CN115988036A - 一种土壤水分与作物生长耦合远程监测*** - Google Patents
一种土壤水分与作物生长耦合远程监测*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN115988036A CN115988036A CN202310018479.0A CN202310018479A CN115988036A CN 115988036 A CN115988036 A CN 115988036A CN 202310018479 A CN202310018479 A CN 202310018479A CN 115988036 A CN115988036 A CN 115988036A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- module
- soil moisture
- soil
- crop growth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明涉及一种土壤水分与作物生长耦合远程监测***，包括：数据采集模块：用于采集作物生长环境的温湿度、土壤数据及作物生长参数；无线传感网络模块：用于传输温湿度、土壤数据和生长参数；监测数据存储模块：用于基于作物生长环境标准数据、作物生长标准数据与温湿度和所述生长参数进行对比，获得作物生长情况；墒情监测模块：用于通过土壤数据对土壤含水量进行监测；中央控制模块：用于通过单片机控制各个模块进行正常工作。本发明解决了传统种植过程中需要定期去种植田块查看作物生长情况、劳动强度大等问题，降低人工成本、提高作业效率和精度。
Description
技术领域
本发明涉及种植监测技术领域，特别是涉及一种土壤水分与作物生长耦合远程监测***。
背景技术
随着科学技术的发展，现代农业正在朝着更加规模化的方向发展。在传统的小规模农业种植中，管理者到田间通过肉眼观察作物信息和经验即可快速判断农作物的生长状况并迅速采取相应的有效措施，如施药、施肥、灌溉、收获等。然而，对于现代化的大规模作物种植，采用传统的方式很难全面实时掌握作物的生长状况。大规模的作物种植要求管理者具有快速实时获得作物生长状况的能力和科学的管理机制。近年来，物联网在农业实时控制和自动化生产中的作用越来越广，如病虫害的检测和诊断、作物营养状况需水信息等数据的分布式采集及生长环境的实时监测等。
现有大田种植实时监测***中数据传输存在传输距离短、兼容性差、配对操作较复杂等缺点；对于一台设备对多台终端的情况下，无法正确传输数据到目标终端，影响对大田种植的及时监测和管理。而且土壤水分的测定方法已有较长的发展历史，经历了从取土烘干测定到传感器实时自动采集的过程。目前土壤水分的快速测量技术已经比较成熟，可实现实时自动监测和数据采集，但是作物根区土壤水分的连续、实时监测仍没有方便快捷的方法。
综上所述，亟需提供一种土壤水分与作物生长耦合远程监测***，以解决上述现有技术中出现的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种土壤水分与作物生长耦合远程监测***，实现远程实时采集作物的生长状态信息和土壤水分信息，帮助种植者准确判断作物的生长状况。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种土壤水分与作物生长耦合远程监测***，包括：
数据采集模块：用于采集作物生长环境的温湿度、土壤数据及作物生长参数；
无线传感网络模块：用于传输所述温湿度、土壤数据和所述生长参数；
监测数据存储模块：用于基于作物生长环境标准数据、作物生长标准数据与所述温湿度和所述生长参数进行对比，获得作物生长情况；
墒情监测模块：用于通过所述土壤数据对土壤含水量进行监测；
中央控制模块：用于通过单片机控制各个模块进行正常工作；
所述数据采集模块与所述无线传感网络模块连接，所述监测数据存储模块、所述墒情监测模块分别与所述无线传感网络模块连接，所述中央控制模块分别于所述数据采集模块、所述无线传感网络模块、所述监测数据存储模块、所述墒情监测模块连接。
优选地，所述数据采集模块包括：
温湿度采集装置：用于监测作物种植环境的温度、湿度数据；
土壤检测装置：用于检测作物种植土壤的土壤水分、土壤酸碱度土壤养分含量数据；
光线采集装置：用于采集作物生长环境的光照强度；
二氧化碳采集装置：用于采集作物生长时产生的二氧化碳废气；
其中，所述温湿度采集装置、所述土壤检测装置、所述光线采集装置、所述二氧化碳采集装置分别与所述无线传感网络模块连接。
优选地，所述无线传感网络模块包括数据传输单元，所述数据传输单元为CDMA无线数据传输模块或WIFI无线数据传输模块，且数据传输单元连接的无线通信网络为CDMA网络或internet网络。
优选地，所述监测数据存储模块包括数据匹配单元，所述数据匹配单元用于将接收的数据通过无线网络制式设定的作物生长标准信息数据的字段、预设生长环境标准数据进行匹配，并通过数据日志记录单元对匹配结果进行数据接收处理。
优选地，所述数据日志记录单元用于基于所述匹配结果，对作物生长情况进行记录，其中所述作物生长情况包括叶片数量多少、植株高度、叶片面积大小、植株是否病变。
优选地，所述墒情监测模块用于通过土壤检测装置实时连续检测土壤水分状况，基于所述土壤水分状况、作物生长信息和实时气象信息，建立土壤水分模拟和实际土壤水分监测之间的动态模拟模型，所述动态模拟模型的模拟结果为作物根区土壤水分含量，将所述作物根区土壤水分含量进行储存，指导灌溉决策。
优选地，所述实时气象信息包括温度、湿度、风速和辐射强度。
优选地，所述***还包括病虫害监测模块，所述病虫害监测模块包括若干摄像头、远程拍照式智能孢子捕捉仪及远程拍照式智能虫情测报器，所述摄像头根据需求采集作物图像，判断是否存在肉眼可见病虫害，所述捕捉仪定时拍摄捕捉到的孢子，并传输给所述中央控制模块；所述虫情测报器定时拍摄捕捉到虫子，并传输给所述中央控制模块。
本发明的有益效果为：
本发明能够实现农作物生长全过程信息监控和采集，远程实时采集作物生长状态信息、生长环境信息，帮助种植者准确判断农作物生长状况，为精准作业提供实时有效的决策信息，解决了传统种植过程中需要定期去种植田块查看作物生长情况、劳动强度大等问题，降低人工成本、提高作业效率和精度。
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为本发明实施例的土壤水分与作物生长耦合远程监测***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做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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种土壤水分与作物生长耦合远程监测***，如图1，包括：
数据采集模块：用于采集作物生长环境的温湿度、土壤数据及作物生长参数；
无线传感网络模块：用于传输所述温湿度、土壤数据和所述生长参数；
监测数据存储模块：用于基于作物生长环境标准数据、作物生长标准数据与所述温湿度和所述生长参数进行对比，获得作物生长情况；
墒情监测模块：用于通过所述土壤数据对土壤含水量进行监测；
中央控制模块：用于通过单片机控制各个模块进行正常工作；
所述数据采集模块与所述无线传感网络模块连接，所述监测数据存储模块、所述墒情监测模块分别与所述无线传感网络模块连接，所述中央控制模块分别于所述数据采集模块、所述无线传感网络模块、所述监测数据存储模块、所述墒情监测模块连接。
所述数据采集模块包括：
温湿度采集装置：用于监测作物种植环境的温度、湿度数据；
土壤检测装置：用于检测作物种植土壤的土壤水分、土壤酸碱度土壤养分含量数据；
光线采集装置：用于采集作物生长环境的光照强度；
二氧化碳采集装置：用于采集作物生长时产生的二氧化碳废气；
其中，所述温湿度采集装置、所述土壤检测装置、所述光线采集装置、所述二氧化碳采集装置分别与所述无线传感网络模块连接。
通过温湿度传感器实时采集作物种植环境的温度、湿度数据；通过土壤检测仪实时采集土壤的土壤酸碱度、土壤水分、土壤养分含量数据；
进一步优化方案，所述无线传感网络模块包括数据传输单元，所述数据传输单元为CDMA无线数据传输模块或WIFI无线数据传输模块，且数据传输单元连接的无线通信网络为CDMA网络或internet网络。
将***的数据采集模块安装到合适的工作区域内，使其能对作物的生长信息及作物周围环境进行监测，监测数据存储模块对作物的生长信息进行监测，数据通过无线传感器网络模块进行传输，使其进入到监测数据存储模块，传输可采用WIFI网络实现，监测数据存储模块将信息和作物生产标准信信息进行对比，在相同的生长时间下数据匹配正常即可得知作物的生长情况为正常状况，将数据进行记录后输出。
进一步优化方案，所述监测数据存储模块包括数据匹配单元，所述数据匹配单元用于将接收的数据通过无线网络制式设定的作物生长标准信息数据的字段、预设生长环境标准数据进行匹配，并通过数据日志记录单元对匹配结果进行数据接收处理。
在数据无法和正常数据相匹配时，数据匹配单元进行对比分析，数据匹配单元可通过温湿度传感器、光线采集装置和二氧化碳采集装置对作物生长的环境信息进行采集，将环境信息输入至数据匹配单元内进行处理，从而判断作物生长异常的原因，分析环境是否为作物的生长适宜环境和外部环境有无发生改变，在将原因诊断后进行输出，记录至异常数据日志记录单元进行记录，使作物生长信息标准数据信息更加完整，在后续再次遇到此数据即可直接对原因进行诊断并输出。
数据日志记录单元用于基于所述匹配结果，对作物生长情况进行记录，其中所述作物生长情况包括叶片数量多少、植株高度、叶片面积大小、植株是否病变。
进一步优化方案，所述墒情监测模块用于通过土壤检测装置实时连续检测土壤水分状况，基于所述土壤水分状况、作物生长信息和实时气象信息，建立土壤水分模拟和实际土壤水分监测之间的动态模拟模型，所述动态模拟模型的模拟结果为作物根区土壤水分含量，将所述作物根区土壤水分含量进行储存，指导灌溉决策。所述实时气象信息包括温度、湿度、风速和辐射强度。
本***首先通过数据采集模块采集环境温湿度、土壤检测装置利用土壤检测仪实时采集土壤的土壤水分、土壤酸碱度土壤养分含量；通过无线传感网络模块进行传输；其次，中央控制模块通过利用无线发射器连接物联网进行通信；通过监测数据存储模块对作物生长状况进行监测；通过墒情监测模块检测土壤的含水量等信息，建立土壤水分模拟和实际土壤水分监测之间的动态模拟模型，所述动态模拟模型的模拟结果为作物根区土壤水分含量，将所述作物根区土壤水分含量进行储存，指导灌溉决策。
进一步优化方案，本***还包括病虫害监测模块，所述病虫害监测模块包括若干摄像头、远程拍照式智能孢子捕捉仪及远程拍照式智能虫情测报器，所述摄像头根据需求采集作物图像，判断是否存在肉眼可见病虫害，所述捕捉仪定时拍摄捕捉到的孢子，并传输给所述中央控制模块；所述虫情测报器定时拍摄捕捉到虫子，并传输给所述中央控制模块。
以上所述的实施例仅是对本发明优选方式进行的描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种土壤水分与作物生长耦合远程监测***，其特征在于，包括：
数据采集模块：用于采集作物生长环境的温湿度、土壤数据及作物生长参数；
无线传感网络模块：用于传输所述温湿度、土壤数据和所述生长参数；
监测数据存储模块：用于基于作物生长环境标准数据、作物生长标准数据与所述温湿度和所述生长参数进行对比，获得作物生长情况；
墒情监测模块：用于通过所述土壤数据对土壤含水量进行监测；
中央控制模块：用于通过单片机控制各个模块进行正常工作；
所述数据采集模块与所述无线传感网络模块连接，所述监测数据存储模块、所述墒情监测模块分别与所述无线传感网络模块连接，所述中央控制模块分别于所述数据采集模块、所述无线传感网络模块、所述监测数据存储模块、所述墒情监测模块连接。
2.根据权利要求1所述的土壤水分与作物生长耦合远程监测***，其特征在于，所述数据采集模块包括：
温湿度采集装置：用于监测作物种植环境的温度、湿度数据；
土壤检测装置：用于检测作物种植土壤的土壤水分、土壤酸碱度土壤养分含量数据；
光线采集装置：用于采集作物生长环境的光照强度；
二氧化碳采集装置：用于采集作物生长时产生的二氧化碳废气；
其中，所述温湿度采集装置、所述土壤检测装置、所述光线采集装置、所述二氧化碳采集装置分别与所述无线传感网络模块连接。
3.根据权利要求2所述的土壤水分与作物生长耦合远程监测***，其特征在于，所述无线传感网络模块包括数据传输单元，所述数据传输单元为CDMA无线数据传输模块或WIFI无线数据传输模块，且数据传输单元连接的无线通信网络为CDMA网络或internet网络。
4.根据权利要求1所述的土壤水分与作物生长耦合远程监测***，其特征在于，所述监测数据存储模块包括数据匹配单元，所述数据匹配单元用于将接收的数据通过无线网络制式设定的作物生长标准信息数据的字段、预设生长环境标准数据进行匹配，并通过数据日志记录单元对匹配结果进行数据接收处理。
5.根据权利要求4所述的土壤水分与作物生长耦合远程监测***，其特征在于，所述数据日志记录单元用于基于所述匹配结果，对作物生长情况进行记录，其中所述作物生长情况包括叶片数量多少、植株高度、叶片面积大小、植株是否病变。
6.根据权利要求1所述的土壤水分与作物生长耦合远程监测***，其特征在于，所述墒情监测模块用于通过土壤检测装置实时连续检测土壤水分状况，基于所述土壤水分状况、作物生长信息和实时气象信息，建立土壤水分模拟和实际土壤水分监测之间的动态模拟模型，所述动态模拟模型的模拟结果为作物根区土壤水分含量，将所述作物根区土壤水分含量进行储存，指导灌溉决策。
7.根据权利要求6所述的土壤水分与作物生长耦合远程监测***，其特征在于，所述实时气象信息包括温度、湿度、风速和辐射强度。
8.根据权利要求1所述的土壤水分与作物生长耦合远程监测***，其特征在于，所述***还包括病虫害监测模块，所述病虫害监测模块包括若干摄像头、远程拍照式智能孢子捕捉仪及远程拍照式智能虫情测报器，所述摄像头根据需求采集作物图像，判断是否存在肉眼可见病虫害，所述捕捉仪定时拍摄捕捉到的孢子，并传输给所述中央控制模块；所述虫情测报器定时拍摄捕捉到虫子，并传输给所述中央控制模块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310018479.0A CN115988036A (zh) | 2023-01-06 | 2023-01-06 | 一种土壤水分与作物生长耦合远程监测*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310018479.0A CN115988036A (zh) | 2023-01-06 | 2023-01-06 | 一种土壤水分与作物生长耦合远程监测*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115988036A true CN115988036A (zh) | 2023-04-18 |
Family
ID=85970016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310018479.0A Pending CN115988036A (zh) | 2023-01-06 | 2023-01-06 | 一种土壤水分与作物生长耦合远程监测*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115988036A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116754013A (zh) * | 2023-06-16 | 2023-09-15 | 海丰县绿色部落生态农业有限公司 | 一种基于数据分析的野生茶种植环境监测*** |
-
2023
- 2023-01-06 CN CN202310018479.0A patent/CN115988036A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116754013A (zh) * | 2023-06-16 | 2023-09-15 | 海丰县绿色部落生态农业有限公司 | 一种基于数据分析的野生茶种植环境监测*** |
| CN116754013B (zh) * | 2023-06-16 | 2024-01-05 | 海丰县绿色部落生态农业有限公司 | 一种基于数据分析的野生茶种植环境监测*** |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109470299A (zh) | 一种基于物联网的作物生长信息监测***和方法 | |
| CN110728332A (zh) | 一种基于物联网的农业数据分析方法及*** | |
| CN107409547A (zh) | 一种基于北斗卫星的智能播种作业*** | |
| CN110825058A (zh) | 一种农作物实时监控*** | |
| CN108132628A (zh) | 一种农田综合环境检测装置及农田综合环境监控*** | |
| CN210570820U (zh) | 一种农业检测预警*** | |
| CN112461828A (zh) | 一种基于卷积神经网络的病虫害智能测报预警*** | |
| CN111045467B (zh) | 一种基于物联网的智能农业机械控制方法 | |
| CN114460080A (zh) | 一种水稻病虫智能监控*** | |
| KR20210077504A (ko) | 스마트팜 데이터 생육연동시스템 | |
| CN111024700A (zh) | 一种基于物联网的油茶长势信息分析*** | |
| CN112465109A (zh) | 一种基于云边协同的农业大棚控制装置 | |
| CN115988036A (zh) | 一种土壤水分与作物生长耦合远程监测*** | |
| CN112883230A (zh) | 马铃薯生产管理*** | |
| CN112003948A (zh) | 一种智慧农业物联网*** | |
| AU2021105327A4 (en) | A computer implemented and IoT based method for increasing crop production using machine learning model | |
| CN111272211A (zh) | 一种基于物联网的蜂场蜂箱远程监测*** | |
| CN113342036A (zh) | 一种农作物的精准管控***及其管控方法 | |
| KR20220036433A (ko) | 과일 생장 모니터링 시스템 및 이를 이용한 과일 생장 모니터링 방법 | |
| CN114543869A (zh) | 一种基于物联网技术的农业支撑*** | |
| CN112019607A (zh) | 基于可视化云平台的智慧农场综合控制方法及*** | |
| CN115756037A (zh) | 一种设施大棚蔬菜管控方法及*** | |
| CN216596050U (zh) | 大棚设施农作物生长环境因子监控*** | |
| CN215005219U (zh) | 一种基于无线传感网络的中草药种植监测*** | |
| Wang et al. | Research on application of smart agriculture in cotton production management |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |