基于农业物联网的农业种植智能管理系统技术方案

技术编号:18459051 阅读:25 留言:0更新日期:2018-07-18 12:48
本发明专利技术公开了基于农业物联网的农业种植智能管理系统,涉及农业种植管理技术领域。包括种植方案分析部分、数据采集部分和管理PC终端;种植方案分析部分包括图像采集装置,图像采集装置的输出端连接有一图像特征提取单元,图像特征提取单元通过信息传输模块连接有一图像特征分析单元,图像特征分析单元连接有图像特征数据库和种植方案获取单元;种植方案获取单元连接有种植方案数据库和管理PC终端;管理PC终端通过无线通信模块连接有一远程服务器和一移动终端设备。本发明专利技术通过种植方案分析部分、数据采集部分、管理PC终端、电磁阀开关组和远程服务器提供一种基于农业物联网的农业种植智能管理系统。

Intelligent management system of agricultural planting based on Agricultural Internet of things

The invention discloses an agricultural planting intelligent management system based on Agricultural Internet of things, which relates to the technical field of agricultural planting management. It includes the analysis part of the planting scheme, the data collection part and the management of the PC terminal. The analysis part of the planting scheme includes the image acquisition device, the output end of the image acquisition device has an image feature extraction unit, and the image feature extraction unit connects with the image feature analysis unit through the information transmission module, and the image feature analysis single. The element connection has an image feature database and a planting scheme acquisition unit, and the planting scheme acquisition unit is connected with a planting scheme database and a management PC terminal, and the management PC terminal connects a remote server and a mobile terminal device through a wireless communication module. The invention provides an agricultural planting intelligent management system based on the Agricultural Internet of things through the analysis part of the planting scheme, the data collection part, the management of the PC terminal, the switch group of the solenoid valve and the remote server.

【技术实现步骤摘要】
基于农业物联网的农业种植智能管理系统
本专利技术属于农业种植管理
,特别是涉及基于农业物联网的农业种植智能管理系统。
技术介绍
农业种植智能管理系统,针对农业种植分布广、监测点多、布线和供电困难等特点,利用物联网技术,采用高精度土壤温湿度传感器和智能气象站,远程在线采集土壤墒情、气象信息,实现墒情自动预报、灌溉用水量智能决策、远程/自动控制灌溉设备等功能。物联网是一个新兴行业,被世界公认为是继计算机互联网之后的第三次信息革命浪潮,目前,物联网在工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等行业均有物联网应用的尝试。将现代物联网技术运用于传统农业,就是要为传统农业插上腾飞的翅膀,促使其转型升级。随着相关理论、技术的进一步成熟,物联网必将成为“数字农业”建设中的决定力量,极大提高农业信息化的水平和程度。为提高农业种植信息化管理水平,提高控制的准确性,因此需要一种农业病虫害综合管理智能管理系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供基于农业物联网的农业种植智能管理系统,通过种植方案分析部分、数据采集部分、管理PC终端、电磁阀开关组和远程服务器提供一种基于农业物联网的农业种植智能管理系统,便于对农业种植作物生长情况进行实时的数据采集分析后进行智能管理。为解决上述技术问题,本专利技术是通过以下技术方案实现的:本专利技术为基于农业物联网的农业种植智能管理系统,包括种植方案分析部分、数据采集部分和管理PC终端;所述种植方案分析部分包括图像采集装置,所述图像采集装置的输出端连接有一图像特征提取单元,所述图像特征提取单元通过信息传输模块连接有一图像特征分析单元,所述图像特征分析单元用于根据图像特征数据库对特征图像进行分析并将分析结果传输至种植方案获取单元;所述种植方案获取单元用于通过根据种植方案数据库进行方案筛选获取并将选取的种植方案相关参数信息传输至管理PC终端;所述图像特征数据库包括若干种植物处于各生长阶段的特征图像,所述每种植物每个生长阶段特征照片数量至少为20张;所述种植数据库包括施肥数据库和灌溉数据库;所述数据采集部分通过A/D转换器与管理PC终端连接;所述数据采集部分包括若干土壤湿度传感器和若干土壤养分传感器;所述管理PC终端通过无线通信模块连接有一远程服务器和一移动终端设备;所述管理PC终端连接有一显示装置A和一电磁阀开关组;所述电磁阀开关组包括电磁阀a、电磁阀b、电磁阀c和电磁阀d;所述远程服务器连接有显示装置B和报警装置。进一步地,所述图像采集装置为红外摄像机,用于对植物进行拍照并将获得照片信息传输至图像特征提取单元。进一步地,所述若干土壤湿度传感器均匀分布于农业种植地内,所述土壤湿度传感器的数量不少于9个,所述土壤湿度传感器的安装深度距离地表20-40cm;所述土壤湿度传感器用于采集种地地地表深度20-40cm内土壤的湿度信息并将采集的湿度参数传输至管理PC终端;所述管理PC终端对采集的湿度参数进行数据处理;其中,所述湿度参数数据处理采用对若干土壤湿度传感器采集的数据按照数值大小顺序排列为a1、a2、a3……a(n-1)、an,去掉其中3个最大值和3最小值后,对余下数据a4、a5、……a(n-4)、a(n-3)进行平均计算平均计算的结果a即为土壤湿度。进一步地,所述若干土壤养分传感器均匀分布于农业种植地内,所述土壤养分传感器的数量不少于5个,所述土壤养分传感器的安装深度距离地表20-40cm;所述土壤养分传感器用于采集种地地地表深度20-40cm内土壤的氮钾磷三种养分的含量信息并将采集的养分含量参数传输至管理PC终端;所述管理PC终端对采集的养分含量参数进行数据处理;其中,所述养分含量参数数据处理采用对若干土壤养分传感器采集的氮含量数值大小顺序排列为b1、b2、……b(n-1)、bn,对采集数据进行平均计算平均计算结果b即表示为土壤中的氮含量;其中,所述养分含量参数数据处理采用对若干土壤养分传感器采集的钾含量数值大小顺序排列为c1、c2、……c(n-1)、cn,对采集数据进行平均计算平均计算结果c即表示土壤中的钾含量;其中,所述养分含量参数数据处理采用对若干土壤养分传感器采集的磷含量数值大小顺序排列为d1、d2、……d(n-1)、dn,对采集数据进行平均计算平均计算结果d即表示为土壤中的磷含量。进一步地,所述电磁阀a安装于灌溉水管喷头位置,所述电磁阀b安装于磷肥输送管喷头位置,所述电磁阀c安装于氮肥溶液输送管喷头位置,所述电磁阀d安装于钾肥溶液输送管喷头位置;进一步地,所述报警装置包括一三色灯A、三色灯B和扬声器;其中,述三色灯A用于对农业种植地土壤中养分情况通过不同颜色进行提醒,所述三色灯B对农业种植地土壤湿度情况通过不同颜色进行提醒,所述扬声器对电磁阀开关组的开启和关闭动作进行语音播报;其中,所述显示装置A和显示装置B均为LED显示屏;其中,所述显示装置A和显示装置B用于对土壤湿度传感器和土壤养分传感器检测参数信息以及电磁阀开关组的开关状态进行显示。进一步地,所述管理PC终端用于根据土壤湿度传感器、土壤养分传感器以及种植方案获取单元选取的种植方案相关参数信息对电磁阀a、电磁阀b、电磁阀c和电磁阀d的开启、关闭的阀度进行控制。进一步地,所述施肥数据库内包含土壤中养分含量参数与施肥数量、土壤中养分含量参数与施肥速度的对应关系参数。进一步地,所述灌溉数据库内包含灌溉最低土壤湿度触发信号参数、土壤中湿度参数与灌溉速度的对应关系参数;其中,灌溉用水以作物种植面积、灌溉水量、粮食安全需求、优势作物产量4个方面为约束条件,建立基于种植结构调整的农业灌溉用水优化配置数学模型,采用遗传算法对所述模型进行计算,具体包括如下步骤;1)设定目标函数;2)确定决策变量,以参与优化的作物的种植面积和参与优化的作物所对应分配到的水量作为决策变量;3)设定约束条件,所述的约束条件包括:作物种植面积约束、灌溉水量约束、粮食安全需求约束、优势作物产量约束及非负约束;其中,步骤1)所述的目标函数是采用如下公式获得:其中,Yik=Qik·Yikm/(Sik·qikm)式中:i为一年内的作物分茬,一年内共分m茬;k为作物种类,共n种;Yik为第i茬第k种作物的单位面积实际产量,单位:公斤/亩;Yikm为第i茬第k种作物的单位面积最高产量,单位:公斤/亩;Pk为第k类作物的单价,单位:元/kg;Ck为种植单位面积k种作物的生产成本,单位:元/亩;Sik为第i茬第k种作物的种植面积,单位:亩;Qik为第i茬第k种作物全生育期分配到的总灌溉水量,单位:m3;qikm为第k种作物充分灌溉时的灌溉定额,单位:m3/亩。进一步地,所述若干土壤湿度传感器、若干土壤养分传感器、电磁阀开关组与管理PC终端均采用P-BUS总线连接。本专利技术具有以下有益效果:1、本专利技术通过种植方案分析部分、数据采集部分、管理PC终端、电磁阀开关组和远程服务器提供一种基于农业物联网的农业种植智能管理系统。2、本专利技术通过种植方案分析部分实现对种植地植物进行种类和所处生长分析识别,并通过种植方案数据库获取种植方案,实现农作物种植的智能灌溉施肥。3、本专利技术系统通过一管理PC终端连接有一移动终端设备,实现了农业种植的远程监控。4、本专利技术通过电磁阀对水、肥料溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于农业物联网的农业种植智能管理系统,包括种植方案分析部分、数据采集部分和管理PC终端,其特征在于:所述种植方案分析部分包括图像采集装置,所述图像采集装置的输出端连接有一图像特征提取单元,所述图像特征提取单元通过信息传输模块连接有一图像特征分析单元,所述图像特征分析单元用于根据图像特征数据库对特征图像进行分析并将分析结果传输至种植方案获取单元;所述种植方案获取单元用于通过根据种植方案数据库进行方案筛选获取并将选取的种植方案相关参数信息传输至管理PC终端;其中,所述图像特征数据库包括若干种植物处于各生长阶段的特征图像,所述每种植物每个生长阶段特征照片数量至少为20张;其中,所述种植数据库包括施肥数据库和灌溉数据库;所述数据采集部分通过A/D转换器与管理PC终端连接;其中,所述数据采集部分包括若干土壤湿度传感器和若干土壤养分传感器;所述管理PC终端通过无线通信模块连接有一远程服务器和一移动终端设备;所述管理PC终端连接有一显示装置A和一电磁阀开关组;其中,所述电磁阀开关组包括电磁阀a、电磁阀b、电磁阀c和电磁阀d;所述远程服务器连接有显示装置B和报警装置。

【技术特征摘要】
1.基于农业物联网的农业种植智能管理系统,包括种植方案分析部分、数据采集部分和管理PC终端,其特征在于:所述种植方案分析部分包括图像采集装置,所述图像采集装置的输出端连接有一图像特征提取单元,所述图像特征提取单元通过信息传输模块连接有一图像特征分析单元,所述图像特征分析单元用于根据图像特征数据库对特征图像进行分析并将分析结果传输至种植方案获取单元;所述种植方案获取单元用于通过根据种植方案数据库进行方案筛选获取并将选取的种植方案相关参数信息传输至管理PC终端;其中,所述图像特征数据库包括若干种植物处于各生长阶段的特征图像,所述每种植物每个生长阶段特征照片数量至少为20张;其中,所述种植数据库包括施肥数据库和灌溉数据库;所述数据采集部分通过A/D转换器与管理PC终端连接;其中,所述数据采集部分包括若干土壤湿度传感器和若干土壤养分传感器;所述管理PC终端通过无线通信模块连接有一远程服务器和一移动终端设备;所述管理PC终端连接有一显示装置A和一电磁阀开关组;其中,所述电磁阀开关组包括电磁阀a、电磁阀b、电磁阀c和电磁阀d;所述远程服务器连接有显示装置B和报警装置。2.根据权利要求1所述的基于农业物联网的农业种植智能管理系统,其特征在于,所述图像采集装置为红外摄像机,用于对植物进行拍照并将获得照片信息传输至图像特征提取单元。3.根据权利要求1所述的基于农业物联网的农业种植智能管理系统,其特征在于,所述若干土壤湿度传感器均匀分布于农业种植地内,所述土壤湿度传感器的数量不少于9个,所述土壤湿度传感器的安装深度距离地表20-40cm;所述土壤湿度传感器用于采集种地地地表深度20-40cm内土壤的湿度信息并将采集的湿度参数传输至管理PC终端;所述管理PC终端对采集的湿度参数进行数据处理;其中,所述湿度参数数据处理采用对若干土壤湿度传感器采集的数据按照数值大小顺序排列为a1、a2、a3……a(n-1)、an,去掉其中3个最大值和3最小值后,对余下数据a4、a5、……a(n-4)、a(n-3)进行平均计算平均计算的结果a即为土壤湿度。4.根据权利要求1所述的基于农业物联网的农业种植智能管理系统,其特征在于,所述若干土壤养分传感器均匀分布于农业种植地内,所述土壤养分传感器的数量不少于5个,所述土壤养分传感器的安装深度距离地表20-40cm;所述土壤养分传感器用于采集种地地地表深度20-40cm内土壤的氮钾磷三种养分的含量信息并将采集的养分含量参数传输至管理PC终端;所述管理PC终端对采集的养分含量参数进行数据处理;其中,所述养分含量参数数据处理采用对若干土壤养分传感器采集的氮含量数值大小顺序排列为b1、b2、……b(n-1)、bn,对采集数据进行平均计算平均计算结果b即表示为土壤中的氮含量;其中,所述养分含量参数数据处理采用对若干土壤养分传感器采集的钾含量数值大小顺序排列为c1、c2、……c(n-1)、cn,对采集数据进行平均计算平均计算结果c即表示土壤中的钾含量;其中,所述养分含量参数数据处理采用对若干土壤养分传...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘云鹏马骙郜强
申请(专利权)人:合肥图久智能科技有限公司
类型:发明
国别省市:安徽,34

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