一种用于土壤养分改良的设备及方法技术

一种用于土壤养分改良的设备及方法，包括施肥设备和控制系统，施肥设备包括后台处理器、智能车、储料台和移动端，所述智能车的车体上安装有摄像装置、移动装置、挖坑装置、施肥装置和覆土装置，后台处理器、智能车、储料台和移动端均通过控制系统控制运行。本发明专利技术通过将农田按照穴施的影响范围划分为不同的区域，根据一块农田内不同区域的土壤成分含量进行精确施肥，避免不同区域土壤元素含量不同而对施肥照成的影响，通过控制系统控制智能车完成全流程的挖坑、施肥和覆土工作，通过自动化解放人力，降低人工劳动强度，而且避免了人为因素对施肥分量难以把控的影响，做到精确施肥。做到精确施肥。做到精确施肥。

【技术实现步骤摘要】
一种用于土壤养分改良的设备及方法


[0001]本专利技术涉及土壤改良
，特别提供了一种用于土壤养分改良的设备及方法。

技术介绍

[0002]土壤养分改良是指通过一系列措施和方法，提高土壤中养分的含量、平衡和稳定性，以改善土壤质量和农作物产量。它是现代农业管理的重要环节之一，旨在优化土壤环境，提供适宜的养分供应，促进农作物生长、发育和产量的提高，同时实现可持续农业生产。
[0003]施肥作为土壤养分改良的最常用手段，主要是依据土壤肥力水平、作物类型、目标产量、气候环境以及肥料特点，从而选择合适的肥料，估算所需要肥料用量，并确定施肥时间和施肥模式。依据施肥时间的不同，可分为基肥和追肥，依据施肥模式的不同可分为撒施、冲施、穴施、条施等；撒施和冲施有利于养分的扩散，施用方便，但养分损失大，利用率较低；穴施和条施养分损失少，利用率高，但要消耗一定的机械能；随着现代精准农业的发展，精确施肥也得到了快速发展，并将成为一种重要的施肥模式。
[0004]而在穴施的过程中需要先挖坑，然后将肥料释放的指定的坑穴中，最后还需要覆土掩埋，当前的穴施和条施都为人工或者半人工处理，劳动强度大，需要大量的人力资源。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于土壤养分改良的设备及方法。
[0006]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于土壤养分改良的设备及方法，包括施肥设备和控制系统，所述施肥设备包括后台处理器、智能车、储料台和移动端，所述智能车的车体上安装有摄像装置、移动装置、挖坑装置、施肥装置和覆土装置，所述后台处理器、智能车、储料台和移动端均通过控制系统控制运行。
[0007]有益地，所述控制系统包括规划模块、测量模块、计算模块和运行模块，所述规划模块用于人工模拟、图像采集和路径规划；所述测量模块用于控制测量装置对土壤成分进行测量；所述计算模块用于将测量数据与云平台提供的数据进行对比，从而确定施肥区域、施肥种类和施肥分量；所述运行模块包括挖坑单元、施肥单元和覆土单元，用于智能车的挖坑、施肥和覆土功能。
[0008]有益地，智能车具有移动装置，能够在控制系统的控制下自由移动，且智能车具有信号传输器，用于发出信号和接收信号，从而实现智能车的无人操作，自动运行，节省人力。
[0009]有益地，所述储料台的内部设置有三个相同的储肥腔，而每个储肥腔的下端均对应的设置有填料腔，填料腔大于智能车的体积，智能车的上端设置有运输腔，而三个储肥腔内分别装有不同类型的肥料，在确定施肥种类后，智能车进入对应的填料腔，通过运输腔装填相应种类的肥料，然后去农田中进行挖穴施肥。
[0010]有益地，移动装置受控制系统的控制，用于智能车在农田中移动；测量装置受控制
系统的控制，用于测量农田内土壤的元素含量，所述测量可以是各种能够采集土壤元素成分的设备。
[0011]有益地，挖坑装置受控制系统的控制，用于在农田中挖出坑穴；施肥装置受控制系统的控制，用于将运输空间内的肥料导入挖好的坑穴中，完成农田施肥的穴施，且施肥装置具有流速控制功能；覆土装置受控制系统的控制，用于将土地表面的碎土推入施肥的坑穴中。
[0012]更为有益地，所述后台处理器关联云平台数据库，且所述后台处理器与移动端具有交互功能，所述云平台数据库包括农作物种类信息，土壤环境监测信息、农作物施肥需求信息、专家知识信息等，经过互联网综合管理的云平台数据库，实现监测、预警、远程智能控制，为生产决策提供技术支撑，其中，通过后台处理器接收信息输入，并将信息处理分析后与数据库中的数据进行对比，确定工作指令，然后将指令输出，同时，可以通过移动端观察后台处理器的工作状态，还可以通过移动端介入后台处理器的工作，下发人工指令。
[0013]进一步，土壤养分的改良方法包括以下步骤：通过移动端人工模拟地形；通过摄像装置采集农作物生长状况；根据农作物的排布生成智能车行驶路径；取点测量农田中土壤元素含量；通过数据对比确定施肥区域；通过数据对比确定施肥种类；通过数据对比确定施肥分量；智能车装填肥料；在需要施肥的区域挖坑；在需要施肥的区域施肥；在施肥后的区域覆土。
[0014]进一步，在通过移动端人工模拟地形的过程中，是由人工测量田地的尺寸和形状信息，并通过移动端将人工测得的数据输入后台处理器中，自动生成虚拟的地形图像，然后再由人工选择农田中所种农作物的种类，便于后台处理器在云平台数据库中调用相对应的农作物信息，而且方便智能车后续的行驶路径规划。
[0015]进一步，在通过摄像装置采集农作物生长状况的过程中，通过图像与样本的对比确定农作物的生长状况，明确农作物是处于育苗期、生长期或者成熟期，便于更加精确地调用数据库中的数据。
[0016]进一步，在生成智能车的行驶路径的过程中，结合农田的形状和农作物的排布生成最佳的行驶路径，避免农作物对智能车的行驶照成干扰。
[0017]更进一步，在取点测量农田中土壤元素含量的过程中，将农田按照穴施的影响范围划分为不同的区域，而每个区域的面积相同，在每个区域的中间位置处选择测量点，在该测量点处进行肥料穴施后，施肥效果影响该区域，从而根据一块农田内不同区域的土壤成分含量进行精确施肥，避免不同区域土壤元素含量不同而对施肥照成的影响，防止统一施肥后不同区域肥料过少或者过多的情况发生。
[0018]作为优选，在通过数据对比确定施肥区域、施肥种类和施肥分量的过程中，数据来源为数据库中的数据和取点测量的数据，通过云平台得到农作物在一定时期的生长过程中对土壤成分的要求范围，然后将取点测量的数据与之对比，当实际测量值小于要求范围的最小值时，用生长要求范围的中间值减去实际测量值，得到需要施肥的分量，而取点测量的数据在农作物的生长要求范围类时，对应的区域不需要施肥。
[0019]有益地，在智能车装填肥料和施肥的过程中，通过控制系统控制智能车完成全流程的挖坑、施肥和覆土工作，通过自动化解放人力，降低人工劳动强度，而且避免了人为因素对施肥分量难以把控的影响，做到精确施肥。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]1、数据驱动的施肥决策：控制系统通过测量模块测量土壤成分，并与云平台提供的数据进行对比，确定施肥区域、施肥种类和施肥分量。这样可以根据实际需要进行精确施肥，避免了过度或不足施肥的情况，提高施肥效果；
[0022]2、人工模拟和图像采集：通过移动端进行人工模拟地形并采集农作物生长状况的图像，结合农田形状和农作物排布生成最佳的智能车行驶路径。这样可以避免农作物对智能车行驶造成干扰，提高施肥的准确性和效率；
[0023]3、通过自动化操作、数据驱动的施肥决策、人工模拟和图像采集、数据库支持和远程控制、无人操作和节省人力等优点，提高了土壤养分改良的效率和精确性。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一种用于土壤养分改良的设备及方法结构示意图；
[0025]图2为本专利技术中控制系统的框架结构图；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于土壤养分改良的设备及方法，其特征在于：包括施肥设备和控制系统，所述施肥设备包括后台处理器、智能车、储料台和移动端，所述智能车的车体上安装有摄像装置、移动装置、挖坑装置、施肥装置和覆土装置，所述后台处理器、智能车、储料台和移动端均通过控制系统控制运行。2.根据权利要求1所述的一种用于土壤养分改良的设备及方法，其特征在于：所述控制系统包括规划模块、测量模块、计算模块和运行模块，所述规划模块用于人工模拟、图像采集和路径规划；所述测量模块用于控制测量装置对土壤成分进行测量；所述计算模块用于将测量数据与云平台提供的数据进行对比，从而确定施肥区域、施肥种类和施肥分量；所述运行模块包括挖坑单元、施肥单元和覆土单元，用于智能车的挖坑、施肥和覆土功能。3.根据权利要求2所述的一种用于土壤养分改良的设备及方法，其特征在于：所述储料台的内部设置有三个相同的储肥腔，而每个储肥腔的下端均对应的设置有填料腔，填料腔大于智能车的体积，智能车的上端设置有运输腔，而三个储肥腔内分别装有不同类型的肥料。4.根据权利要求3所述的一种用于土壤养分改良的设备及方法，其特征在于：移动装置用于智能车在农田中移动；测量装置用于测量农田内土壤的元素含量，测量可以是各种能够采集土壤元素成分的设备；挖坑装置用于在农田中挖出坑穴；施肥装置用于将运输空间内的肥料导入挖好的坑穴中，完成农田施肥的穴施，且施肥装置具有流速控制功能；覆土装置用于将土地表面的碎土推入施肥的坑穴中。5.根据权利要求4所述的一种用于土壤养分改良的设备及方法，其特征在于：所述后台处理器关联云平台数据库，且所述后台处理器与移动端具有交互功能，其中，通过后台处理器接收信息输入，并将信息处理分析后与数据库中的数据进行对比，确定工...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海林，许基磊，周文康，管俊，
申请(专利权)人：安徽润田沃地生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：