基于物联网的果蔬种植管理系统技术方案

本发明专利技术提供基于物联网的果蔬种植管理系统，所述种植管理系统包括生长检测模块、环境检测模块、物联网网关、处理模块以及补给模块；所述生长检测模块、环境检测模块以及补给模块内分别设置有ZigBee单元，所述生长检测模块、环境检测模块以及补给模块分别通过ZigBee单元与物联网网关相连接，所述处理模块内设置有通讯单元，所述处理模块通过通讯单元与物联网网关相连接；所述生长检测模块用于检测果蔬的生长状态；所述环境检测模块用于检测果蔬生长棚的内部环境参数和外部环境参数，本发明专利技术能够及时对果蔬的生长状态进行监测，并及时进行管理补给，以解决现有的果蔬种植过程的管理监测存在不足的问题。存在不足的问题。存在不足的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的果蔬种植管理系统


[0001]本专利技术涉及果蔬种植
，尤其涉及基于物联网的果蔬种植管理系统。

技术介绍

[0002]现代社会需要培育一批具有重大应用前景的突破性果蔬优良品种，建设一批标准化、规模化、集约化、机械化的优势种子生产基地，打造一批育种能力强、生产加工技术先进、市场营销网络健全、技术服务到位的果蔬培育产业，健全职责明确、手段先进、监管有力的种子管理体系，显著提高优良品种自主研发能力和覆盖率，确保粮食等主要农产品有效供给。蔬菜是人们日常生活中不可替代的副食品，是维持人体健康所必需的维生素、矿物质和膳食纤维的主要来源。
[0003]因此，保障果蔬供应已经是人们生活必不可少的一个环节，现有的技术中，在进行果蔬种植时，对于果蔬的生长状态的监测管理存在不足，尤其在需要保证果蔬生产质量的今天，保障果蔬的高质量生长生产十分重要，因此需要从果蔬生长的每个阶段都做到跟随监测，需要一种能够及时监测管理果蔬生长的技术来解决这一缺陷。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供基于物联网的果蔬种植管理系统，能够及时对果蔬的生长状态进行监测，并及时进行管理补给，以解决现有的果蔬种植过程的管理监测存在不足的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：基于物联网的果蔬种植管理系统，所述种植管理系统包括生长检测模块、环境检测模块、物联网网关、处理模块以及补给模块；所述生长检测模块、环境检测模块以及补给模块内分别设置有ZigBee单元，所述生长检测模块、环境检测模块以及补给模块分别通过ZigBee单元与物联网网关相连接，所述处理模块内设置有通讯单元，所述处理模块通过通讯单元与物联网网关相连接；
[0006]所述生长检测模块用于检测果蔬的生长状态；
[0007]所述环境检测模块用于检测果蔬生长棚的内部环境参数和外部环境参数；
[0008]所述处理模块用于根据果蔬的生长状态、内部环境参数以及外部环境参数进行处理得到果蔬的补给参数，并根据补给参数控制补给模块进行补给；
[0009]所述补给模块用于根据处理模块的补给参数进行补给。
[0010]进一步地，所述处理模块包括划分单元，所述划分单元配置有划分策略，所述划分策略包括将果蔬生长区域划分为若干个生长区域，并依次标记为S1至Sn，n表示生长区域的数量；
[0011]所述生长检测模块包括若干生长检测单元，若干生长检测单元分别设置在若干生长区域内；
[0012]所述环境检测模块包括若干内部环境检测单元以及外部环境检测单元，若干内部环境检测单元分别设置在若干生长区域内，所述外部环境检测单元设置在果蔬生长棚的外
部。
[0013]进一步地，所述生长检测单元包括摄像头，所述摄像头设置在所述生长区域的一侧，所述摄像头用于拍摄生长区域内果蔬的生长图片；
[0014]所述内部环境检测单元包括内部温湿度检测仪、营养液流量计以及光照量检测仪，所述内部温湿度检测仪用于测量所述生长区域内的内部温度和内部湿度，所述营养液流量计用于测量所述生长区域内的营养液供给量，所述光照量检测仪用于测量所述生长区域内的光照量；
[0015]所述外部环境检测单元包括外部温湿度检测仪，所述外部温湿度检测仪用于测量果蔬生长棚外部的外部温度和外部湿度。
[0016]进一步地，所述处理模块包括第一检测控制单元以及第一处理单元；所述第一检测控制单元用于控制生长检测模块进行检测，所述第一处理单元用于对生长检测模块获取的数据进行处理；
[0017]所述第一检测控制单元配置有第一检测控制策略，所述第一检测控制策略包括：将生长区域内的果蔬进行生长周期划分，依次划分为T1至Tm，m表示生长周期的划分数量，T1表示第1个生长周期，Tm表示第m个生长周期；在每个生长周期的中间段控制摄像头进行果蔬的生长图片的拍摄；
[0018]所述第一处理单元配置有第一处理策略，所述第一处理策略包括：识别生长图片中的果蔬高度、果蔬的主干直径以及果蔬的叶片密度；
[0019]将果蔬高度、果蔬的主干直径以及果蔬的叶片密度代入生长计算公式中求得果蔬的生长状态值；
[0020]将生长状态值以及该生长区域内的营养液供给量代入营养补给公式中求得该生长区域内的果蔬的营养液补给量。
[0021]进一步地，所述生长计算公式配置为：
[0022]Pszt＝A1
×
(a1
×
GDgs+a2
×
ZZgs+a3
×
YMgs)；其中，Pszt为果蔬的生长状态值，GDgs为果蔬高度，ZZgs为果蔬的主干直径，YMgs为果蔬的叶片密度，a1为第一比例系数，a2为第二比例系数，a3为第三比例系数，A1为第一补偿比例，a1、a2、a3以及A1分别大于0；所述营养补给公式配置为：其中，YYbj为营养液补给量，YYgj为营养液供给量，b1为抵消值，B1为补给量比例值，b1以及B1分别大于0。
[0023]进一步地，所述果蔬高度的获取方法为：将生长图片中的果蔬轮廓进行划分，将果蔬轮廓的最高点和最低点处分别画出一条水平线，将两条水平线之间的距离设置为果蔬高度；
[0024]所述果蔬的主干直径的获取方法为：将生长图片中的果蔬主干区域进行划分，获取主干区域的高度，选取三分之二的主干区域的高度，并从主干区域的最低点向上选取三分之二的主干区域高度的位置，获取该位置处的主干区域的宽度，将该位置处的主干区域的宽度设置为果蔬的主干直径；
[0025]所述果蔬的叶片密度的获取方法为：选取果蔬轮廓的上下方位上的中点，并在中点处画出一条水平线，选取水平线上方的图片作为叶片识别区域，将识别区域的叶片区域和空白区域进行获取，并求得空白区域和叶片区域的比值，将该比值设置为果蔬的叶片密
度。
[0026]进一步地，所述处理模块还包括第二检测控制单元以及第二处理单元；所述第二检测控制单元用于控制环境检测模块进行检测，所述第二处理单元用于对环境检测模块获取的数据进行处理；
[0027]所述第二检测控制单元配置有第二检测控制策略，所述第二检测控制策略包括：在每个生长周期的中间段控制内部温湿度检测仪、营养液流量计、光照量检测仪以及外部温湿度检测仪进行检测；
[0028]所述第二处理单元配置有第二处理策略，所述第二处理策略包括：将内部温度、内部湿度、营养液供给量、光照量、外部温度以及外部湿度代入生长质量公式内，计算得到所述生长区域的生长质量值；
[0029]根据生长质量值将若干生长区域进行等级划分，当生长质量值大于等于第一生长阈值时，将该生长区域划分为第一生长等级；当生长质量值大于等于第二生长阈值且小于第一生长阈值时，将该生长区域划分为第二生长等级；当生长质量值小于第二生长阈值时，将该生长区域划分为第三生长等级。
[0030]进一步地，所述生长质量公式配置为：
[0031]Pszl＝C1
×
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于物联网的果蔬种植管理系统，其特征在于，所述种植管理系统包括生长检测模块(1)、环境检测模块(2)、物联网网关(5)、处理模块(6)以及补给模块(3)；所述生长检测模块(1)、环境检测模块(2)以及补给模块(3)内分别设置有ZigBee单元(4)，所述生长检测模块(1)、环境检测模块(2)以及补给模块(3)分别通过ZigBee单元(4)与物联网网关(5)相连接，所述处理模块(6)内设置有通讯单元(61)，所述处理模块(6)通过通讯单元(61)与物联网网关(5)相连接；所述生长检测模块(1)用于检测果蔬的生长状态；所述环境检测模块(2)用于检测果蔬生长棚的内部环境参数和外部环境参数；所述处理模块(6)用于根据果蔬的生长状态、内部环境参数以及外部环境参数进行处理得到果蔬的补给参数，并根据补给参数控制补给模块(3)进行补给；所述补给模块(3)用于根据处理模块(6)的补给参数进行补给。2.根据权利要求1所述的基于物联网的果蔬种植管理系统，其特征在于，所述处理模块(6)包括划分单元(62)，所述划分单元(62)配置有划分策略，所述划分策略包括将果蔬生长区域划分为若干个生长区域，并依次标记为S1至Sn，n表示生长区域的数量；所述生长检测模块(1)包括若干生长检测单元(11)，若干生长检测单元(11)分别设置在若干生长区域内；所述环境检测模块(2)包括若干内部环境检测单元(21)以及外部环境检测单元(22)，若干内部环境检测单元(21)分别设置在若干生长区域内，所述外部环境检测单元(22)设置在果蔬生长棚的外部。3.根据权利要求2所述的基于物联网的果蔬种植管理系统，其特征在于，所述生长检测单元(11)包括摄像头(12)，所述摄像头(12)设置在所述生长区域的一侧，所述摄像头(12)用于拍摄生长区域内果蔬的生长图片；所述内部环境检测单元(21)包括内部温湿度检测仪(213)、营养液流量计(212)以及光照量检测仪(211)，所述内部温湿度检测仪(213)用于测量所述生长区域内的内部温度和内部湿度，所述营养液流量计(212)用于测量所述生长区域内的营养液供给量，所述光照量检测仪(211)用于测量所述生长区域内的光照量；所述外部环境检测单元(22)包括外部温湿度检测仪(221)，所述外部温湿度检测仪(221)用于测量果蔬生长棚外部的外部温度和外部湿度。4.根据权利要求3所述的基于物联网的果蔬种植管理系统，其特征在于，所述处理模块(6)包括第一检测控制单元(63)以及第一处理单元(64)；所述第一检测控制单元(63)用于控制生长检测模块(1)进行检测，所述第一处理单元(64)用于对生长检测模块(1)获取的数据进行处理；所述第一检测控制单元(63)配置有第一检测控制策略，所述第一检测控制策略包括：将生长区域内的果蔬进行生长周期划分，依次划分为T1至Tm，m表示生长周期的划分数量，T1表示第1个生长周期，Tm表示第m个生长周期；在每个生长周期的中间段控制摄像头(12)进行果蔬的生长图片的拍摄；所述第一处理单元(64)配置有第一处理策略，所述第一处理策略包括：识别生长图片中的果蔬高度、果蔬的主干直径以及果蔬的叶片密度；将果蔬高度、果蔬的主干直径以及果蔬的叶片密度代入生长计算公式中求得果蔬的生
长状态值；将生长状态值以及该生长区域内的营养液供给量代入营养补给公式中求得该生长区域内的果蔬的营养液补给量。5.根据权利要求4所述的基于物联网的果蔬种植管理系统，其特征在于，所述生长计算公式配置为：Pszt＝A1
×
(a1
×
...

【专利技术属性】
技术研发人员：林剑荣，康元鹏，朱清强，陈瑞星，陈昌炎，林健，
申请(专利权)人：一鼎福建生态园林建设有限公司，
类型：发明
国别省市：