一种土壤水分与作物生长耦合远程监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种土壤水分与作物生长耦合远程监测系统，包括：数据采集模块：用于采集作物生长环境的温湿度、土壤数据及作物生长参数；无线传感网络模块：用于传输温湿度、土壤数据和生长参数；监测数据存储模块：用于基于作物生长环境标准数据、作物生长标准数据与温湿度和所述生长参数进行对比，获得作物生长情况；墒情监测模块：用于通过土壤数据对土壤含水量进行监测；中央控制模块：用于通过单片机控制各个模块进行正常工作。本发明专利技术解决了传统种植过程中需要定期去种植田块查看作物生长情况、劳动强度大等问题，降低人工成本、提高作业效率和精度。业效率和精度。业效率和精度。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤水分与作物生长耦合远程监测系统


[0001]本专利技术涉及种植监测
，特别是涉及一种土壤水分与作物生长耦合远程监测系统。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，现代农业正在朝着更加规模化的方向发展。在传统的小规模农业种植中，管理者到田间通过肉眼观察作物信息和经验即可快速判断农作物的生长状况并迅速采取相应的有效措施，如施药、施肥、灌溉、收获等。然而，对于现代化的大规模作物种植，采用传统的方式很难全面实时掌握作物的生长状况。大规模的作物种植要求管理者具有快速实时获得作物生长状况的能力和科学的管理机制。近年来，物联网在农业实时控制和自动化生产中的作用越来越广，如病虫害的检测和诊断、作物营养状况需水信息等数据的分布式采集及生长环境的实时监测等。
[0003]现有大田种植实时监测系统中数据传输存在传输距离短、兼容性差、配对操作较复杂等缺点；对于一台设备对多台终端的情况下，无法正确传输数据到目标终端，影响对大田种植的及时监测和管理。而且土壤水分的测定方法已有较长的发展历史，经历了从取土烘干测定到传感器实时自动采集的过程。目前土壤水分的快速测量技术已经比较成熟，可实现实时自动监测和数据采集，但是作物根区土壤水分的连续、实时监测仍没有方便快捷的方法。
[0004]综上所述，亟需提供一种土壤水分与作物生长耦合远程监测系统，以解决上述现有技术中出现的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种土壤水分与作物生长耦合远程监测系统，实现远程实时采集作物的生长状态信息和土壤水分信息，帮助种植者准确判断作物的生长状况。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种土壤水分与作物生长耦合远程监测系统，包括：
[0008]数据采集模块：用于采集作物生长环境的温湿度、土壤数据及作物生长参数；
[0009]无线传感网络模块：用于传输所述温湿度、土壤数据和所述生长参数；
[0010]监测数据存储模块：用于基于作物生长环境标准数据、作物生长标准数据与所述温湿度和所述生长参数进行对比，获得作物生长情况；
[0011]墒情监测模块：用于通过所述土壤数据对土壤含水量进行监测；
[0012]中央控制模块：用于通过单片机控制各个模块进行正常工作；
[0013]所述数据采集模块与所述无线传感网络模块连接，所述监测数据存储模块、所述墒情监测模块分别与所述无线传感网络模块连接，所述中央控制模块分别于所述数据采集模块、所述无线传感网络模块、所述监测数据存储模块、所述墒情监测模块连接。
[0014]优选地，所述数据采集模块包括：
[0015]温湿度采集装置：用于监测作物种植环境的温度、湿度数据；
[0016]土壤检测装置：用于检测作物种植土壤的土壤水分、土壤酸碱度土壤养分含量数据；
[0017]光线采集装置：用于采集作物生长环境的光照强度；
[0018]二氧化碳采集装置：用于采集作物生长时产生的二氧化碳废气；
[0019]其中，所述温湿度采集装置、所述土壤检测装置、所述光线采集装置、所述二氧化碳采集装置分别与所述无线传感网络模块连接。
[0020]优选地，所述无线传感网络模块包括数据传输单元，所述数据传输单元为CDMA无线数据传输模块或WIFI无线数据传输模块，且数据传输单元连接的无线通信网络为CDMA网络或internet网络。
[0021]优选地，所述监测数据存储模块包括数据匹配单元，所述数据匹配单元用于将接收的数据通过无线网络制式设定的作物生长标准信息数据的字段、预设生长环境标准数据进行匹配，并通过数据日志记录单元对匹配结果进行数据接收处理。
[0022]优选地，所述数据日志记录单元用于基于所述匹配结果，对作物生长情况进行记录，其中所述作物生长情况包括叶片数量多少、植株高度、叶片面积大小、植株是否病变。
[0023]优选地，所述墒情监测模块用于通过土壤检测装置实时连续检测土壤水分状况，基于所述土壤水分状况、作物生长信息和实时气象信息，建立土壤水分模拟和实际土壤水分监测之间的动态模拟模型，所述动态模拟模型的模拟结果为作物根区土壤水分含量，将所述作物根区土壤水分含量进行储存，指导灌溉决策。
[0024]优选地，所述实时气象信息包括温度、湿度、风速和辐射强度。
[0025]优选地，所述系统还包括病虫害监测模块，所述病虫害监测模块包括若干摄像头、远程拍照式智能孢子捕捉仪及远程拍照式智能虫情测报器，所述摄像头根据需求采集作物图像，判断是否存在肉眼可见病虫害，所述捕捉仪定时拍摄捕捉到的孢子，并传输给所述中央控制模块；所述虫情测报器定时拍摄捕捉到虫子，并传输给所述中央控制模块。
[0026]本专利技术的有益效果为：
[0027]本专利技术能够实现农作物生长全过程信息监控和采集，远程实时采集作物生长状态信息、生长环境信息，帮助种植者准确判断农作物生长状况，为精准作业提供实时有效的决策信息，解决了传统种植过程中需要定期去种植田块查看作物生长情况、劳动强度大等问题，降低人工成本、提高作业效率和精度。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术实施例的土壤水分与作物生长耦合远程监测系统结构示意图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0032]一种土壤水分与作物生长耦合远程监测系统，如图1，包括：
[0033]数据采集模块：用于采集作物生长环境的温湿度、土壤数据及作物生长参数；
[0034]无线传感网络模块：用于传输所述温湿度、土壤数据和所述生长参数；
[0035]监测数据存储模块：用于基于作物生长环境标准数据、作物生长标准数据与所述温湿度和所述生长参数进行对比，获得作物生长情况；
[0036]墒情监测模块：用于通过所述土壤数据对土壤含水量进行监测；
[0037]中央控制模块：用于通过单片机控制各个模块进行正常工作；
[0038]所述数据采集模块与所述无线传感网络模块连接，所述监测数据存储模块、所述墒情监测模块分别与所述无线传感网络模块连接，所述中央控制模块分别于所述数据采集模块、所述无线传感网络模块、所述监测数据存储模块、所述墒情监测模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤水分与作物生长耦合远程监测系统，其特征在于，包括：数据采集模块：用于采集作物生长环境的温湿度、土壤数据及作物生长参数；无线传感网络模块：用于传输所述温湿度、土壤数据和所述生长参数；监测数据存储模块：用于基于作物生长环境标准数据、作物生长标准数据与所述温湿度和所述生长参数进行对比，获得作物生长情况；墒情监测模块：用于通过所述土壤数据对土壤含水量进行监测；中央控制模块：用于通过单片机控制各个模块进行正常工作；所述数据采集模块与所述无线传感网络模块连接，所述监测数据存储模块、所述墒情监测模块分别与所述无线传感网络模块连接，所述中央控制模块分别于所述数据采集模块、所述无线传感网络模块、所述监测数据存储模块、所述墒情监测模块连接。2.根据权利要求1所述的土壤水分与作物生长耦合远程监测系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：温湿度采集装置：用于监测作物种植环境的温度、湿度数据；土壤检测装置：用于检测作物种植土壤的土壤水分、土壤酸碱度土壤养分含量数据；光线采集装置：用于采集作物生长环境的光照强度；二氧化碳采集装置：用于采集作物生长时产生的二氧化碳废气；其中，所述温湿度采集装置、所述土壤检测装置、所述光线采集装置、所述二氧化碳采集装置分别与所述无线传感网络模块连接。3.根据权利要求2所述的土壤水分与作物生长耦合远程监测系统，其特征在于，所述无线传感网络模块包括数据传输单元，所述数据传输单元为CDMA无线数据传输模块或WIFI无线数据传输模块，且数据传输单元连接的无线通信网络为CDMA网络或internet网络。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：汤英，徐利岗，侯峥，唐瑞，焦炳忠，田巍，李金泽，邹媛媛，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：发明
国别省市：