CN109121880A - 一种用于现代化农业生产的智能种植*** - Google Patents

一种用于现代化农业生产的智能种植*** Download PDF

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Abstract

一种用于现代化农业生产的智能种植***，包括种植大棚,所述种植大棚内设置有数据采集装置、固定式执行装置、移动式执行装置、控制装置、云计算服务器和移动终端。本发明采用数据采集装置采集种植大棚内种植环境实时数据，上传至云计算服务器进行识别处理后再回发至控制装置，控制装置控制固定式执行装置和移动式执行装置动作，实现自动化控制，种植大棚管理人员也可以通过移动终端远程监控所述种植大棚内部的具体情况，尤其是采用无人机进行喷药、施肥和播种过程，可以最大限度地减少人工成本，并且机械化喷药、施肥和播种施工更为精确细致，很大程度上减少了人工操作失误的风险，提高了种植效率的同时还增加了农作物的产率。

Description

一种用于现代化农业生产的智能种植***
技术领域
本发明涉及农业自动化控制技术领域，具体地，涉及一种用于现代化农业生产的智能种植***。
背景技术
传统的农业种植为露天在田地里种植，这种种植方式已经不能满足现代社会的发展，所以现在农业种植***应运而生。
温室大棚可以帮助农民克服农业生长的季节性问题，提高农业生产的生产效率，且可改变一些植物的生长区域限制，现代农业要实现高产、优质、可靠、创新地可持续发展，需充分利用物联网技术、自动化技术、信息化技术和云计算技术；现在的农业区内，比如花草苗木的载培都是采用的人工温室栽培，人工栽培施肥不均，而且费时费力，种植出来的花草苗木不够茁壮，且对于苗木的生长状况的监控不及时，苗木的初始病态或营养不良状态无法及时发现和补救，苗木产率不够高；因此，本方案提出一种用于现代化农业生产的智能种植***。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种用于现代化农业生产的智能种植***，该方案采用数据采集装置采集种植大棚内种植环境实时数据，上传至云计算服务器进行识别处理后再回发至控制装置，控制装置控制固定式执行装置和移动式执行装置动作，实现自动化控制，种植大棚管理人员也可以通过移动终端远程监控所述种植大棚内部的具体情况，尤其是采用无人机进行喷药、施肥和播种过程，可以最大限度地减少人工成本，并且机械化喷药、施肥和播种施工更为精确细致，很大程度上减少了人工操作失误的风险，提高了种植效率的同时还增加了农作物的产率。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种用于现代化农业生产的智能种植***，包括种植大棚,所述种植大棚内设置有数据采集装置、固定式执行装置、移动式执行装置、控制装置、云计算服务器和移动终端；
所述数据采集装置包括PM2.5检测传感器、温湿度传感器、二氧化碳检测传感器、水质检测仪、光强检测传感器、营养液浓度和液位监测仪和图像采集装置，所述PM2.5检测传感器、温湿度传感器、二氧化碳检测传感器、水质检测仪、光强检测传感器、营养液浓度和液位监测仪和图像采集装置为一组数据采集装置，所述种植大棚内一组数据采集装置与另一组数据采集装置之间的间隔为500cm，使得对种植大棚内种植环境实时数据的采集更为清楚全面，避免了数据采集的死角，所述控制装置分别与所述PM2.5检测传感器、温湿度传感器、二氧化碳检测传感器、水质检测仪、光强检测传感器、营养液浓度和液位监测仪和图像采集装置连接，用于监测所述种植大棚内种植环境实时数据，并且，所述控制装置接收到种植环境实时数据时会对其进行滤波、放大和模数转换的预处理，为后续数据处理做好准备；
所述固定式执行装置包括负离子发生装置、喷淋灌溉装置、通风装置、杀菌装置、光照调节装置，所述控制装置分别与所述负离子发生装置、喷淋灌溉装置、通风装置、杀菌装置、光照调节装置有线连接，用于控制所述固定式执行装置执行相应的动作；
所述移动式执行装置为无人机，所述无人机长100cm、宽30cm、高25cm，所述无人机上设置有喷药装置、施肥装置和播种装置，所述控制装置分别与所述喷药装置、施肥装置和播种装置无线连接，用于控制所述无人机执行相应的动作，且所述种植大棚内设置有无人机停放区，所述无人机停放区为边长200cm的正方形区域，所述无人机为直升机型的无人机，不需要助飞跑道和助降跑道，大量节省了所述种植大棚内部的可用面积，且所述无人机上还设有定位装置和报警装置，所述定位装置用于实时采集无人机的地理位置信息，当所述无人机偏离预设地无人机地理位置信息时，所述报警装置会发出报警且向所述云计算服务器和移动终端发送报警信号；
所述控制装置、云计算服务器、移动终端依次无线连接，用于远程控制和数据处理，所述云计算服务器存储有信息数据库，可对种植环境实时数据进行分析与处理，并肩处理结果发送至所述控制装置和所述移动终端。
进一步的，所述图像采集装置为摄像头，所述固定式执行装置还包括摄像头旋转机构，所述摄像头旋转机构与所述控制装置有线连接，所述摄像头设置于所述摄像头旋转机构上，便于所述摄像头可360度旋转，充分采集其500cm范围内的任意图像信息，彻底消除监控死角。
进一步的，所述控制装置设置有数据显示器，用于显示数据采集装置采集到的种植环境实时数据，便于种植大棚管理人员随时查阅种植环境实时数据，避免种植大棚管理人员人工在种植大棚内人工查看各种种植环境实时数据。
进一步的，还包括供电电源，所述供电电源包括第一蓄电池、第一供电管理电路、第二蓄电池和第二供电管理电路，所述第一蓄电池通过所述第一供电管理电路给所述数据采集装置、固定式执行装置和控制装置供电，所述第二蓄电池通过所述第二供电管理电路给所述移动式执行装置供电。
进一步的，还包括备用供电电源和供电切换电路，所述第一蓄电池电量不足时，所述供电切换电路将所述第一蓄电池供电切换为所述备用供电电源供电，避免所述第一蓄电池电力不足时影响所述用于现代化农业生产的智能种植***的整体工作，而第二蓄电池是用于给所述无人机供电的供电电源，所述无人机每次工作时均会对其进行全面的检测，所以不需要设置备用电源。
进一步的，所述控制装置采用的控制芯片为STC89C52单片机，所述STC89C52单片机为造价便宜功能强大的集成芯片电路，利用大量使用。
进一步的，所述温湿度传感器为SHT10温湿度传感器。
进一步的，所述移动终端为电脑、平板或智能手机。
综上，本发明的有益效果是：
本发明采用数据采集装置采集种植大棚内种植环境实时数据，上传至云计算服务器进行识别处理后再回发至控制装置，控制装置控制固定式执行装置和移动式执行装置动作，实现自动化控制，种植大棚管理人员也可以通过移动终端远程监控所述种植大棚内部的具体情况，尤其是采用无人机进行喷药、施肥和播种过程，可以最大限度地减少人工成本，并且机械化喷药、施肥和播种施工更为精确细致，很大程度上减少了人工操作失误的风险，提高了种植效率的同时还增加了农作物的产率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中采用的人工温室栽培，人工栽培施肥不均，而且费时费力，种植出来的花草苗木不够茁壮，且对于苗木的生长状况的监控不及时，苗木的初始病态或营养不良状态无法及时发现和补救，苗木产率不够高的情况，本发明采用数据采集装置采集种植大棚内种植环境实时数据，上传至云计算服务器进行识别处理后再回发至控制装置，控制装置控制固定式执行装置和移动式执行装置动作，实现自动化控制，种植大棚管理人员也可以通过移动终端远程监控所述种植大棚内部的具体情况，尤其是采用无人机进行喷药、施肥和播种过程，可以最大限度地减少人工成本，并且机械化喷药、施肥和播种施工更为精确细致，很大程度上减少了人工操作失误的风险，提高了种植效率的同时还增加了农作物的产率。下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此，图中的只是本发明应用的一个示例，对本发明的原理没有本质性的约束。
实施例：
如图1所示，一种用于现代化农业生产的智能种植***，包括种植大棚,所述种植大棚内设置有数据采集装置、固定式执行装置、移动式执行装置、控制装置、云计算服务器和移动终端；
所述数据采集装置包括PM2.5检测传感器、温湿度传感器、二氧化碳检测传感器、水质检测仪、光强检测传感器、营养液浓度和液位监测仪和图像采集装置，所述PM2.5检测传感器、温湿度传感器、二氧化碳检测传感器、水质检测仪、光强检测传感器、营养液浓度和液位监测仪和图像采集装置为一组数据采集装置，所述种植大棚内一组数据采集装置与另一组数据采集装置之间的间隔为500cm，使得对种植大棚内种植环境实时数据的采集更为清楚全面，避免了数据采集的死角，所述控制装置分别与所述PM2.5检测传感器、温湿度传感器、二氧化碳检测传感器、水质检测仪、光强检测传感器、营养液浓度和液位监测仪和图像采集装置连接，用于监测所述种植大棚内种植环境实时数据，并且，所述控制装置接收到种植环境实时数据时会对其进行滤波、放大和模数转换的预处理，为后续数据处理做好准备；
所述固定式执行装置包括负离子发生装置、喷淋灌溉装置、通风装置、杀菌装置、光照调节装置，所述控制装置分别与所述负离子发生装置、喷淋灌溉装置、通风装置、杀菌装置、光照调节装置有线连接，用于控制所述固定式执行装置执行相应的动作；
所述移动式执行装置为无人机，所述无人机长100cm、宽30cm、高25cm，所述无人机上设置有喷药装置、施肥装置和播种装置，所述控制装置分别与所述喷药装置、施肥装置和播种装置无线连接，用于控制所述无人机执行相应的动作，且所述种植大棚内设置有无人机停放区，所述无人机停放区为边长200cm的正方形区域，所述无人机为直升机型的无人机，不需要助飞跑道和助降跑道，大量节省了所述种植大棚内部的可用面积，且所述无人机上还设有定位装置和报警装置，所述定位装置用于实时采集无人机的地理位置信息，当所述无人机偏离预设地无人机地理位置信息时，所述报警装置会发出报警且向所述云计算服务器和移动终端发送报警信号；
所述控制装置、云计算服务器、移动终端依次无线连接，用于远程控制和数据处理，所述云计算服务器存储有信息数据库，可对种植环境实时数据进行分析与处理，并肩处理结果发送至所述控制装置和所述移动终端。
本实施例中，所述图像采集装置为摄像头，所述固定式执行装置还包括摄像头旋转机构，所述摄像头旋转机构与所述控制装置有线连接，所述摄像头设置于所述摄像头旋转机构上，便于所述摄像头可360度旋转，充分采集其500cm范围内的任意图像信息，彻底消除监控死角。
本实施例中，所述控制装置设置有数据显示器，用于显示数据采集装置采集到的种植环境实时数据，便于种植大棚管理人员随时查阅种植环境实时数据，避免种植大棚管理人员人工在种植大棚内人工查看各种种植环境实时数据。
本实施例中，还包括供电电源，所述供电电源包括第一蓄电池、第一供电管理电路、第二蓄电池和第二供电管理电路，所述第一蓄电池通过所述第一供电管理电路给所述数据采集装置、固定式执行装置和控制装置供电，所述第二蓄电池通过所述第二供电管理电路给所述移动式执行装置供电。
本实施例中，还包括备用供电电源和供电切换电路，所述第一蓄电池电量不足时，所述供电切换电路将所述第一蓄电池供电切换为所述备用供电电源供电，避免所述第一蓄电池电力不足时影响所述用于现代化农业生产的智能种植***的整体工作，而第二蓄电池是用于给所述无人机供电的供电电源，所述无人机每次工作时均会对其进行全面的检测，所以不需要设置备用电源。
本实施例中，所述控制装置采用的控制芯片为STC89C52单片机，所述STC89C52单片机为造价便宜功能强大的集成芯片电路，利用大量使用。
本实施例中，所述温湿度传感器为SHT10温湿度传感器。
本实施例中，所述移动终端为电脑、平板或智能手机。
值得注意的是，在本方案中的控制装置是采用模拟电子集成电路和数字逻辑集成电路构成的，也是本领域的技术人员根据现有技术中的技术手段可实现的，并未涉及程序和方法上的改进，本方案的创新点也不在于此，所以本申请中没有对其进行详细讲述。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于现代化农业生产的智能种植***，包括种植大棚,其特征在于，所述种植大棚内设置有数据采集装置、固定式执行装置、移动式执行装置、控制装置、云计算服务器和移动终端；
所述数据采集装置包括PM2.5检测传感器、温湿度传感器、二氧化碳检测传感器、水质检测仪、光强检测传感器、营养液浓度和液位监测仪和图像采集装置，所述PM2.5检测传感器、温湿度传感器、二氧化碳检测传感器、水质检测仪、光强检测传感器、营养液浓度和液位监测仪和图像采集装置为一组数据采集装置，所述种植大棚内一组数据采集装置与另一组数据采集装置之间的间隔为500cm，所述控制装置分别与所述PM2.5检测传感器、温湿度传感器、二氧化碳检测传感器、水质检测仪、光强检测传感器、营养液浓度和液位监测仪和图像采集装置连接，用于监测所述种植大棚内种植环境实时数据；
所述固定式执行装置包括负离子发生装置、喷淋灌溉装置、通风装置、杀菌装置、光照调节装置，所述控制装置分别与所述负离子发生装置、喷淋灌溉装置、通风装置、杀菌装置、光照调节装置有线连接，用于控制所述固定式执行装置执行相应的动作；
所述移动式执行装置为无人机，所述无人机长100cm、宽30cm、高25cm，所述无人机上设置有喷药装置、施肥装置和播种装置，所述控制装置分别与所述喷药装置、施肥装置和播种装置无线连接，用于控制所述无人机执行相应的动作，且所述种植大棚内设置有无人机停放区，所述无人机停放区为边长200cm的正方形区域；
所述控制装置、云计算服务器、移动终端依次无线连接，用于远程控制和数据处理。
2.根据权利要求1所述的一种用于现代化农业生产的智能种植***，其特征在于，所述图像采集装置为摄像头，所述固定式执行装置还包括摄像头旋转机构，所述摄像头旋转机构与所述控制装置有线连接，所述摄像头设置于所述摄像头旋转机构上。
3.根据权利要求1所述的一种用于现代化农业生产的智能种植***，其特征在于，所述控制装置设置有数据显示器，用于显示数据采集装置采集到的种植环境实时数据。
4.根据权利要求1所述的一种用于现代化农业生产的智能种植***，其特征在于，还包括供电电源，所述供电电源包括第一蓄电池、第一供电管理电路、第二蓄电池和第二供电管理电路，所述第一蓄电池通过所述第一供电管理电路给所述数据采集装置、固定式执行装置和控制装置供电，所述第二蓄电池通过所述第二供电管理电路给所述移动式执行装置供电。
5.根据权利要求4所述的一种用于现代化农业生产的智能种植***，其特征在于，还包括备用供电电源和供电切换电路，所述第一蓄电池电量不足时，所述供电切换电路将所述第一蓄电池供电切换为所述备用供电电源供电。
6.根据权利要求1所述的一种用于现代化农业生产的智能种植***，其特征在于，所述控制装置采用的控制芯片为STC89C52单片机。
7.根据权利要求6所述的一种用于现代化农业生产的智能种植***，其特征在于，所述温湿度传感器为SHT10温湿度传感器。
8.根据权利要求7所述的一种用于现代化农业生产的智能种植***，其特征在于，所述移动终端为电脑、平板或智能手机。
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CN113542345A (zh) * 2020-04-14 2021-10-22 丰田自动车株式会社 信息处理***、信息处理装置以及非临时性的存储介质

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