应，无需人工记录数据采集器的放置位置，降低了劳动量且保证了检测结果的准确性；设置警示灯能够明显的提醒人们数据采集器的分布位置，避免因其不易发现而导致人们在劳作过程中将数据采集器损坏。

5、本实用新型示例的太阳能测墒测肥系统，数据采集器上设置有无线通信模块，与云服务器之间实现无线通信，实施时无需进行铺线架线工作，降低实施难度和成本。

6、本实用新型示例的太阳能测墒测肥灌溉施肥推荐系统，通过土壤水分传感器工作检测土壤中的含水量，通过作物冠层分析仪获取作物生长阶段、作物内养分含量信息，通过云服务器获取对应作物在该生长阶段的水分需求量和各类养分需求量，根据上述信息能够得到推荐检测地区内需要灌溉量以及各种肥料的施肥量，将计算结果推荐给用户，用户根据结果进行灌溉和施肥，保证了灌溉和施肥量的准确性，避免造成水源和肥料的浪费。

7、本实用新型示例的太阳能测墒测肥灌溉施肥推荐系统，数据采集器便于移动，在使用时可以在检测区域临时设立数据采集器，也可以永久设置数据采集器，根据成本和需求进行选择，从而降低小型种植户的成本，一个太阳能机构的设置能够为附近的多个小型种植户同时服务，进行集体化服务，进一步降低了小型种植户的使用成本，不仅能够适用于大型现代化农产的使用，还能够为小型农业种植户服务，提高了其适用范围，解决了现有的农业灌溉施肥智能系统无法为小型农业种植户服务的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例太阳能测墒测肥系统的构成示意图；

图2为本实用新型实施例中数据采集器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中数据采集器的拆分图；

图4为图3中A处的放大图；

图5为本实用新型实施例灌溉施肥推荐系统的系统框图；

图6为本实用新型实施例灌溉施肥推荐系统的工作流程图。

附图标记：

防护组件1，固定壳1a，检测口1b，滑槽1c，滑盖1d，防护轴1e，连接板1f，齿轮组1g，防护电机1h，支撑组件2，土壤水分传感3，作物冠层分析仪4，固定件5，警示灯6。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

一方面，如图1所示，本实用新型的一个实施例提供了一种太阳能测墒测肥系统，包括云服务器、数据采集站和用户终端，所述云服务器包括数据库模块，所述数据采集站包括太阳能机构和多个数据采集器，所述太阳能机构与多个所述数据采集器分别连接并为所述数据采集器供电；云服务器、数据采集器和用户终端之间通过网络通信连接。

如图2-图4所示，所述数据采集器包括防护组件1、支撑组件2、土壤水分传感器3和作物冠层分析仪4，所述防护组件1安装在支撑组件2的上端，所述支撑组件2的下端设有固定件5，所述土壤水分传感器3与固定件5固定连接，所述作物冠层分析仪4安装在防护组件1内。

所述太阳能机构包括太阳能板、光伏充电控制器和太阳能蓄电池，所述太阳能板与所述光伏充电控制器相连接以将太阳能转化为电能，所述光伏充电控制器与所述太阳能蓄电池电性连接以将电能储存在太阳能蓄电池内；所述太阳能蓄电池与土壤水分传感器及作物冠层分析仪相连接。本实用新型示例的太阳能测墒测肥系统只在检测时才需要通电进行工作，耗电量较少，也无需实时供电，因此通过太阳能转化供电可实施性较大，而且太阳能发电绿色环保，也能够降低设备的使用成本。

所述防护组件1包括固定壳1a，所述固定壳1a的上端设有检测口1b，所述固定壳1a上端位于检测口1b两侧的位置均设有滑槽1c，所述检测口1b处设有滑盖1d，所述滑盖1d的两侧分别与两个滑槽1c滑动配合，所述固定壳1a的下部设有防护轴1e，所述防护轴1e和滑盖1d之间设有用于连接两者的连接板1f，所述防护轴1e的一端设有齿轮组1g，所述齿轮组1g的旁侧设有防护电机1h，所述防护电机1h的输出端和防护轴1e之间通过齿轮组1g传动连接；防护电机1h工作并通过齿轮组1g带动防护轴1e转动，防护轴1e通过连接板1f带动滑盖1d滑动，滑盖1d滑动用于关闭和打开检测口1b，滑盖1d将检测口1b关闭，能够避免雨水进入固定壳1a内导致设备损坏，也能够避免灰尘和落叶等杂物散落在作物冠层分析仪4的拍摄头上阻碍作物冠层分析仪4的工作，当滑盖1d打开后，作物冠层分析仪4能够拍取作物冠层光谱图。

数据采集器上设置有定位模块，定位模块设置在防护组件1内。具体的，定位模块采用GPS；数据采集器上设置有警示灯6，警示灯6设置在防护组件1旁侧，以提醒人们注意数据采集器的位置。防护组件1用于对内部的作物冠层分析仪4和GPS进行保护，避免内部设备暴露在外日晒雨淋容易损坏，支撑组件2用于固定和支撑防护组件1，土壤水分传感器3用于检测土壤内的水分，作物冠层分析仪4用于采集作物冠层光谱图，GPS用于确定数据采集器的位置，固定件5在支撑组件2上的位置能够调整，从而能够调整土壤水分传感器3位于土壤内的深度。其中，支撑组件2为两根插接的支撑杆，支撑杆为管状结构，一根支撑杆插接在另一根支撑杆内伸缩配合，并设置锁紧的连接部，锁紧的连接部可以设置为套筒和锁紧螺栓，也可以采用目前伸缩式拖把杆的锁紧连接部的结构，其结构为现有技术，附图中会详细展示，在此不做赘述。

本实施例中，数据采集器上设置有无线通信模块，所述无线通信模块与所述云服务器之间通信连接。无线通信模块为3G模块、4G模块、5G模块或者WiFi模块。通过无线通信模块传输信号，实施时无需进行铺线架线工作，降低实施难度和成本。

本实施例的太阳能测墒测肥系统在使用时，若干个数据采集器根据土地具体情况分布在检测地内，通过土壤水分传感器3工作检测土壤中的含水量，通过作物冠层分析仪4获取作物生长阶段、作物内养分含量信息，检测数据通过无线通信模块上传至云服务器的数据库进行储存，用户终端访问云服务器获得数据，为种植户提供科学的参考，利于种植户准确判断灌溉时机和施肥量，避免水肥的浪费而且使得作物的生长效果达到最佳。

另一方面，如图5所示，本实施例还提供了一种太阳能测墒测肥灌溉施肥推荐系统，包括分析模块、数据传输模块和本实用新型示例的任一种太阳能测墒测肥系统，所述云服务器还包括数据管理模块；所述分析模块分别与云服务器和数据采集站相连接，所述数据传输模块也分别与云服务器和数据采集站相连接。

云服务器内的数据管理模块用于对获取的数据进行分类整理，并将整理后的数据存储在云服务器的数据库中，便于分析模块的运算分析。具体的，云服务器可采用目前市面上的阿里云、百度云、华为云、腾讯云等等云服务器，开通相应功能即可；用户终端为手机、平板电脑或者专用终端设备；土壤水分传感器和作物冠层分析仪，均可从市面采购。

因土壤湿度与灌溉量存在固定的逻辑关系，作物内养分含量与所需施肥量之间存在固定的逻辑关系，因此分析模块采用可编程的控制器，如LX3V-1412MR-A(D)可编程控制器，按照编好的程序进行运算，数据传输模块可采用无线数据传输模块，如3G、4G、5G模块等。

如图6所示，云服务器的数据库内存储有相应作物的数据和当地的天气预报数据，本实用新型示例的灌溉施肥推荐系统在工作时，通过太阳能测墒测肥系统获取作物冠层光谱图和土壤中的含水量，并传输至分析模块，分析模块根据太阳能测墒测肥系统所检测的数据，结合从云服务器获取的相应作物的数据和当地的天气预报数据，运算得出灌溉量和施肥量，结果会直接发送到用户终端，或者上传至云服务器供种植户通过用户终端访问云服务器查看推荐结果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种太阳能测墒测肥系统，其特征在于：包括云服务器、数据采集站和用户终端，所述云服务器包括数据库模块，所述数据采集站包括太阳能机构和多个数据采集器，所述太阳能机构与多个所述数据采集器分别连接并为所述数据采集器供电；云服务器、数据采集器和用户终端之间通过网络通信连接；

所述数据采集器包括防护组件(1)、支撑组件(2)、土壤水分传感器(3)和作物冠层分析仪(4)，所述防护组件(1)安装在支撑组件(2)的上端，所述支撑组件(2)的下端设有固定件(5)，所述土壤水分传感器(3)与固定件(5)固定连接，所述作物冠层分析仪(4)安装在防护组件(1)内。

2.根据权利要求1所述的太阳能测墒测肥系统，其特征在于：所述太阳能机构包括太阳能板、光伏充电控制器和太阳能蓄电池，所述太阳能板与所述光伏充电控制器相连接以将太阳能转化为电能，所述光伏充电控制器与所述太阳能蓄电池电性连接以将电能储存在太阳能蓄电池内；所述太阳能蓄电池与土壤水分传感器(3)及作物冠层分析仪(4)相连接。

3.根据权利要求1所述的太阳能测墒测肥系统，其特征在于：所述防护组件(1)包括固定壳(1a)，所述固定壳(1a)的上端设有检测口(1b)，所述固定壳(1a)上端位于检测口(1b)两侧的位置均设有滑槽(1c)，所述检测口(1b)处设有滑盖(1d)，所述滑盖(1d)的两侧分别与两个滑槽(1c)滑动配合，所述固定壳(1a)的下部设有防护轴(1e)，所述防护轴(1e)和滑盖(1d)之间设有用于连接两者的连接板(1f)，所述防护轴(1e)的一端设有齿轮组(1g)，所述齿轮组(1g)的旁侧设有防护电机(1h)，所述防护电机(1h)的输出端和防护轴(1e)之间通过齿轮组(1g)传动连接。

4.根据权利要求3所述的太阳能测墒测肥系统，其特征在于：所述数据采集器上设置有定位模块。

5.根据权利要求4所述的太阳能测墒测肥系统，其特征在于：所述定位模块设置在防护组件(1)内。

6.根据权利要求3所述的太阳能测墒测肥系统，其特征在于：所述数据采集器上设置有警示灯(6)。

7.根据权利要求6所述的太阳能测墒测肥系统，其特征在于：所述警示灯(6)设置在防护组件(1)旁侧。

8.根据权利要求1所述的太阳能测墒测肥系统，其特征在于：所述数据采集器上设置有无线通信模块，所述无线通信模块与所述云服务器之间通信连接。

9.根据权利要求8所述的太阳能测墒测肥系统，其特征在于：所述无线通信模块为3G模块、4G模块、5G模块或者WiFi模块。

10.一种太阳能测墒测肥灌溉施肥推荐系统，其特征在于：包括分析模块、数据传输模块和权利要求1-9任一所述的太阳能测墒测肥系统，所述云服务器还包括数据管理模块；所述分析模块分别与云服务器和数据采集站相连接，所述数据传输模块也分别与云服务器和数据采集站相连接。