温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统、平台及方法技术方案

本申请公开了一种温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统、平台及方法，属于智慧农业领域，温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统包括：环境监测模块，以及与环境监测模块连接的水肥一体化模块；环境监测模块用于对温室大棚内的环境数据进行实时采集，通过环境数据融合技术对环境数据进行融合处理，并通过模糊PID控制算法对温室大棚内的各种环境因子进行监测调节；水肥一体化模块用于根据环境监测模块实时采集的环境数据，通过模糊PID控制算法对水肥溶液的浓度进行调整，并对水肥溶液进行自动灌溉。本申请将监测采集到的各种环境数据进行整合分析进而实现对温室大棚内各种环境因子的监测调节，并实现对水肥溶液的浓度调整和自动灌溉。和自动灌溉。和自动灌溉。

【技术实现步骤摘要】
温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统、平台及方法


[0001]本申请涉及一种温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统、平台及方法，属于智慧农业领域。

技术介绍

[0002]农业是我国的立国之本，但是近些年来，随着国家的发展，传统的农业已经难以满足精准、可靠、便捷的要求。
[0003]为解决上述问题，近些年许多发达国家都对温室种植技术进行了研究，对传统的采用仪表采集温室现场信息并根据采集指标进行控制的方案进行了改进，以实现农业生产的机械化以及自动化。但改进后得到的温室控制方案大多都只是利用到单因子控制技术，即只是对温室大棚环境因子如温度、湿度、光线强度、CO2等环境条件分别进行控制。但是这样的方法不够高效、便捷，无法满足现代农业的建设需求，无法对各类数据进行有效的数据统计以及对监测采集到的环境信息整合分析。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统、平台及方法，可将监测采集到的各种环境数据进行整合分析，并根据实测环境的温湿度和光照度进行水肥浓度的在线调整和智能灌溉，保证了农作物的水分和肥料的供给，有效地提高了作物的产量。
[0005]为实现上述目的，本申请第一方面提供了一种温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统，包括：
[0006]环境监测模块，以及与所述环境监测模块连接的水肥一体化模块；
[0007]所述环境监测模块，用于对温室大棚内的环境数据进行实时采集，通过环境数据融合技术对所述环境数据进行融合处理，并通过模糊PID控制算法对温室大棚内的各种环境因子进行监测调节，其中，所述环境因子包括光照度、温度和湿度，所述环境数据包括光照度数据、温度数据和湿度数据；
[0008]所述水肥一体化模块，用于根据所述环境监测模块实时采集的环境数据，通过模糊PID控制算法对水肥溶液的浓度进行调整，并对所述水肥溶液进行自动灌溉。
[0009]在一种实施方式中，所述温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统还包括：
[0010]与所述环境监测模块和所述水肥一体化模块连接的显示模块；
[0011]其中，所述显示模块用于显示所述环境监测模块实时采集的环境数据、或显示所述环境监测模块对各环境因子进行监测调节时的调节数据、或显示所述水肥一体化模块对水肥溶液的浓度的调整数据、或显示所述水肥一体化模块对所述水肥溶液进行自动灌溉时的控制过程数据。
[0012]在一种实施方式中，所述环境监测模块包括：数据采集单元；
[0013]其中，所述数据采集单元为光照温湿度传感器，用于实时采集所述环境数据并对
所述环境数据进行融合处理。
[0014]在一种实施方式中，所述环境监测模块还包括：与所述数据采集单元连接的环境控制器；
[0015]所述环境控制器用于根据所述环境数据，通过模糊PID控制算法对温室大棚内的各种环境因子进行监测调节，其中，所述对温室大棚内的各种环境因子进行监测调节具体为对光照度、温度和湿度中的任一种或几种的组合进行监测调节。
[0016]在一种实施方式中，所述水肥一体化模块具体用于：
[0017]根据土壤电导率与土壤酸碱度浓度模型调整肥料原液与纯水溶液的配比并得到水肥溶液，然后根据所述环境数据和所述模糊PID控制算法对所述水肥溶液的浓度进行调整。
[0018]在一种实施方式中，所述水肥一体化模块还用于：
[0019]对水肥灌溉参数进行设置实现所述水肥溶液的自动灌溉，其中，所述灌溉参数包括灌溉时长、灌溉区域和输出流量。
[0020]本申请第二方面提供了一种基于上述第一方面或者上述第一方面的任一实施方式所述的温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统的控制平台，所述控制平台包括：
[0021]决策分析层、平台管理层、应用控制层和资源层；
[0022]所述决策分析层，用于基于模型系统构建所述模糊PID控制算法，并结合所述环境数据得到控制指令；
[0023]所述平台管理层，用于将所述环境数据传输至所述决策分析层，并将所述控制指令下达至所述应用控制层；
[0024]所述应用控制层、用于根据所述控制指令对温室大棚内的各种环境因子进行监测调节、对水肥溶液的浓度进行调整、并对所述水肥溶液进行自动灌溉；
[0025]所述资源层，用于对温室大棚内的环境数据进行实时采集。
[0026]本申请第三方面提供了一种应用于上述第一方面或者上述第一方面的任一实施方式所述的温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统的控制方法，所述控制方法包括：
[0027]通过所述环境监测模块对温室大棚内的环境数据进行实时采集；
[0028]根据所述环境数据，通过模糊PID控制算法对温室大棚内的各种环境因子进行监测调节；
[0029]将进行监测调节后采集的环境数据传输至所述水肥一体化模块；
[0030]通过所述水肥一体化模块对水肥溶液的浓度进行调整，并对所述水肥溶液进行自动灌溉。
[0031]本申请第四方面提供了一种温室大棚环境监测与水肥一体化控制装置，包括：存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述第三方面中的步骤。
[0032]本申请第五方面提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现上述第三方面中的步骤。
[0033]由上可见，本申请提供了一种温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统、平台及方法，为满足现代农业的建设需求，建立统一的、信息化的智慧农业信息系统及数据可视化管理平台，对各类环境数据进行有效的数据统计和分析，将监测采集到的环境数据整合分
析是决定温室大棚水肥一体化控制决策精准度的关键。本申请提供的温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统克服了现有技术的缺点，通过引入模糊PID控制思想进行解耦操作，通过环境监测模块精准的采集环境数据，对采集到的环境数据整合分析进而实现对温室大棚内各种环境因子的监测调节，提高温室大棚工作效率。同时针对水肥混合进行了模型建立与控制策略研究，采用模糊PID控制算法实现对水肥溶液浓度精准且快速的调控，进而通过水肥一体化模块实现对农作物的精准施肥，提高作物培育质量，减少人力资源浪费。本申请还提供了一种控制平台，将所述控制系统和所述控制平台紧密结合、最大程度发挥本申请提供的温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统的控制效果。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本申请实施例提供的一种温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统的工作流程图；
[0036]图2为本申请实施例提供的一种对温室大棚内各种环境因子进行监测调节的控制模型图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统，其特征在于，包括：环境监测模块，以及与所述环境监测模块连接的水肥一体化模块；所述环境监测模块，用于对温室大棚内的环境数据进行实时采集，通过环境数据融合技术对所述环境数据进行融合处理，并通过模糊PID控制算法对温室大棚内的各种环境因子进行监测调节，其中，所述环境因子包括光照度、温度和湿度，所述环境数据包括光照度数据、温度数据和湿度数据；所述水肥一体化模块，用于根据所述环境监测模块实时采集的环境数据，通过模糊PID控制算法对水肥溶液的浓度进行调整，并对所述水肥溶液进行自动灌溉。2.如权利要求1所述的温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统，其特征在于，所述温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统还包括：与所述环境监测模块和所述水肥一体化模块连接的显示模块；其中，所述显示模块用于显示所述环境监测模块实时采集的环境数据、或显示所述环境监测模块对各环境因子进行监测调节时的调节数据、或显示所述水肥一体化模块对水肥溶液的浓度的调整数据、或显示所述水肥一体化模块对所述水肥溶液进行自动灌溉时的控制过程数据。3.如权利要求1所述的温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统，其特征在于，所述环境监测模块包括：数据采集单元；其中，所述数据采集单元为光照温湿度传感器，用于实时采集所述环境数据并对所述环境数据进行融合处理。4.如权利要求3所述的温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统，其特征在于，所述环境监测模块还包括：与所述数据采集单元连接的环境控制器；所述环境控制器用于根据所述环境数据，通过模糊PID控制算法对温室大棚内的各种环境因子进行监测调节，其中，所述对温室大棚内的各种环境因子进行监测调节具体为对光照度、温度和湿度中的任一种或几种的组合进行监测调节。5.如权利要求1
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4任一项所述的温室大棚环境监测与水肥一体化控制系统，其特征在于，所述水肥一体化模块具体用于：根据土壤电导率与土壤酸碱度浓度模型调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：任元杰，谭逸凡，常佳程，张梓琪，路紫葳，啜天禹，丁锐剑，姚渊林，
申请(专利权)人：谭逸凡常佳程，
类型：发明
国别省市：