CN213938877U - 一种智能化农业系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能化农业系统，包括物联网平台以及与物联网平台连接的监测系统、土壤墒情监测模块、虫情监测模块、自助发电模块以及水肥一体化联动控制模块。水肥一体化联动控制模块包括设置在农作物生长区域中的管道以及与管道连接的水泵、施肥机、施肥罐、水池、电磁阀、压力表以及喷头。施肥罐连接施肥机用于将肥料配兑成肥液，水泵连接水池与施肥罐用于将灌溉水与肥液混合相融后，通过管道与喷头均匀、定时、定量喷洒在农作物生长区域，电磁阀与压力表设置在管道上。通过多个智能监测模块可对整个农业系统进行全方位的监测，便于对农业生产的把控与调节，提高了管理效率。

Description

一种智能化农业系统

技术领域

本实用新型涉及农业系统技术领域，尤其是涉及一种智能化农业系统。

背景技术

随着城市的发展，人们对于生活水准的要求也越来越高，对于食物的品质需求也越来越高，中国作为农业大国，农业的发展优势缓慢降低。

现有的技术中，农业生产方式落后：传统农业大多依靠人力管理，生产环境较差，受自然灾害影响较大。劳动强度大且生产效率低，人工成本高。农业生产效率低下：人工管理很容易出现过量灌溉、施肥与喷药的现象，造成化肥、农药、水资源大量浪费，且会造成严重的农药残留。因此，亟需一种智能化农业系统来解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种智能化农业系统，其充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理，具有节省人力成本、提高管理农业生产效率与农作物质量的效果。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种智能化农业系统，包括物联网平台以及与所述物联网平台连接的监测系统、土壤墒情监测模块、虫情监测模块、自助发电模块以及水肥一体化联动控制模块；

所述水肥一体化联动控制模块包括设置在农作物生长区域中的管道以及与管道连接的水泵、施肥机、施肥罐、水池、电磁阀、压力表以及喷头；

所述施肥罐连接所述施肥机用于将肥料配兑成肥液，所述水泵连接所述水池与所述施肥罐用于将灌溉水与所述肥液混合相融后，通过管道与喷头均匀、定时、定量喷洒在所述农作物生长区域，所述电磁阀与所述压力表设置在所述管道上。

通过上述技术方案，水肥一体化联动控制模块借助压力系统将肥料按照土壤养分和作物种类的需肥规律和特点，配兑成肥液与灌溉水一起，通过管道供水、供肥，使水肥相融后，通过管道与喷头均匀、定时、定量的喷洒在作物发育生长区域。从而避免了出现过量灌溉、施肥与喷药的现象，有效节省了化肥、农药与水资源的使用，且不会造成严重的农药残留。

并且通过多个智能监测模块可对整个农业系统进行全方位的监测，便于对农业生产的把控与调节。整个系统基于精准的农业传感器进行实时监测，利用云计算、数据挖掘等技术进行多层次分析，提高了农业生产对自然环境风险的应对能力，使弱势的传统农业成为具有高效率的现代产业。

依托部署在农业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述监测系统包括气象环境监测模块与视频监测模块，所述气象环境监测模块包括固定在所述农作物生产区域的多个监测柱，所述监测柱上设置有与数据采集仪连接的百叶箱、风速仪、雨量器、负氧离子传感器、温湿度传感器、二氧化碳传感器、辐射传感器以及蒸发量传感器，所述数据采集仪与所述物联网平台连接；

所述视频监测模块包括摄像头以及与所述摄像头连接的网线分线器，所述物联网平台中设置有信息管理中心，所述网线分线器通过宽带光纤与所述信息管理中心连接。

通过上述技术方案，长期以来，良好的天气服务是增加农业产量和收入的重要保证。农业气象监测的指标越多，数据越详尽，生产过程越精细，生产效益越有效。因此，随着现代农业结构的调整和精细农业的发展，人们不再满足于传统的气象服务，而是在农业生产基地建立气象环境监测模块。

监测柱上设置有多种传感器与检测仪，能够对农作物区域的湿度、光照、雨量、风速、风向等空间信息进行采集，操作简单，集成了多种气象要素，它在实际工作生产活动中起着重要作用。气象环境监测模块使用起来灵活，使用范围广，成本低。

视频监控模块能将节水灌溉区域现场的实时图像和数据等信息通过网络准确、清晰、快速地传送到信息管理中心，信息管理中心能够实时、直接的了解和掌握被监控现场的实际情况。同时可以根据现场的监测情况做出相应处理，能够有效地管理灌溉设施的运行情况及灌溉区域的动态。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述土壤墒情监测模块包括设置在所述农作物生长区域地下的无线土壤温度监测仪、无线土壤水分监测仪、有线地下水位监测仪、有线土壤水势监测仪、有线电导率监测仪以及剖面土壤水分监测仪。

通过上述技术方案，农田土壤和环境对于农作物的生长有着重要影响，农作物的产量和质量是各阶段农田生态环境综合影响的结果。因此，有效的监测农田土壤和环境对于保证作物产量、提高品质、指导生产具有重要的作用。

土壤墒情监测模块可实现土壤温度、土壤湿度、土壤盐度以及环境温度、的自动采集、显示和存储。土壤墒情监测模块通过长期的数据积累和挖掘，可以实现根据每个地区、地块的土壤透水率及环境气候状况，科学调整灌溉渠网，实现节水、节能的目标。

又可以根据土地特点调整农作物种类，提高单产和品质，最终达到增收的目的；同时，还可避免耕地的荒漠化和盐碱化。布设在农作物生长区域地下的无线传感器节点实时采集农作物生长所需的空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照强度、二氧化碳浓度等参数，并采用低功耗自组网的短程无线通讯技术实现传感器数据的传输，所有数据汇集到中心节点。

采用一个无线网关与互联网相连，通过手机或远程计算机可以实时掌握农作物现场的环境状态信息，专家系统根据环境参数诊断农作物的生长状况与病虫害状况。同时在环境参数超标的情况下，系统可以远程对遮阳网、风机、加热、加湿或灌溉装置等进行控制，实现农业生产的智能化管理。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述虫情监测模块包括设置在所述农作物生长区域中的智能虫情测报灯、船式诱捕器以及联网型风吸式茶园杀虫灯；

所述联网型风吸式茶园杀虫灯可自动捕捉害虫，并拍摄害虫图片上传至云平台，用户只需要通过手机或者网页端查看虫情数据。

通过上述技术方案，减轻了虫情监测的繁琐性，而且对于虫情监测的力度更是大大提高，图像式的虫情监测，更加生动的展示了害虫的发生种类及危害程度。虫情监测模块不仅可以帮助农业种植户远程自动化采集虫情信息，准确的预测虫害的发生，也可以给种植户提供科学用药的数据依据，从而降低农药的使用，提高农作物的品质。

虫情监测系统的应用替代了传统的人工虫情信息采集，实现全自动远程控制，极大的减轻了植保人员的工作力度。信息化、网络化模式，用户能够通过PC端、移动端随时随地查看虫情信息，极大地提高了监测工作的准确性和时效性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述自助发电模块包括设置在所述监测柱上的太阳能板以及与所述太阳能板连接的备用电源，所述备用电源与智能化农业系统中的用电设备电连接。

通过上述技术方案，太阳能板将太阳能转化为电能储存在备用电源中，由备用电源为智能化农业系统中的用电设备供电，节省了电力资源，降低了农业系统中的生产成本。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.水肥一体化联动控制模块借助压力系统将肥料按照土壤养分和作物种类的需肥规律和特点，配兑成肥液与灌溉水一起，通过管道供水、供肥，使水肥相融后，通过管道与喷头均匀、定时、定量的喷洒在作物发育生长区域。从而避免了出现过量灌溉、施肥与喷药的现象，有效节省了化肥、农药与水资源的使用，且不会造成严重的农药残留。

并且通过多个智能监测模块可对整个农业系统进行全方位的监测，便于对农业生产的把控与调节。整个系统基于精准的农业传感器进行实时监测，利用云计算、数据挖掘等技术进行多层次分析，提高了农业生产对自然环境风险的应对能力，使弱势的传统农业成为具有高效率的现代产业。

2.监测柱上设置有多种传感器与检测仪，能够对农作物区域的湿度、光照、雨量、风速、风向等空间信息进行采集，操作简单，集成了多种气象要素，它在实际工作生产活动中起着重要作用。气象环境监测模块使用起来灵活，使用范围广，成本低。

3.土壤墒情监测模块可实现土壤温度、土壤湿度、土壤盐度以及环境温度、的自动采集、显示和存储。土壤墒情监测模块通过长期的数据积累和挖掘，可以实现根据每个地区、地块的土壤透水率及环境气候状况，科学调整灌溉渠网，实现节水、节能的目标。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

附图标记：1、物联网平台；2、监测系统；21、气象环境监测模块；22、视频监测模块；3、土壤墒情监测模块；4、虫情监测模块；5、自助发电模块； 6、水肥一体化联动控制模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种智能化农业系统，包括物联网平台1 以及与物联网平台1连接的监测系统2、土壤墒情监测模块3、虫情监测模块4、自助发电模块5以及水肥一体化联动控制模块6。

水肥一体化联动控制模块6包括设置在农作物生长区域中的管道以及与管道连接的水泵、施肥机、施肥罐、水池、电磁阀、压力表以及喷头。施肥罐连接施肥机用于将肥料配兑成肥液，水泵连接水池与施肥罐用于将灌溉水与肥液混合相融后，通过管道与喷头均匀、定时、定量喷洒在农作物生长区域，电磁阀与压力表设置在管道上。

参照图1，监测系统2包括气象环境监测模块21与视频监测模块22，气象环境监测模块21包括固定在农作物生产区域的多个监测柱，监测柱上设置有与数据采集仪连接的百叶箱、风速仪、雨量器、负氧离子传感器、温湿度传感器、二氧化碳传感器、辐射传感器以及蒸发量传感器，数据采集仪与物联网平台1连接。

其中，视频监测模块22包括摄像头以及与摄像头连接的网线分线器，物联网平台1中设置有信息管理中心，网线分线器通过宽带光纤与信息管理中心连接。视频监控模块能将节水灌溉区域现场的实时图像和数据等信息通过网络准确、清晰、快速地传送到信息管理中心，信息管理中心能够实时、直接的了解和掌握被监控现场的实际情况。同时可以根据现场的监测情况做出相应处理，能够有效地管理灌溉设施的运行情况及灌溉区域的动态。

长期以来，良好的天气服务是增加农业产量和收入的重要保证。农业气象监测的指标越多，数据越详尽，生产过程越精细，生产效益越有效。因此，随着现代农业结构的调整和精细农业的发展，人们不再满足于传统的气象服务，而是在农业生产基地建立气象环境监测模块21。

监测柱上设置有多种传感器与检测仪，能够对农作物区域的湿度、光照、雨量、风速、风向等空间信息进行采集，操作简单，集成了多种气象要素，它在实际工作生产活动中起着重要作用。气象环境监测模块21使用起来灵活，使用范围广，成本低。

参照图1，土壤墒情监测模块3包括设置在农作物生长区域地下的无线土壤温度监测仪、无线土壤水分监测仪、有线地下水位监测仪、有线土壤水势监测仪、有线电导率监测仪以及剖面土壤水分监测仪。

农田土壤和环境对于农作物的生长有着重要影响，农作物的产量和质量是各阶段农田生态环境综合影响的结果。因此，有效的监测农田土壤和环境对于保证作物产量、提高品质、指导生产具有重要的作用。

土壤墒情监测模块3可实现土壤温度、土壤湿度、土壤盐度以及环境温度、的自动采集、显示和存储。土壤墒情监测模块3通过长期的数据积累和挖掘，可以实现根据每个地区、地块的土壤透水率及环境气候状况，科学调整灌溉渠网，实现节水、节能的目标。

又可以根据土地特点调整农作物种类，提高单产和品质，最终达到增收的目的；同时，还可避免耕地的荒漠化和盐碱化。布设在农作物生长区域地下的无线传感器节点实时采集农作物生长所需的空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照强度、二氧化碳浓度等参数，并采用低功耗自组网的短程无线通讯技术实现传感器数据的传输，所有数据汇集到中心节点。

采用一个无线网关与互联网相连，通过手机或远程计算机可以实时掌握农作物现场的环境状态信息，专家系统根据环境参数诊断农作物的生长状况与病虫害状况。同时在环境参数超标的情况下，系统可以远程对遮阳网、风机、加热、加湿或灌溉装置等进行控制，实现农业生产的智能化管理。

进一步的，虫情监测模块4包括设置在农作物生长区域中的智能虫情测报灯、船式诱捕器以及联网型风吸式茶园杀虫灯。联网型风吸式茶园杀虫灯可自动捕捉害虫，并拍摄害虫图片上传至云平台，用户只需要通过手机或者网页端查看虫情数据。

虫情监测模块4的设置减轻了虫情监测的繁琐性，而且对于虫情监测的力度更是大大提高，图像式的虫情监测，更加生动的展示了害虫的发生种类及危害程度。虫情监测模块4不仅可以帮助农业种植户远程自动化采集虫情信息，准确的预测虫害的发生，也可以给种植户提供科学用药的数据依据，从而降低农药的使用，提高农作物的品质。

虫情监测系统2的应用替代了传统的人工虫情信息采集，实现全自动远程控制，极大的减轻了植保人员的工作力度。信息化、网络化模式，用户能够通过PC端、移动端随时随地查看虫情信息，极大地提高了监测工作的准确性和时效性。

自助发电模块5包括设置在监测柱上的太阳能板以及与太阳能板连接的备用电源，备用电源与智能化农业系统中的用电设备电连接。太阳能板将太阳能转化为电能储存在备用电源中，由备用电源为智能化农业系统中的用电设备供电，节省了电力资源，降低了农业系统中的生产成本。

本实施例的实施原理为：水肥一体化联动控制模块6借助压力系统将肥料按照土壤养分和作物种类的需肥规律和特点，配兑成肥液与灌溉水一起，通过管道供水、供肥，使水肥相融后，通过管道与喷头均匀、定时、定量的喷洒在作物发育生长区域。从而避免了出现过量灌溉、施肥与喷药的现象，有效节省了化肥、农药与水资源的使用，且不会造成严重的农药残留。

并且通过多个智能监测模块可对整个农业系统进行全方位的监测，便于对农业生产的把控与调节。整个系统基于精准的农业传感器进行实时监测，利用云计算、数据挖掘等技术进行多层次分析，提高了农业生产对自然环境风险的应对能力，使弱势的传统农业成为具有高效率的现代产业。

依托部署在农业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能化农业系统，其特征在于：包括物联网平台(1)以及与所述物联网平台(1)连接的监测系统(2)、土壤墒情监测模块(3)、虫情监测模块(4)、自助发电模块(5)以及水肥一体化联动控制模块(6)；

所述水肥一体化联动控制模块(6)包括设置在农作物生长区域中的管道以及与管道连接的水泵、施肥机、施肥罐、水池、电磁阀、压力表以及喷头；

所述施肥罐连接所述施肥机用于将肥料配兑成肥液，所述水泵连接所述水池与所述施肥罐用于将灌溉水与所述肥液混合相融后，通过管道与喷头均匀、定时、定量喷洒在所述农作物生长区域，所述电磁阀与所述压力表设置在所述管道上。

2.根据权利要求1所述的一种智能化农业系统，其特征在于：所述监测系统(2)包括气象环境监测模块(21)与视频监测模块(22)，所述气象环境监测模块(21)包括固定在所述农作物生产区域的多个监测柱，所述监测柱上设置有与数据采集仪连接的百叶箱、风速仪、雨量器、负氧离子传感器、温湿度传感器、二氧化碳传感器、辐射传感器以及蒸发量传感器，所述数据采集仪与所述物联网平台(1)连接；

所述视频监测模块(22)包括摄像头以及与所述摄像头连接的网线分线器，所述物联网平台(1)中设置有信息管理中心，所述网线分线器通过宽带光纤与所述信息管理中心连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能化农业系统，其特征在于：所述土壤墒情监测模块(3)包括设置在所述农作物生长区域地下的无线土壤温度监测仪、无线土壤水分监测仪、有线地下水位监测仪、有线土壤水势监测仪、有线电导率监测仪以及剖面土壤水分监测仪。

4.根据权利要求3所述的一种智能化农业系统，其特征在于：所述虫情监测模块(4)包括设置在所述农作物生长区域中的智能虫情测报灯、船式诱捕器以及联网型风吸式茶园杀虫灯；

所述联网型风吸式茶园杀虫灯可自动捕捉害虫，并拍摄害虫图片上传至云平台，用户只需要通过手机或者网页端查看虫情数据。

5.根据权利要求4所述的一种智能化农业系统，其特征在于：所述自助发电模块(5)包括设置在所述监测柱上的太阳能板以及与所述太阳能板连接的备用电源，所述备用电源与智能化农业系统中的用电设备电连接。

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