CN110651628A - 一种基于Python网络数据采集的花卉培植*** - Google Patents

一种基于Python网络数据采集的花卉培植*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于Python网络数据采集的环境花卉培植***，包括电脑、手机、云服务器、网络数据库、Python算法、主控器模块、本地数据采集模块、数据采集卡和环境参数控制模块；利用Python算法在网络数据库中采集花卉的最佳培植环境参数，将数据传递给主控器模块，主控器模块将数据可视化处理后，在电脑端和手机端上显示并通知管理员；管理员可查看、修改和确认花卉培植环境参数，然后将确认后的数据批量地设置为本地数据采集模块的阈值；同时利用本地数据采集模块中的各类传感器实时监测花卉的培植环境，在设置的环境参数阈值内，实现花卉培植环境的自动控制；并且在有异常情况时向管理员发送警报；使花卉培植更专业、智能便捷。

Description

一种基于Python网络数据采集的花卉培植***
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种基于Python网络数据采集的花卉培植***。
背景技术
在全球范围内花卉业迅速崛起，然而我国的花卉业却是新兴的产业，我国花卉产业需要 实现快速、高质量的发展。但目前我国花卉业的发展仍面临很多问题。比如：花卉产业总体 基础仍然薄弱、行业标准亟待提高、花卉的高端品种太少、走向国际市场的品种不多等。
花卉业是对科技进步依赖性较强的农业产业。中国的花卉产业要实现高质量发展，需要 为传统的种植模式注入现代科技力量和手段；增加科研力度和手段，培养出高品质的花卉。 随着物联网技术、大数据融合技术、自动控制技术的发展，给花卉产业带来了新的机遇。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于Python网络数据采集的花卉培植***，可以解决上述技术 问题中的一个或是多个。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案如下：
一种基于Python网络数据采集的花卉培植***，包括网络数据库、数据抓取模块、主控 器模块、本地数据采集模块、数据采集卡、环境参数控制模块、上位机。所述网络数据库为 专业的花卉培植环境参数的数据库，用于设定花卉培植环境参数的参考标准。所述数据抓取 模块通过Python算法采集数据抓取网络数据库中的相关数据。所述主控器模块将通过Python 算法采集数据抓取的数据做培植阈值条件。所述本地数据采集模块用于采集本地的花卉培植 环境参数，并通过数据采集卡将采集到的花卉培植环境参数传输给所述主控器模块。所述主 控器模块通过所述环境参数控制模块自动的控制花卉的培植环境。所述上位机用于控制主控 器模块。
在本发明中本地数据采集模块与主控器模块相连，用于采集花卉的生长环境参数数据， 并将采集到的数据经数据采集卡传递给主控器模块；环境参数控制模块与主控器模块相连， 用于接收主控器模块发出的控制信号并控制相关装置对花卉的培植环境进行调整。
主控器模块利用网络和云服务器将经算法处理的环境参数数据发送到上位机(手机和或 电脑)；管理员可通过上位机查看、修改和确认环境参数，并将确认后的环境数据批量地设置 为本地数据采集模块的阈值。
花卉生长环境参数阈值设定好以后，主控器模块会根据设定的阈值自动地调整花卉生长 环境参数，以适应花卉的生长需要，无需再次设置。
在有环境参数异常或环境参数有网络更新的情况下，管理员会通过上位机收到提醒。
另外，在这里获取专业的花卉培植环境参数数据库的数据方式是：在python编译环境中 装有fake-useragent库的前提下，调用fake-useragent库随机生成User-Agent，以便于向访 问的网站提供信息标识；利用python内置的HTTP请求库Urllib向目标站点发起请求，即发送 一个Request，等待站点所在服务器的响应；如果服务器能正常响应，会得到一个Response， Response的内容便是所需要获取的页面内容，类型可能有HTML、Json、字符串、二进制数据 等；根据Response内容的类型使用不同的解析库对内容进行解析，获取我们需要的数据；经 过解析的数据会有些杂乱，对数据进行简单的美化处理，保留必要的数据、空格和标签，删 除我们不需要的成分；将所获取的数据以文本文档的格式进行保存，后续用于管理员设定环 境参数的参考数据。
进一步的，还包括云服务器，所述云服务器设置在上位机和主控器模块之间，用于存储 和传输数据。
进一步的，所述上位机包括电脑和或手机。
进一步的，本地数据采集模块包括用于采集环境光照强度的光照强度传感器、用于采集 空气温湿度的空气温湿度传感器、用于采集空气CO2浓度的空气CO2浓度传感器、用于采集土 壤湿度的土壤湿度传感器、用于采集土壤PH值的土壤PH值传感器。
进一步的，所述数据采集卡的数量至少一个。用于传输传感器数据到主控器模块的数据 采集卡。
进一步的，环境参数控制模块包括用于调节环境光照强度的照明装置和遮光装置；用于 调节空气温湿度的空调和加湿器；用于调节空气CO2浓度的CO2补给装置和通风装置；用于调 节土壤湿度的灌水装置；用于调节土壤PH值的酸性水源和碱性水源。
理论上来说，以上环境参数模块可以是任意可以实现该功能的装置，在此不做限定。
下面给出具体的各模块的结构，但不作为对本发明的限制。
具体的来说：照明装置包括LED灯和型号为KC24AH-300的LED驱动器；LED驱动器与LED灯 连接，LED驱动器与主控器模块连接；光照度传感器监测环境的光照强度，当遮光装置关闭且 环境的光照强度低于或者高于设定的阈值时，主控器模块控制LED驱动器调节LED灯的亮度， 从而调节环境的光照强度。
遮光装置包括柔性可卷曲的遮光帘、步进电机、转轴、齿轮组；遮光帘卷在卷轴上，卷 轴的两端设置轴承支撑，卷轴其中的一端连接有齿轮组，齿轮组与步进电机匹配，步进电机 驱动齿轮组转动，带动遮光帘在卷轴上的放出和收起。步进电机与主控器模块连接；光照度 传感器监测环境的光照强度，当环境的光照强度高于设定的阈值且无法通过照明装置调节时， 主控器模块控制电机正反转打开或关闭遮光帘，从而调节环境的光照强度。
调温装置(空调→调温装置)包括空调和空调控制器；空调控制器与空调连接，空调控 制器与主控器模块连接；温度传感器监测环境的温度，当环境的温度低于或高于设定的阈值 时，主控器模块控制空调控制器调节空调的温度，从而调节环境的温度。例如空调设定温度 之后的自助调节。
调湿装置(加湿器→调湿装置)包括加湿器与主控器模块连接；空气湿度传感器监测环 境的湿度，当环境的湿度低于或高于设定的阈值时，主控器模块控制加湿器开关，从而调节 环境的湿度。
CO2补给装置包括CO2罐、输气管和第一电磁阀；输气管一端连接在CO2罐出口，另一端用 于排放CO2，在输气管上安装有电磁阀用以开关CO2罐，第一电磁阀与主控器模块连接；CO2浓 度传感器监测环境的CO2浓度，当环境的CO2浓度低于设定的的阈值时，主控器模块控制第一 电磁阀打开电磁阀开关，让CO2罐中的CO2通过输气管注入环境中，从而调节环境的CO2浓度。
通风装置包括排风扇；当环境的CO2浓度高于设定的的阈值时，主控器模块打开排风扇， 使外界空气与环境空气交换，从而调节环境的CO2浓度。
灌水装置包括水罐、输水管和第二电磁阀；输水管的一端连接在水罐出口，另一端用于 放水，第二电磁阀安装在输水管上；土壤湿度传感器监测土壤的湿度，当土壤的湿度低于设 定的阈值时，主控器模块控制第二电磁阀开关，让水罐中的水通过输水管注入土壤中，从而 调节土壤的湿度。
酸性水源补给装置(酸性水源→酸性水源补给装置)包括酸性水罐、酸性输水管和第三 电磁阀；酸性输水管的一端连接在水罐出口，另一端用于放酸性水，第三电磁阀安装在酸性 输水管上；土壤PH值传感器监测土壤PH值，当土壤的PH值高于设定的阈值时，主控器模块控 制第三电磁阀打开，让酸性水罐中的水通过酸性输水管注入土壤中，从而调节土壤的PH值。
碱性水源补给装置(碱性水源→碱性水源补给装置)包括碱性水罐、碱性输水管和第四 电磁阀；碱性输水管的一端连接在水罐出口，另一端用于放碱性水，第四电磁阀安装在碱性 输水管上；土壤PH值传感器监测土壤PH值，当土壤的PH值低于设定的阈值时，主控器模块控 制电磁阀打开电磁阀开关，让碱性水罐中的水通过碱性输水管注入土壤中，从而调节土壤的 PH值。
以上酸碱性水管依据酸碱性的不同筛选合适的管材，例如耐酸碱硅胶管，耐酸碱胶管， 耐酸碱矽胶管，耐酸碱硅橡胶管，耐酸碱矽利康管。各罐体同理，不做限定。
另外，以上的控制电路属于本领域技术人员的公知常识，不做详细阐述。
进一步的，所述数据抓取模块分为7个步骤，分别是：获取网址、获取User-Agent、发 起URL请求、获取响应、获取源码中指定的数据、处理数据并可视化、保存数据。
本发明的技术效果是：
本发明提供的基于Python网络数据采集的花卉培植***，从网络权威数据库中获取花卉 培植的环境参数，以科学合理地配置花卉培植的环境参数；利用传感器和控制装置监测并自 动调控花卉培植的环境参数，实现花卉培植的智能化，节省人力；基于科学的花卉培植环境 可大大提高花卉的品质。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例 及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为基于Python网络数据采集的环境花卉培植***工作流程的框架图。
图2为数据抓取模块的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用 来解释本发明，但并不作为对本发明的不当限定。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明是一种基于Python网络数据采集的花卉培植***，如图1所示，该方法包括：电 脑和或手机、云服务器、网络数据库、主控器模块、本地数据采集模块、光照强度传感器、 空气温湿度传感器、空气CO2浓度传感器、土壤湿度传感器、土壤PH值传感器、数据采集卡、 环境参数控制模块、照明装置、遮光装置、空调、加湿器、除湿器、CO2补给装置、通风装置、灌水装置、酸性水源、碱性水源。
如图2所示，数据抓取包括7个步骤：获取网址、获取User-Agent、发起URL请求、获取 响应、获取源码中指定的数据、处理数据并可视化、保存数据。
实施例1：
使用本发明的基于Python网络数据采集的花卉培植***时，利用Python算法从花卉培植 环境参数网络数据库中抓取对应花卉品种的最佳培植环境参数，并将参数数据传递给主控器 模块。
主控器模块将培植环境参数可视化处理后，在电脑端和手机端上显示并通知管理员。
管理员可查看、修改和确认花卉培植环境参数，然后将确认后的数据批量地设置为本地 数据采集模块的阈值。
实施例2：
使用本发明的基于Python网络数据采集的花卉培植***时，通过光照强度传感器实时监 测花卉培植环境的光照强度，并将监测到的环境光照强度值传输给主控器模块，当环境光照 强度值低于设定的阈值时，控制模块控制遮光装置和照明装置增强光照强度；环境光照强度 高于设定的阈值时，控制模块控制挡遮光装置和照明装置减弱光照强度。
通过空气温湿度传感器实时监测花卉培植环境的空气温湿度，并将监测到的环境空气温 湿度值传递给主控器模块；当环境空气湿度值低于设定的阈值时，控制模块控制加湿器进行 加湿；当环境空气温度值低于设定的阈值时，控制模块控制空调进行升温；当环境空气温度 高于设定的阈值时，控制模块控制空调进行降温。
通过空气CO2浓度传感器实时监测花卉培植环境的CO2浓度，并将监测到的环境CO2浓度 值传递给主控器模块；当环境CO2浓度值低于设定的阈值时，控制模块控制CO2补给装置补充 CO2；当环境CO2浓度值高于设定的阈值时，控制模块控制通风装置进行通风。
通过土壤湿度传感器实时监测花卉培植环境的土壤湿度，并将监测到的环境土壤湿度值 传递给主控器模块；当环境土壤湿度值低于设定的阈值时，控制模块控制灌水装置进行加湿。
通过土壤PH值传感器实时监测花卉培植环境的土壤PH值，并将监测到的环境土壤PH值传 递给主控器模块；当环境土壤PH值低于设定的阈值时，控制模块控制灌水装置接入碱性水质 进行滴灌以调节土壤PH值；当环境土壤PH值高于设定的阈值时，控制模块控制灌水装置接入 酸性水质进行滴灌以调节土壤PH值。
实施例3：
使用本发明的基于Python网络数据采集的花卉培植***时，管理员可在电脑端和手机端 实时查看由传感器传回并经主控器模块可视化处理的花卉培植环境参数值，实时监控花卉的 培植环境。
实施例4：
使用本发明的基于Python网络数据采集的花卉培植***时，主控器模块实时地将花卉培 植环境参数传输并存储到云服务器，当花卉培植环境参数超出阈值范围时，主控器模块通过 云服务器向管理员手机端和电脑端发送警报并显示自动控制进程，在必要时管理员可以通过 手机和电脑介入控制进程。
主控器模块定时地从网络数据库采集花卉培植的环境参数，当花卉培植的环境参数有更 新或者优化时，主控器模块将会向管理源发送提醒。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员 来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等 同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于Python网络数据采集的花卉培植***，其特征在于，包括网络数据库、数据抓取模块、主控器模块、本地数据采集模块、数据采集卡、环境参数控制模块、上位机；
所述网络数据库为专业的花卉培植环境参数的数据库，用于设定花卉培植环境参数的参考标准；
所述数据抓取模块通过Python算法采集数据抓取网络数据库中的相关数据；
所述主控器模块将通过Python算法采集数据抓取的数据做培植阈值条件；
所述本地数据采集模块用于采集本地的花卉培植环境参数，并通过数据采集卡将采集到的花卉培植环境参数传输给所述主控器模块；
所述主控器模块通过所述环境参数控制模块自动控制花卉的培植环境；
所述上位机用于控制主控器模块。
2.根据权利要求1所述的基于Python网络数据采集的花卉培植***，其特征在于，还包括云服务器，所述云服务器设置在上位机和主控器模块之间，用于存储和传输数据。
3.根据权利要求1所述的基于Python网络数据采集的花卉培植***，其特征在于，所述上位机包括电脑和或手机。
4.根据权利要求1所述的基于Python网络数据采集的花卉培植***，其特征在于，所述本地数据采集模块包括光照强度传感器、空气温湿度传感器、CO2浓度传感器、土壤湿度传感器、土壤PH值传感器。
5.根据权利要求1所述的基于Python网络数据采集的花卉培植***，其特征在于，所述数据采集卡的数量至少一个。
6.根据权利要求1所述的基于Python网络数据采集的花卉培植***，其特征在于，所述环境参数控制模块包括照明装置、遮光装置、空调、加湿器、CO2补给装置、通风装置、灌水装置、酸性水源、碱性水源。
7.根据权利要求1所述的基于Python网络数据采集的花卉培植***，其特征在于，所述数据抓取模块分为7个步骤，分别是获取网址、获取User-Agent、发起URL请求、获取响应、获取源码中指定的数据、处理数据并可视化、保存数据。
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