CN114326869A - 一种小麦综合管理*** - Google Patents

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魏秀华
张志伟
王同芹
刘兆丽
于海涛
宋顺
张桂珍
刘亚男
司玉君
陈雪
刘世敏
邢利庆
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Abstract

本发明涉及一种小麦综合管理***，包括中央控制器，与中央控制器相连的土壤水分检测器、土壤肥料成份检测器、环境温度传感器、环境风速传感器、环境湿度传感器、自动浇灌施肥装置和第一无线通信模块，中央控制器通过第一无线通信模块与气象***相连，中央控制器基于土壤水分检测器、土壤肥料成份检测器、环境温度传感器、环境风速传感器和环境湿度传感器的检测结果并基于来自气象***的数据确定是否驱动自动浇灌施肥装置对小麦田地进行浇灌和施肥。其能够实现小麦的自动浇水、施肥、防寒、防热干风以及病虫害的自动检测和防治，从而有助于小麦的增产增收。

Description

一种小麦综合管理***
技术领域
本发明属于农用设备技术领域，涉及一种农作物管理***，尤其是一种小麦综合管理***。
背景技术
小麦是我国的一种重要农作物，其可以用来制作面粉等，以供人们食用。在我国，尤其是我国北方地区，小麦种植量很大，是最重要的农作物之一。
小麦生长周期很长。在生长过程期间，容易遇到各种干旱情况，例如，播种期干旱、越冬期干旱、拔节-抽穗期干旱、灌浆成熟期干旱等。目前，对于各种干旱，通常只能采用普通的大水漫灌的方式进行灌溉，不能起到节水的效果。而且，其往往都是凭借农民的经验等进行浇灌，导致浇灌比较靠后或靠前，难以实现科学灌溉，对小麦的生长造成了诸多不利影响。
同时，在小麦生长过程中，还会出现冻害，例如，冬季冻害、倒春寒等。面对这些冻害，目前还没有很好的应对措施，导致小麦在遇到冻害时往往会出现减产的现象。
而且，在小麦的乳熟期容易受到干热风等的影响。当具有干热风时，往往难以有较好的处理办法，导致小麦难以上浆，影响小麦产量，给小麦造成严重灾害。
此外，现有小麦管理中，都是通过人为观察的方式或者通过经验的方式判断小麦是否具有病虫害，然后再进行小麦病虫害的防治等。这种方式比较落后，难以实现大规模小麦田地的管理。
鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的小麦综合管理***。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种小麦综合管理***，其能够实现小麦的自动浇水、施肥、防寒、防热干风以及病虫害的自动检测和防治，从而有助于小麦的增产增收。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种小麦综合管理***，其包括中央控制器，其特征在于，还包括与所述中央控制器相连的土壤水分检测器、土壤肥料成份检测器、环境温度传感器、环境风速传感器、环境湿度传感器、自动浇灌施肥装置和第一无线通信模块，所述土壤水分检测器和土壤肥料成份检测器设置在小麦田地的土壤中，所述环境温度传感器、环境风速传感器和环境湿度传感器设置在小麦田地的空中，所述中央控制器通过所述第一无线通信模块与气象***相连，所述土壤水分检测器用于检测小麦田地土壤中的水分含量，所述土壤肥料成份检测器用于检测小麦田地土壤中的肥料成份含量，所述环境温度传感器用于检测小麦田地中的环境温度，所述环境风速传感器用于检测小麦田地中的环境风速，所述环境湿度传感器用于检测小麦田地中的环境湿度，所述中央控制器基于所述土壤水分检测器、土壤肥料成份检测器、环境温度传感器、环境风速传感器和环境湿度传感器的检测结果并基于来自所述气象***的数据确定是否驱动所述自动浇灌施肥装置对小麦田地进行浇灌和施肥。
优选地，其中，所述自动浇灌施肥装置包括水源、第一抽水泵、肥料混合池、第二抽水泵和滴灌管，所述第一抽水泵的抽水口与所述水源相连、第一出水口与所述滴灌管相连、第二出水口与所述肥料混合池相连，所述第二抽水泵的抽水口与所述肥料混合池相连、出水口与所述滴灌管相连，所述滴灌管埋入所述小麦田地的土壤中，所述第一抽水泵和第二抽水泵都与所述中央控制器相连。
优选地，其中，所述小麦综合管理***进一步包括病虫害自动检测及防治装置，所述病虫害自动检测及防治装置通过所述第一通信模块与所述中央控制器相连。
优选地，其中，所述病虫害自动检测及防治装置包括无人机，所述无人机上装载有光传感器、相机和第二无线通信模块，所述光传感器用于对小麦田地中的小麦进行光检测，所述相机用于对小麦田地中的小麦进行拍照，所述第二无线通信模块与所述第一无线通信模块相连以便于将所述光传感器的检测结果和所述相机拍摄的图像传输到所述中央控制器。
优选地，其中，所述中央控制器根据所述光传感器的检测结果和所述相机拍摄的图像判断小麦是否具有病虫害。
优选地，其中，所述无人机上还装载有喷药模块，所述喷药模块用于对小麦田地中的小麦进行药物喷洒。
与现有技术相比，本发明的小麦综合管理***具有如下有益技术效果中的一者或多者：
1、其可以根据土壤缺水情况、天气状况、周围环境状况等实现自动浇水，一方面能够防止小麦出现干旱情况，另一方面可以在小麦遇到冻害和干热风之前提前进行浇灌，从而能够减少冻害和干热风等对小麦的影响。
2、其可以根据小麦田地土壤中的肥料成份情况进行合理的施肥，一方面能够保证小麦生长所需要的肥料，另一方面可以科学施肥，避免施加多余的肥料成份，从而可以降低施肥成本和多余的肥料成份对小麦田地土壤的伤害。
3、其可以自动检测小麦的病虫害状况，并能够根据检测结果进行科学的药物喷洒，从而能够科学地防止病虫害对小麦的影响。
4、其通过科学的综合管理，可以实现小麦的增产、增收。
附图说明
图1是本发明的小麦综合管理***的构成示意图。
图2是本发明的小麦综合管理***的自动浇灌施肥装置的构成示意图。
图3是本发明的小麦综合管理***的病虫害自动检测及防治装置的构成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，实施例的内容不作为对本发明的保护范围的限制。
本发明涉及一种小麦综合管理***，其能够实现小麦的自动浇水、施肥、防寒、防热干风以及病虫害的自动检测和防治，从而有助于小麦的增产增收。
图1示出了本发明的小麦综合管理***的构成示意图。如图1所示，本发明的小麦综合管理***包括中央控制器。所述中央控制器可以是现有的计算机主机、工业用中央控制器等，只要其能够实现综合控制功能即可，在本发明中不对其进行限制和详细描述。
所述小麦综合管理***还包括与所述中央控制器相连的土壤水分检测器、土壤肥料成份检测器、环境温度传感器、环境风速传感器、环境湿度传感器、自动浇灌施肥装置和第一无线通信模块。
其中，所述土壤水分检测器和土壤肥料成份检测器设置在小麦田地的土壤中。
所述土壤水分检测器用于检测小麦田地土壤中的水分含量，以判定所述小麦田地土壤中是否缺水，以作为是否进行灌溉的一个重要判定因素。
所述土壤肥料成份检测器用于检测小麦田地土壤中的肥料成份含量。所述土壤肥料成份检测器可以采用市场上可以买到的检测仪器，利用其可以检测土壤中的氮、磷、有效钾、全氮、全磷、全钾、有机质、酸碱度、含盐量以及土壤中钙、镁、硫、铁、锰、硼、锌、铜、氯、硅等各种中微量元素含量。通过检测，可以获得土壤中的肥料成份，以便于确定土壤中是否缺少某种成份，从而有助干根据检测结果进行科学性地、针对性地施肥。
所述环境温度传感器、环境风速传感器和环境湿度传感器设置在小麦田地的空中。
所述环境温度传感器用于检测小麦田地中的环境温度，以便于确定小麦田地周围的环境温度。
所述环境风速传感器用于检测小麦田地中的环境风速，以便于确定小麦田地周围的环境风速。
所述环境湿度传感器用于检测小麦田地中的环境湿度，以便于确定小麦田地周围的环境湿度。
然后，可以基于所述环境温度、环境风速和环境湿度判定天气状况，从而便于判断是否需要对小麦进行防冻和防干热风等操作。
所述中央控制器通过所述第一无线通信模块与气象***相连。由此，可以获得所述气象***提供的天气预报数据等，从而有助于判定未来几天是否需要对小麦浇水以及进行防冻和防干热风操作等。
所述中央控制器基于所述土壤水分检测器、土壤肥料成份检测器、环境温度传感器、环境风速传感器和环境湿度传感器的检测结果并基于来自所述气象***的数据确定是否驱动所述自动浇灌施肥装置对小麦田地进行浇灌和施肥。
图2示出了本发明的小麦综合管理***的自动浇灌施肥装置的构成示意图。如图2所示，所述自动浇灌施肥装置包括水源、第一抽水泵、肥料混合池、第二抽水泵和滴灌管。
其中，所述第一抽水泵的抽水口与所述水源相连、第一出水口与所述滴灌管相连、第二出水口与所述肥料混合池相连。由此，所述第一抽水泵可以根据需要将所述水源处的水抽到所述滴灌管处以便于进行滴灌，或者抽到所述肥料混合池中以便于与肥料进行混合。
所述第二抽水泵的抽水口与所述肥料混合池相连、出水口与所述滴灌管相连。由此，通过所述第二抽水泵可以将需要释放的肥料与水混合后形成的肥料水抽到所述滴灌管处，以便于通过滴灌的方式进行施肥。
所述滴灌管埋入所述小麦田地的土壤中。由于采用所述滴灌管进行灌溉和施肥，因此，可以实现精准的灌溉和施肥，一方面能够减少水和肥料的使用，另一方面能够防止水和肥料的浪费。
所述第一抽水泵和第二抽水泵都与所述中央控制器相连。由所述中央控制器根据所述土壤水分检测器、土壤肥料成份检测器、环境温度传感器、环境风速传感器和环境湿度传感器的检测结果并基于来自所述气象***的数据来控制所述第一抽水泵和第二抽水泵。
例如，当所述土壤水分检测器检测到小麦田地土壤已经出现轻微缺水症状且来自所述气象***的数据显示未来几天不会有雨时，所述中央控制器将控制所述第一抽水泵启动，并使得所述第一抽水泵的第一出水口打开、第二出水口关闭，以便于将所述水源处的水通过所述滴灌管以滴灌的方式对小麦田地进行滴灌，解决小麦干旱问题。
所述土壤肥料成份检测器将其检测结果发送到所述中央控制器，所述中央控制器根据所述检测结果判断小麦田地土壤中是否缺乏某些肥料成份。如果判定缺少某些肥料成份，可以将相关肥料添加到所述肥料混合池中。通过所述中央控制器控制所述第一抽水泵启动，并使得所述第一抽水泵的第一出水口打关闭、第二出水口打开，以便于将所述水源处的水抽到所述肥料混合池中，从而对所述相关肥料进行溶解。同时，所述中央控制器控制所述第二抽水泵启动，在所述第二抽水泵的作用下将溶解后形成的肥料水通过所述滴灌管以滴灌的方式对小麦田地进行施肥，解决小麦肥料缺失的问题。
而且，在冬季或者春季，所述中央控制器可以基于所述环境温度传感器确定的小麦田地周围的环境温度、所述环境风速传感器确定的小麦田地周围的环境风速和所述环境湿度传感器确定的小麦田地周围的环境湿度判断天气是否已经寒冷，并且结合来自所述气象***的未来几天的天气预报情况，判断是否会出现冬季冻害和倒春寒。如果判断出可能出现冬季冻害和倒春寒，所述中央控制器将控制所述第一抽水泵启动，并使得所述第一抽水泵的第一出水口打开、第二出水口关闭，以便于将所述水源处的水通过所述滴灌管以滴灌的方式对小麦田地进行滴灌。由此，可以通过浇水的方式来对小麦田地进行保温，以减轻冬季冻害和倒春寒对小麦造成的影响。
此外，在小麦乳熟期，所述中央控制器可以基于所述环境温度传感器确定的小麦田地周围的环境温度、所述环境风速传感器确定的小麦田地周围的环境风速和所述环境湿度传感器确定的小麦田地周围的环境湿度判断天气是否已经炎热，并且结合来自所述气象***的未来几天的天气预报情况，判断是否会出现干热风。例如，如果预计气温在30℃以上、相对湿度在30％以下，且有2m/s左右的微风，则判定为具有轻度干热风。如果预计气温在35℃以上、相对湿度在25％以下，风速大于3m/s，则判定为具有严重干热风。
如果判断出可能出现干热风，所述中央控制器将控制所述第一抽水泵启动，并使得所述第一抽水泵的第一出水口打开、第二出水口关闭，以便于将所述水源处的水通过所述滴灌管以滴灌的方式对小麦田地进行滴灌。由此，通过浇水的方式来改善小麦田间小气候条件，减轻干热风对小麦造成的危害。
在本发明中，所述小麦综合管理***可以进一步包括病虫害自动检测及防治装置。所述病虫害自动检测及防治装置通过所述第一通信模块与所述中央控制器相连。通过所述病虫害自动检测及防治装置可以自动检测小麦是否具有病虫害，并在检测出病虫害的时候可以进行自动喷药等，以减轻病虫害对小麦的影响。
图3示出了本发明的小麦综合管理***的病虫害自动检测及防治装置的构成示意图。如图3所示，所述病虫害自动检测及防治装置包括无人机。所述无人机可以是现有的市场上可以买到的农用无人机，其属于现有技术，在此不对其进行详细描述。
所述无人机上装载有光传感器、相机和第二无线通信模块。
其中，所述光传感器用于对小麦田地中的小麦进行光检测。通过对小麦进行光检测，可以判断小麦是否出现某些病害。
所述相机用于对小麦田地中的小麦进行拍照，以获得小麦的图像。
所述第二无线通信模块与所述第一无线通信模块相连以便于将所述光传感器的检测结果和所述相机拍摄的图像传输到所述中央控制器。由此，所述中央控制器可以根据所述光传感器的检测结果和所述相机拍摄的图像判断小麦是否具有病虫害。
例如，在小麦患有白粉病等时，通过所述光传感器可以明显检测出来患病部位与未患病部位的不同，所述中央控制器就可以根据所述光传感器的检测结果判断出小麦是否患有白粉病。
在小麦出现病虫害等时，所述中央控制器可以根据正常小麦的图像与出现病虫害的小麦图像的不同而判断出小麦是否出现了病虫害以及病虫害的严重程度。
优选地，所述无人机上还装载有喷药模块。所述喷药模块用于对小麦田地中的小麦进行药物喷洒。
这样，在所述中央处理器根据所述光传感器的检测结果和所述相机拍摄的图像判断出小麦患有病虫害时，可以往所述喷药模块中灌注相应的农药，并通过所述无人机自动实现药物喷洒。由此，一方面减轻了人们的劳动负担和农药对人身体的不利影响，另一方面提高了喷药效率和喷药效果。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种小麦综合管理***，其包括中央控制器，其特征在于，还包括与所述中央控制器相连的土壤水分检测器、土壤肥料成份检测器、环境温度传感器、环境风速传感器、环境湿度传感器、自动浇灌施肥装置和第一无线通信模块，所述土壤水分检测器和土壤肥料成份检测器设置在小麦田地的土壤中，所述环境温度传感器、环境风速传感器和环境湿度传感器设置在小麦田地的空中，所述中央控制器通过所述第一无线通信模块与气象***相连，所述土壤水分检测器用于检测小麦田地土壤中的水分含量，所述土壤肥料成份检测器用于检测小麦田地土壤中的肥料成份含量，所述环境温度传感器用于检测小麦田地中的环境温度，所述环境风速传感器用于检测小麦田地中的环境风速，所述环境湿度传感器用于检测小麦田地中的环境湿度，所述中央控制器基于所述土壤水分检测器、土壤肥料成份检测器、环境温度传感器、环境风速传感器和环境湿度传感器的检测结果并基于来自所述气象***的数据确定是否驱动所述自动浇灌施肥装置对小麦田地进行浇灌和施肥。
2.根据权利要求1所述的小麦综合管理***，其特征在于，所述自动浇灌施肥装置包括水源、第一抽水泵、肥料混合池、第二抽水泵和滴灌管，所述第一抽水泵的抽水口与所述水源相连、第一出水口与所述滴灌管相连、第二出水口与所述肥料混合池相连，所述第二抽水泵的抽水口与所述肥料混合池相连、出水口与所述滴灌管相连，所述滴灌管埋入所述小麦田地的土壤中，所述第一抽水泵和第二抽水泵都与所述中央控制器相连。
3.根据权利要求1或2所述的小麦综合管理***，其特征在于，进一步包括病虫害自动检测及防治装置，所述病虫害自动检测及防治装置通过所述第一通信模块与所述中央控制器相连。
4.根据权利要求3所述的小麦综合管理***，其特征在于，所述病虫害自动检测及防治装置包括无人机，所述无人机上装载有光传感器、相机和第二无线通信模块，所述光传感器用于对小麦田地中的小麦进行光检测，所述相机用于对小麦田地中的小麦进行拍照，所述第二无线通信模块与所述第一无线通信模块相连以便于将所述光传感器的检测结果和所述相机拍摄的图像传输到所述中央控制器。
5.根据权利要求4所述的小麦综合管理***，其特征在于，所述中央控制器根据所述光传感器的检测结果和所述相机拍摄的图像判断小麦是否具有病虫害。
6.根据权利要求5所述的小麦综合管理***，其特征在于，所述无人机上还装载有喷药模块，所述喷药模块用于对小麦田地中的小麦进行药物喷洒。
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