CN114747351A - 一种农业育苗试验智能施肥装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种农业育苗试验智能施肥装置及控制方法，其***包括包括多方位数据采集终端、智能肥料混配终端、多功能施肥终端、节能供电终端和中央控制终端；本发明通过对包括土壤温湿度、空气温湿度、土壤酸碱度、土壤养分和育苗生长图像在内的育苗环境参数进行采集，从而便于根据育苗的实际培育环境对肥料种类配比以及施肥方式进行适应性调节，通过对水和肥料进行不同比例的混合配制，从而可以为育苗提供不同类型和不同量的水肥混合液，以满足不同的育苗对肥料的不同需求，通过施肥控制模块调控施肥模块切换不同的施肥方式，从而可以满足不同育苗对不同施肥强度的需求，以保证育苗得到最佳施肥并均匀生长，一定程度上提高施肥装置的智能化程度。
Description
技术领域
本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种农业育苗试验智能施肥装置及控制方法。
背景技术
农业是利用动植物的生长发育规律，通过人工培育来获得产品的产业，我国是农业大国，向来是以农为本，为提高农作物产量，在农业种植过程中需要先进行育苗试验，育苗就是培育幼苗，原意是指在苗圃、温床或温室里培育幼苗，以备移植至土地里去栽种，也可指各种生物细小时经过人工保护直至能独立生存的这个阶段，育苗是一项劳动强度高、较为费时、技术性强的工作，农业育苗试验在农作物栽培过程中起着至关重要的作用，它不仅关系着农作物的质量，更关系着农作物的收成与效益，而在农业育苗试验过程中，需要定期对培育的幼苗进行施肥。
现有的农业育苗用施肥装置大都功能单一，智能化程度不高，不便于操控控制，不能根据育苗的实际培育环境对肥料种类配比以及施肥方式进行适应性调节，从而不能满足不同的育苗对肥料的不同需求，进而使育苗在培育过程中容易出现生长不良或生长过剩的问题，不利于农业育苗试验的正常进行，因此，本发明提出一种农业育苗试验智能施肥装置及控制方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提出一种农业育苗试验智能施肥装置及控制方法，解决现有的农业育苗用施肥装置智能化程度不高、不便于操控控制以及不能满足不同的育苗对肥料的不同需求的问题。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种农业育苗试验智能施肥装置，包括多方位数据采集终端、智能肥料混配终端、多功能施肥终端、节能供电终端和中央控制终端，所述多方位数据采集终端分别与智能肥料混配终端、多功能施肥终端以及中央控制终端无线连接，所述节能供电终端分别为方位数据采集终端、智能肥料混配终端和多功能施肥终端供工作电能，所述中央控制终端通过市电供电，所述多方位数据采集终端包括用于检测育苗环境温湿度值的温湿度采集模块、用于检测育苗土壤酸碱度的酸碱度采集模块、用于检测土壤养分的养分采集模块、用于拍摄苗图像的图像采集模块和用于将采集数据发送至智能肥料混配终端、多功能施肥终端以及中央控制终端的数据发送模块，所述智能肥料混配终端包括用于接收数据发送模块发送数据的第一数据接收模块、用于对接收的数据进行智能分析的数据分析模块、用于存储水和肥料的储料模块以及用于对水和肥料进行混合的混配模块，所述多功能施肥终端包括用于接收数据发送模块发送数据的第二数据接收模块、用于对育苗进行施肥的施肥模块和用于根据接收的数据对施肥模块进行调控的施肥控制模块，所述中央控制终端包括用于显示多方位数据采集终端采集数据的液晶显示屏、用于输入控制参数的控制面板和用于在采集数据异常时发出警报的紧急报警模块。
进一步改进在于：所述紧急报警模块包括用于检测数据发送模块发送数据的数据检测单元、用于判定数据是否存在异常的检测判定单元和用于在判定数据存在异常时向用户发出警报的异常报警单元，所述结果判定单元根据用户预设阀值来判定多方位数据采集终端采集的育苗环境数据是否存在异常。
进一步改进在于：所述中央控制终端还包括远程遥控模块和备用电源，所述远程遥控模块由用户随身携带并对施肥装置进行远程控制，所述备用电源在市电断电时为中央控制终端提供工作电能。
进一步改进在于：所述温湿度采集模块包括土壤温湿度传感器和空气温湿度传感器，所述土壤温湿度传感器检测育苗土壤的温湿度值，所述空气温湿度传感器检测育苗环境的空气温湿度值。
进一步改进在于：所述酸碱度采集模块选用土壤酸碱度检测仪，所述养分采集模块选用土壤养分检测仪，所述图像采集模块选用360°高清摄像机并安装于育苗环境的视野开阔处。
进一步改进在于：所述储料模块包括用于储水的蓄水箱和用于存储肥料的肥料箱，所述肥料箱数量根据废料种类确定且不同肥料箱内存储有不同类型的肥料，所述储料模块根据数据分析模块的数据分析结果将不同比例的水和肥料注入混配模块。
进一步改进在于：所述混配模块包括进料管、混料罐和排料管，所述混料罐通过进料管与储料模块连接，并通过排料管与施肥模块连接，所述混料罐内设有用于搅拌水和肥料的搅拌叶。
进一步改进在于：所述施肥模块包括用于临时存储水肥混合液的储液箱、用于对育苗进行喷灌的喷罐装置、用于对育苗进行滴灌的滴灌装置和用于对育苗进行微灌的微灌装置，所述喷罐装置、滴灌装置和微灌装置均与储液箱连接并通过施肥调控模块驱动开启，所述施肥调控模块对接收的数据进行分析判断并根据判断结果选择施肥模块的施肥方式。
进一步改进在于：所述节能供电终端包括蓄电池、太阳能光伏板和变压器，所述太阳能光伏板与蓄电池电连接并为蓄电池充电，所述变压器与蓄电池电连接并调节蓄电池的输出电压。
一种农业育苗试验智能施肥装置的控制方法，包括以下步骤：先通过中央控制终端控制多方位数据采集终端中的温湿度采集模块、酸碱度采集模块、养分采集模块和图像采集模块分别采集育苗环境的参数数据，并利用数据发送模块将采集的参数数据分别发送至智能肥料混配终端中的第一数据接收模块、多功能施肥终端中的第二数据接收模块和中央控制终端，接着数据分析模块根据第一数据接收模块接收的数据进行分析，并根据分析结果驱动储料模块水和不同类型的肥料按特定比例注入混配模块进行混合搅拌，制得水肥混合液，随后储料模块将水肥混合液排入施肥模块进行临时存储，然后施肥调控模块对第二数据接收模块接收的数据进行分析判断并根据判断结果选择施肥模块的施肥方式，即根据育苗需要选择喷灌装置、滴灌装置或微灌装置中的其中一种进行育苗施肥，同时中央控制终端中的液晶显示屏实时显示多方位数据采集终端采集的数据，并利用紧急报警模块中的数据检测单元对采集的数据进行检测，通过检测判定单元根据检测结果判定数据是否存在异常，通过异常报警单元在判定数据存在异常时向用户发出警报，以提示用户及时进行处理。
本发明的有益效果为：本发明通过对包括土壤温湿度、空气温湿度、土壤酸碱度、土壤养分和育苗生长图像在内的育苗环境参数进行采集，从而便于根据育苗的实际培育环境对肥料种类配比以及施肥方式进行适应性调节，通过对水和肥料进行不同比例的混合配制，从而可以为育苗提供不同类型和不同量的水肥混合液，以满足不同的育苗对肥料的不同需求，通过施肥控制模块调控施肥模块切换不同的施肥方式，从而可以满足不同育苗对不同施肥强度的需求，以保证育苗得到最佳施肥并均匀生长，一定程度上提高施肥装置的智能化程度，且该施肥装置原理简单，易于控制，使用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
参见图1，本实施例提供了一种农业育苗试验智能施肥装置，包括用于采集育苗环境参数数据的多方位数据采集终端、用于根据采集数据将肥料和水按特定比例混合搅拌的智能肥料混配终端、用于为育苗提供不同施肥方式的多功能施肥终端、用于为施肥装置提供工作用电的节能供电终端和用户控制施肥装置的中央控制终端，多方位数据采集终端分别与智能肥料混配终端、多功能施肥终端以及中央控制终端无线连接，节能供电终端将太阳能转换为电能并分别为方位数据采集终端、智能肥料混配终端和多功能施肥终端供工作电能，中央控制终端通过市电供电并设于室内，多方位数据采集终端包括用于检测育苗环境温湿度值的温湿度采集模块、用于检测育苗土壤酸碱度的酸碱度采集模块、用于检测土壤养分的养分采集模块、用于拍摄苗图像的图像采集模块和用于将采集数据发送至智能肥料混配终端、多功能施肥终端以及中央控制终端的数据发送模块，通过对包括土壤温湿度、空气温湿度、土壤酸碱度、土壤养分和育苗生长图像在内的育苗环境参数进行采集，从而便于根据育苗的实际培育环境对肥料种类配比以及施肥方式进行适应性调节，智能肥料混配终端包括用于接收数据发送模块发送数据的第一数据接收模块、用于对接收的数据进行智能分析的数据分析模块、用于存储水和肥料的储料模块以及用于对水和肥料进行混合的混配模块，通过对水和肥料进行不同比例的混合配制，从而可以为育苗提供不同类型的水肥混合液，以满足不同的育苗对肥料的不同需求，多功能施肥终端包括用于接收数据发送模块发送数据的第二数据接收模块、用于对育苗进行施肥的施肥模块和用于根据接收的数据对施肥模块进行调控的施肥控制模块，通过施肥控制模块调控施肥模块切换不同的施肥方式，从而可以满足不同育苗对不同施肥强度的需求，中央控制终端包括用于显示多方位数据采集终端采集数据的液晶显示屏、用于输入控制参数的控制面板和用于在采集数据异常时发出警报的紧急报警模块，在多方位数据采集终端采集到的数据存在异常时，即说明育苗的生长环境存在异常，则利用紧急报警模块进行报警，以通知用户及时进行补救处理。
紧急报警模块包括用于检测数据发送模块发送数据的数据检测单元、用于判定数据是否存在异常的检测判定单元和用于在判定数据存在异常时向用户发出警报的异常报警单元，结果判定单元根据用户预设阀值来判定多方位数据采集终端采集的育苗环境数据是否存在异常，若采集的育苗环境数据参数不在预设阀值范围内，则说明育苗环境数据存在异常，便于用户及时发现育苗过程中可能出现的异常情况，以便及时进行补救工作。
中央控制终端还包括远程遥控模块和备用电源，远程遥控模块由用户随身携带并对施肥装置进行远程控制，通过为用户提供远程遥控模块便于用户对施肥装置进行远程控制，而无需用户一直待在育苗现场，备用电源在市电断电时为中央控制终端提供工作电能，通过备用电源为中央控制终端提供备用电，从而使市电断电的情况下也能保证正常使用。
温湿度采集模块包括土壤温湿度传感器和空气温湿度传感器，土壤温湿度传感器检测育苗土壤的温湿度值，空气温湿度传感器检测育苗环境的空气温湿度值，通过分别对空气和土壤的温湿度进行检测，从而使采集的数据更为全面，以真实体现育苗环境。
酸碱度采集模块选用土壤酸碱度检测仪，养分采集模块选用土壤养分检测仪，图像采集模块选用360°高清摄像机并安装于育苗环境的视野开阔处，利用360°高清摄像机拍摄育苗的生长状态，便于用户直观的了解到育苗的培育情况。
储料模块包括用于储水的蓄水箱和用于存储肥料的肥料箱，肥料箱数量根据废料种类确定且不同肥料箱内存储有不同类型的肥料，储料模块根据数据分析模块的数据分析结果将不同比例的水和肥料注入混配模块，数据分析模块对采集的育苗环境参数进行分析，以针对不同生长状态的育苗提供不同配比以及不同量的水肥混合液，以保证育苗得到最佳施肥并均匀生长，一定程度上提高该施肥装置的智能化程度。
混配模块包括进料管、混料罐和排料管，混料罐通过进料管与储料模块连接，并通过排料管与施肥模块连接，混料罐内设有用于搅拌水和肥料的搅拌叶，通过混料罐对注入其中的水和不同废料进行混合搅拌，以获取均匀的水肥混合液用于育苗施肥。
施肥模块包括用于临时存储水肥混合液的储液箱、用于对育苗进行喷灌的喷罐装置、用于对育苗进行滴灌的滴灌装置和用于对育苗进行微灌的微灌装置，喷罐装置、滴灌装置和微灌装置均与储液箱连接并通过施肥调控模块驱动开启，施肥调控模块对接收的数据进行分析判断并根据判断结果选择施肥模块的施肥方式，通过施肥调控模块调控施肥模块切换不同的施肥方式，以根据不同育苗需要的不同施肥强度选择适合的施肥装置，其中喷罐装置、滴灌装置和微灌装置提供的施肥强度依次递减，从而进一步提高该施肥装置的智能化程度。
节能供电终端包括蓄电池、太阳能光伏板和变压器，太阳能光伏板与蓄电池电连接并为蓄电池充电，变压器与蓄电池电连接并调节蓄电池的输出电压，以针对不同设备提供不同的供电电压，通过节能供电终端提供环保能源供电，使该施肥装置具备节能环保的效果。
实施例二
本实施例提供了一种农业育苗试验智能施肥装置的控制方法，其特征在于，先通过中央控制终端控制多方位数据采集终端中的温湿度采集模块、酸碱度采集模块、养分采集模块和图像采集模块分别采集育苗环境的参数数据，并利用数据发送模块将采集的参数数据分别发送至智能肥料混配终端中的第一数据接收模块、多功能施肥终端中的第二数据接收模块和中央控制终端，接着数据分析模块根据第一数据接收模块接收的数据进行分析，并根据分析结果驱动储料模块水和不同类型的肥料按特定比例注入混配模块进行混合搅拌，制得水肥混合液，随后储料模块将水肥混合液排入施肥模块进行临时存储，然后施肥调控模块对第二数据接收模块接收的数据进行分析判断并根据判断结果选择施肥模块的施肥方式，即根据育苗需要选择喷灌装置、滴灌装置或微灌装置中的其中一种进行育苗施肥，同时中央控制终端中的液晶显示屏实时显示多方位数据采集终端采集的数据，并利用紧急报警模块中的数据检测单元对采集的数据进行检测，通过检测判定单元根据检测结果判定数据是否存在异常，通过异常报警单元在判定数据存在异常时向用户发出警报，以提示用户及时进行处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)
1.一种农业育苗试验智能施肥装置，其特征在于：包括多方位数据采集终端、智能肥料混配终端、多功能施肥终端、节能供电终端和中央控制终端，所述多方位数据采集终端分别与智能肥料混配终端、多功能施肥终端以及中央控制终端无线连接，所述节能供电终端分别为方位数据采集终端、智能肥料混配终端和多功能施肥终端供工作电能，所述中央控制终端通过市电供电，所述多方位数据采集终端包括用于检测育苗环境温湿度值的温湿度采集模块、用于检测育苗土壤酸碱度的酸碱度采集模块、用于检测土壤养分的养分采集模块、用于拍摄苗图像的图像采集模块和用于将采集数据发送至智能肥料混配终端、多功能施肥终端以及中央控制终端的数据发送模块，所述智能肥料混配终端包括用于接收数据发送模块发送数据的第一数据接收模块、用于对接收的数据进行智能分析的数据分析模块、用于存储水和肥料的储料模块以及用于对水和肥料进行混合的混配模块，所述多功能施肥终端包括用于接收数据发送模块发送数据的第二数据接收模块、用于对育苗进行施肥的施肥模块和用于根据接收的数据对施肥模块进行调控的施肥控制模块，所述中央控制终端包括用于显示多方位数据采集终端采集数据的液晶显示屏、用于输入控制参数的控制面板和用于在采集数据异常时发出警报的紧急报警模块。
2.根据权利要求1所述的一种农业育苗试验智能施肥装置，其特征在于：所述紧急报警模块包括用于检测数据发送模块发送数据的数据检测单元、用于判定数据是否存在异常的检测判定单元和用于在判定数据存在异常时向用户发出警报的异常报警单元，所述结果判定单元根据用户预设阀值来判定多方位数据采集终端采集的育苗环境数据是否存在异常。
3.根据权利要求1所述的一种农业育苗试验智能施肥装置，其特征在于：所述中央控制终端还包括远程遥控模块和备用电源，所述远程遥控模块由用户随身携带并对施肥装置进行远程控制，所述备用电源在市电断电时为中央控制终端提供工作电能。
4.根据权利要求1所述的一种农业育苗试验智能施肥装置，其特征在于：所述温湿度采集模块包括土壤温湿度传感器和空气温湿度传感器，所述土壤温湿度传感器检测育苗土壤的温湿度值，所述空气温湿度传感器检测育苗环境的空气温湿度值。
5.根据权利要求1所述的一种农业育苗试验智能施肥装置，其特征在于：所述酸碱度采集模块选用土壤酸碱度检测仪，所述养分采集模块选用土壤养分检测仪，所述图像采集模块选用360°高清摄像机并安装于育苗环境的视野开阔处。
6.根据权利要求1所述的一种农业育苗试验智能施肥装置，其特征在于：所述储料模块包括用于储水的蓄水箱和用于存储肥料的肥料箱，所述肥料箱数量根据废料种类确定且不同肥料箱内存储有不同类型的肥料，所述储料模块根据数据分析模块的数据分析结果将不同比例的水和肥料注入混配模块。
7.根据权利要求1所述的一种农业育苗试验智能施肥装置，其特征在于：所述混配模块包括进料管、混料罐和排料管，所述混料罐通过进料管与储料模块连接，并通过排料管与施肥模块连接，所述混料罐内设有用于搅拌水和肥料的搅拌叶。
8.根据权利要求1所述的一种农业育苗试验智能施肥装置，其特征在于：所述施肥模块包括用于临时存储水肥混合液的储液箱、用于对育苗进行喷灌的喷罐装置、用于对育苗进行滴灌的滴灌装置和用于对育苗进行微灌的微灌装置，所述喷罐装置、滴灌装置和微灌装置均与储液箱连接并通过施肥调控模块驱动开启，所述施肥调控模块对接收的数据进行分析判断并根据判断结果选择施肥模块的施肥方式。
9.根据权利要求1所述的一种农业育苗试验智能施肥装置，其特征在于：所述节能供电终端包括蓄电池、太阳能光伏板和变压器，所述太阳能光伏板与蓄电池电连接并为蓄电池充电，所述变压器与蓄电池电连接并调节蓄电池的输出电压。
10.一种农业育苗试验智能施肥装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：先通过中央控制终端控制多方位数据采集终端中的温湿度采集模块、酸碱度采集模块、养分采集模块和图像采集模块分别采集育苗环境的参数数据，并利用数据发送模块将采集的参数数据分别发送至智能肥料混配终端中的第一数据接收模块、多功能施肥终端中的第二数据接收模块和中央控制终端，接着数据分析模块根据第一数据接收模块接收的数据进行分析，并根据分析结果驱动储料模块水和不同类型的肥料按特定比例注入混配模块进行混合搅拌，制得水肥混合液，随后储料模块将水肥混合液排入施肥模块进行临时存储，然后施肥调控模块对第二数据接收模块接收的数据进行分析判断并根据判断结果选择施肥模块的施肥方式，即根据育苗需要选择喷灌装置、滴灌装置或微灌装置中的其中一种进行育苗施肥，同时中央控制终端中的液晶显示屏实时显示多方位数据采集终端采集的数据，并利用紧急报警模块中的数据检测单元对采集的数据进行检测，通过检测判定单元根据检测结果判定数据是否存在异常，通过异常报警单元在判定数据存在异常时向用户发出警报，以提示用户及时进行处理。
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