一种农业智能远程管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种农业智能远程管理系统，包括摄像装置和人工降雨装置，其特征在于，还包括土壤水分传感器、设置在农田上的三维移动平台，所述摄像装置、人工降雨装置、土壤水分传感器和三维移动平台通过网络与云服务器相连，所述云服务器与管理员终端和/或用户终端相连，所述云服务器还分别与天气预报获取模块、土壤水分管理模块相连。保证了田间管理的准确性和及时性，避免人为疏漏耽误农作物生长，有效的节约时间、人力和物力，提升了远程休闲农业的用户体验乐趣。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种农业智能远程管理系统。
技术介绍
现代互联网技术与云服务以及大数据技术的发展，使得农业生产在机械化的基础上进一步向智能化方向转变，信息的自动采集、自动分析与动态反馈已经将逐步成为农业生产的常态。但目前的信息化农业还未与互联网深入结合，智能化程度还不够高，不能对农业信息进行高效的自动分析与判断，并将分析与判断结果通过互联网进行社会化分享与反馈。传统休闲农业中，用户若想了解作物生长状况以及对作物进行灌溉施肥处理，需亲自到农场查看处理，不仅浪费大量的人力物力，同时也无法保证用户对作物的完全管理与控制，削弱用户对休闲农业的体验。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种农业智能远程管理系统，保证了田间管理的准确性和及时性，避免人为疏漏耽误农作物生长，有效的节约时间、人力和物力，提升了远程休闲农业的用户体验乐趣。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种农业智能远程管理系统，包括摄像装置和人工降雨装置，其特征在于，还包括土壤水分传感器、设置在农田上的三维移动平台，所述摄像装置、人工降雨装置、土壤水分传感器和三维移动平台通过网络与云服务器相连，所述云服务器与管理员终端和/或用户终端相连，所述云服务器还分别与天气预报获取模块、土壤水分管理模块相连：所述天气预报获取模块：自动获取未来7天农场所在地区对应天气预报，包括日最高温度、日最低温度、降水、气压、日照及风速并储存于服务器中；所述土壤水分管理模块的运行包括以下步骤：1)从作物种植后开始，基于获取的未来7天天气预报和作物系数KC计算逐日作物需水量ETC；2)利用土壤水分传感器获取当前土壤体积含水率，判断土壤水分是否达到灌溉水下限：2a)如果高于灌溉水下限，则无需灌溉；2b)如果低于灌溉水下限，且在可预见期内无降雨则灌水至需水上限；2c)如果低于灌溉水下限，且在可预见期内有降雨，以当前日期为基准期，假定7天内降水发生在第j天，则控制人工降雨装置的灌水量在降雨前达到灌溉水下限。优选，逐日作物需水量其中，KC是作物系数；Rn为净辐射，单位是MJm-2d-1，由日照时长计算；G为土壤热通量，单位是MJm-2d-1；γ为干湿常数，单位是kPa℃-1；T为日平均温度，单位是℃；u2为2m高处的风速，单位是ms-1；VPD为饱和与实际水汽压之差，单位是kPa；Δ为饱和水汽压曲线斜率，单位是kPa℃-1。优选，步骤2b)中，灌水量计算公式如下：ΔW＝(θS-θT)H·S×1000其中，ΔW为灌溉水量，单位是L；θS为土壤体积含水率上限；θT为实测土壤体积含水率；H为土壤湿润层深度，单位是m；S为灌溉面积，单位是m2。优选，步骤2c)中，灌水量计算公式如下： Δ W = Σ i = 1 i = j ET c · S + ( θ T - θ D ) H · S × 1000 ]]>其中，ΔW为灌溉水量，单位是L；为从基准期开始至降雨日期作物需水量之和；θD为土壤灌溉水下限。优选，还包括与云服务器相连的病虫害管理模块，所述病虫害管理模块通过摄像装置每隔三天对作物进行一次全面拍照扫描，图像数据自动上传至服务器，基于服务器内的图像特征识别程序分析图像灰度值、检测灰度不连续效果、设置灰度阈值、识别颜色发生异常的叶片，将识别结果反馈至用户终端和/或管理员终端，由用户或管理员判定病虫害类型。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用土壤水分传感器实时监测田间土壤湿度、摄像装置通过三维移动平台监测田间作物，病虫害管理模块可以监测田间作物的病虫害状况，将获取的数据通过互联网经云服务器与用户终端及管理员终端实现信息交互，实现智能远程管理。采用360°可移动全景相机及红外相机，可实时查看作物生长状态，全方位监测病虫害情况，实现病虫害的及时防治。土壤水分管理模块和人工降雨模拟装置可以实现基于天气预报的优化农田自动灌溉，科学灌溉、达到节约水资源的目的。附图说明图1是本专利技术一种农业智能远程管理系统的结构框图；图2是本专利技术农田水分管理模块运行流程图；图3是本专利技术三维移动平台及人工降雨模拟装置示意图；图4是本专利技术实施例中水稻控制灌溉示意图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本专利技术技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。如图1所示，一种农业智能远程管理系统，包括摄像装置和人工降雨装置，一般的，摄像装置可采用全景相机及红外相机，全景相机及红外相机安装于三维移动平台上，三维移动平台发大小根据农田面积和作物内容调整，以适应作物的正常生长周期的全面监控。人工降雨装置包括喷头、电池阀开关、水泵、输水管道、水箱以及电磁流量计。还包括土壤水分传感器、设置在农田上的三维移动平台，所述摄像装置、人工降雨装置、土壤水分传感器和三维移动平台通过网络与云服务器相连，比如，摄像装置、人工降雨装置、土壤水分传感器和三维移动平台通过数据线直接与嵌入式WiFi串口模块连接，WiFi串口模块通过所在农场路由器接入互联网。其中，云服务器与管理员终端和/或用户终端(即管理员终端和用户终端、管理员终端或用户终端)、天气预报获取模块、土壤水分管理模块相连，各模块功能如下：所述天气预报获取模块：自动获取未来7天农场所在地区对应天气预报，包括日最高温度、日最低温度、降水、气压、日照及风速并储存于服务器中；如图2所示，所述土壤水分管理模块的运行包括以下步骤：1)从作物种植后开始，基于获取的未来7天天气预报和作物系数KC计算逐日作物需水量ETC；优选，逐日作物需水量其中，KC是作物系数；Rn为净辐射，单位是MJm-2d-1，由日照时长计算；G为土壤热通量，单位是MJm-2d-1；γ为干湿常数，单位是kPa℃-1；T为日平均温度，单位是℃；u2为2m高处的风速，单位是ms-1；VPD为饱和与实际水汽压之差，单位是kPa；Δ为饱和水汽压曲线斜率，单位是kPa℃-1。2)利用土壤水分传感器获取当前土壤体积含水率，判断土壤水分是否达到灌溉水下限：2a)如果高于灌溉水下限，则无需灌溉；2b)如果低于灌溉水下限，且在可预见期内无降雨则灌水至需水上限，灌水量计算公式如下：ΔW＝(θS-θT)H·S×1000其中，ΔW为灌溉水量，单位是L；θS为土壤体积含水率上限；θT为实测土壤体积含水率；H为土壤湿润层深度，单位是m；S为灌溉面积，单位是m2。2c)如果低于灌溉水下限，且在可预见期内有降雨，以当前日期为基准期，假定7天内降水发生在第j天，为实现降水的高效利用，则控制人工降雨装置的灌水量在降雨前达到灌溉水下限，灌水量计算公式如下： &Delta本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农业智能远程管理系统，包括摄像装置和人工降雨装置，其特征在于，还包括土壤水分传感器、设置在农田上的三维移动平台，所述摄像装置、人工降雨装置、土壤水分传感器和三维移动平台通过网络与云服务器相连，所述云服务器与管理员终端和/或用户终端相连，所述云服务器还分别与天气预报获取模块、土壤水分管理模块相连：所述天气预报获取模块：自动获取未来7天农场所在地区对应天气预报，包括日最高温度、日最低温度、降水、气压、日照及风速并储存于服务器中；所述土壤水分管理模块的运行包括以下步骤：1)从作物种植后开始，基于获取的未来7天天气预报和作物系数KC计算逐日作物需水量ETC；2)利用土壤水分传感器获取当前土壤体积含水率，判断土壤水分是否达到灌溉水下限：2a)如果高于灌溉水下限，则无需灌溉；2b)如果低于灌溉水下限，且在可预见期内无降雨则灌水至需水上限；2c)如果低于灌溉水下限，且在可预见期内有降雨，以当前日期为基准期，假定7天内降水发生在第j天，则控制人工降雨装置的灌水量在降雨前达到灌溉水下限。

【技术特征摘要】
1.一种农业智能远程管理系统，包括摄像装置和人工降雨装置，其特征在于，还包括土壤水分传感器、设置在农田上的三维移动平台，所述摄像装置、人工降雨装置、土壤水分传感器和三维移动平台通过网络与云服务器相连，所述云服务器与管理员终端和/或用户终端相连，所述云服务器还分别与天气预报获取模块、土壤水分管理模块相连：所述天气预报获取模块：自动获取未来7天农场所在地区对应天气预报，包括日最高温度、日最低温度、降水、气压、日照及风速并储存于服务器中；所述土壤水分管理模块的运行包括以下步骤：1)从作物种植后开始，基于获取的未来7天天气预报和作物系数KC计算逐日作物需水量ETC；2)利用土壤水分传感器获取当前土壤体积含水率，判断土壤水分是否达到灌溉水下限：2a)如果高于灌溉水下限，则无需灌溉；2b)如果低于灌溉水下限，且在可预见期内无降雨则灌水至需水上限；2c)如果低于灌溉水下限，且在可预见期内有降雨，以当前日期为基准期，假定7天内降水发生在第j天，则控制人工降雨装置的灌水量在降雨前达到灌溉水下限。2.根据权利要求1所述的一种农业智能远程管理系统，其特征在于，逐日作物需水量其中，KC是作物系数；Rn为净辐射，单位是MJm-2d-1，由日照时长计算；G为土壤热通量，单位是MJm-2d-1；γ为干湿常数，单位是kPa℃-1；T为日平均温度，单位是℃；u2为2m高处的风速，单位是ms-1；VPD为饱和与实际水汽压之差，单位是kPa；Δ为饱和水汽压曲线斜率，单位是kPa℃-1。3.根据权利要求2所述的一种农业智能远程管理系统，其特征在于，步骤2b)中，灌水量计算公式如下：ΔW＝(θS-θT)H·S×1000其中，ΔW为灌溉水量，单位是L；θS为土壤体积含水率上限；θT为实测土壤体积含水率；H为土壤湿润层深度，单位是m；S为灌溉面积，单位是m2。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫光，丁一民，邢万秋，傅健宇，董青，徐俊增，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32