CN203101934U - 一种温室大棚种植模式农田远程管理*** - Google Patents

一种温室大棚种植模式农田远程管理*** Download PDF

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吕志勇
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周慧敏
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Abstract

本实用新型公开了一种温室大棚种植模式农田远程管理***，包括：用于测定光照强度、温湿度、土壤墒情、二氧化碳浓度参数的传感器；采集传感器测定的数据的数据采集模块；进行数据分析并发出指令的PLC控制单元；实时监控的摄像头；将摄像头采集的模拟视频信号转换为数字信号的视频服务器；接入3G网络，与管理中心建立联系并向管理中心传输3G网络图片及数字视频信号的3G路由器；完成信息收集、存储和显示实现远程控制并发送控制指令的管理中心；对加温装置、通风装置、补光装置、遮阳装置、灌溉阀、施肥器和二氧化碳发生器装置进行合理调节的控制器。本实用新型实现了对各类设施的智能控制，保障农作物的生长环境，降低成本，促进增产增收。

Description

一种温室大棚种植模式农田远程管理***
技术领域
本实用新型属于农田管理技术领域，尤其涉及一种农田远程管理***。
背景技术
中国是世界上最大的发展中国家和传统的农业大国。随着科技的发展，要完成建设***新农村及现代农业的历史重任，必须依托信息技术、生物技术等高新技术的强力支撑，尤其是要加快农业信息化的步伐。农业信息化是提高农业生产管理水平的有效途径，也是促进农业发展、推进***新农村建设、促进农民增收的有效途径，对实现从传统农业向现代农业的转变、加快我国农业现代化建设以及整体社会经济发展具有重大意义。
从上世纪80年代以来，我国开展了***工程、数据库与信息管理***、遥感、专家***、决策支持***、地理信息***等技术应用于农业、资源、环境和灾害方面的研究，取得了一批重要成果。1994年12月在“国家经济信息化联席会议”第三次会议上提出了建设金农工程，目的是加速和推进农业和农村信息化，建立“农业综合管理和服务信息***”。金农工程***结构的基础是国家重点农业县、大中型农产品市场、主要的农业科研教育单位和各农业专业学会、协会。目前，我国的农业信息化建设在数据库、信息网络、精细农业以及农业多媒体技术等领域都取得了一定成效。
物联网，即通过射频识别、红外感应器、全球定位***、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把各种物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，是生产社会化、智能化发展的必然产物，对社会生产方式产生深刻的影响。物联网把信息网络技术、传感器技术等应用于各个行业、各个产业，组成一个庞大网络，使人们能够通过互联网监控处于庞大网络中的物品运行情况，从而实现对物的智能化、精确化管理和操作。早在1999年，中科院就启动了传感网研究，分别在微型传感器、移动基站等方面取得重大进展。目前为止，我国传感器标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案已被采纳，成为国际标准制定的主导国之一。2009年8月和12月***总理分别在无锡和北京发表重要讲话，重点强调要大力发展传感网技术，努力突破物联网核心技术。“感知中国”已正式上升到国家层面并进入战略实施阶段，物联网在中国的发展和使用面临着巨大的机遇。据相关部门统计分析，2015年我国物联网市场规模将达到1万亿人民币，2020年将超过5万亿人民币规模。2010年12月21日，由中国工程院“物联网及其在重要领域的应用”战略研究课题组主办的“物联网在农业领域的应用”课题研讨会在中国农业大学召开。在政府的推动、科技的发展、市场的需求多方面作用下，物联网在农业领域的应用已成为必然，以物联网促进农业信息化的发展已步入实施阶段。
实用新型内容
本实用新型发明了一种农田远程管理***，以数字农田和农田远程管理为切入点，针对露天农田和温室大棚两种种植模式，采用物联网技术、利用网络构建统一便捷的信息交互平台。
本实用新型是这样实现的，一种农田远程管理***，所述农田远程管理***包括：
用于测定光照强度、温湿度、土壤墒情、二氧化碳浓度等参数的传感器；
用于采集传感器测定的数据的数据采集模块；
进行数据分析并发出指令的PLC控制单元；
用于实时监控的摄像头；
用于将摄像头采集的模拟视频信号转换为数字信号的视频服务器；
用于接入3G网络，与管理中心建立联系并向管理中心传输3G网络图片及数字视频信号的3G路由器；
接收3G路由器发送来的大棚内各种数据信息，完成信息收集、存储和显示实现远程控制并发送控制指令的管理中心；
接收管理中心的指令，对加温装置、通风装置、补光装置、遮阳装置、灌溉阀、施肥器和二氧化碳发生器等装置进行合理调节的控制器。
进一步，所述传感器包括空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤水分传感器、二氧化碳传感器和光照传感器。
本方案发明的一种农田远程管理***，采用传感器5测量影响植物生长的光照强度、温湿度、土壤墒情、二氧化碳浓度等环境参数，通过物联网将所测量参数传送到管理中心，实现对农作物生长环境实时监测；管理中心9对测量数据进行综合分析，按照规则给出控制决策，通过物联网将控制指令下发，由现场控制器实现对各类设施(光照调节、温度湿度调节、二氧化碳发生、通风)的智能控制。该***利用物联网收集包括影响植物生长的光照强度、温湿度、土壤墒情、二氧化碳浓度等信息并将这些信息传递到管理中心中央控制设备供农业生产者决策和参考，并实现自动供水、自动调节温度、湿度、照度等，从而确保农作物生长环境稳定，减少农药化肥使用量，达到农业增产增收及节约环保的目的；在作物的生长过程中还可以利用监控设备及各种传感器来监测物的外形、颜色、大小等，用来确定作物的成熟程度，以便适时采摘和收获；还可以利用流量传感器及计算机***自动控制农田水利灌溉。
总之，本实用新型顺应了科技的发展与市场的需要，促进了我国在物联网和农业智能化领域的研究和发展，在行业中都处于先进水平，具有良好的成长性和生命力。本实用新型通过物联网对农田中作物生长信息进行收集、分析、传递和处理，帮助农业生产者进行优化的控制和决策，使作物处于稳定、高效、经济、节能的生长状态，降低成本，增产增收。
附图说明
图1是本实用新型提供的露天农田种植模式的农田远程管理***的结构框图；
图2是本实用新型提供的温室大棚种植模式的农田远程管理***的结构框图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1示出了本发明实施案例提供的露天农田种植模式。
该模式包括：
水分传感器1，用于测试土壤温湿度；
对露天农田种植模式而言，农业生产者能够控制的影响作物生长的环境参数主要是土壤温湿度。
数据采集模块2，用于采集水分传感器1测定的数据，并传给PLC控制单元3；
PLC控制单元3，用于接收数据采集模块2采集的数据并发出命令；
泵站4，用于接收PLC控制单元3的命令来为灌溉水提供动力，进行节水灌溉。
图2示出了本发明实施案例提供的温室大棚种植模式。
传感器5，包括空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤水分传感器、二氧化碳传感器和光照传感器，用于测定光照强度、温湿度、土壤墒情、二氧化碳浓度等参数；
数据采集模块2，用于采集传感器5测定的数据；
PLC控制单元3，进行数据分析并发出指令；
摄像头6，用于实时监控；
视频服务器7，用于将摄像头6采集的模拟视频信号转换为数字信号；
3G路由器8，用于接入3G网络，与管理中心建立联系并向管理中心传输3G网络图片(数字视频信号)；
管理中心9，接收3G路由器发送来的大棚内各种数据信息，完成信息收集、存储和显示实现远程控制并发送控制指令使控制器10做出相应动作；
控制器10，接收管理中心9的指令，对加温装置、通风装置、补光装置、遮阳装置、灌溉阀、施肥器和二氧化碳发生器等装置进行合理调节。
采用传感器5测量影响植物生长的光照强度、温湿度、土壤墒情、二氧化碳浓度等环境参数，通过物联网将所测量参数传送到管理中心9，实现对农作物生长环境实时监测；管理中心9对测量数据进行综合分析，按照规则给出控制决策，通过物联网将控制指令下发，由现场控制器10实现对各类设施(光照调节、温度湿度调节、二氧化碳发生、通风)的智能控制。
露天农田种植模式：水分传感器1测试土壤温湿度，数据采集模块2采集水分传感器1测定的数据，并传给PLC控制单元3，PLC控制单元3接收数据采集模块2采集的数据并发出命令控制泵站4为灌溉水提供动力，进行节水灌溉。
温室大棚种植模式：传感器5测定光照强度、温湿度、土壤墒情、二氧化碳浓度等参数，
数据采集模块2采集传感器5测定的数据，PLC控制单元3进行数据分析并发出指令，通过3G路由器8接入3G网络与管理中心建立联系，管理中心9接收3G路由器发送来的大棚内各种数据信息，完成信息收集、存储和显示并发送控制指令使控制器10对加温装置、通风装置、补光装置、遮阳装置、灌溉阀、施肥器和二氧化碳发生器等装置进行合理调节；摄像头6实时监控大棚内的各种情况，并由视频服务器7将摄像头6采集的模拟视频信号转换为数字信号，然后通过3G路由器8接入3G网络向管理中心传输3G网络图片(数字视频信号)，若安装云台摄像头，管理中心9还可以通过网络对摄像头6进行远程控制，实现全方位监控。
本方案发明的一种农田远程管理***，采用传感器5测量影响植物生长的光照强度、温湿度、土壤墒情、二氧化碳浓度等环境参数，通过物联网将所测量参数传送到管理中心9，实现对农作物生长环境实时监测；管理中心9对测量数据进行综合分析，按照规则给出控制决策，通过物联网将控制指令下发，由现场控制器10实现对各类设施(光照调节、温度湿度调节、二氧化碳发生、通风)的智能控制。
该***利用物联网收集包括影响植物生长的光照强度、温湿度、土壤墒情、二氧化碳浓度等信息并将这些信息传递到管理中心中央控制设备供农业生产者决策和参考，并实现自动供水、自动调节温度、湿度、照度等，从而确保农作物生长环境稳定，减少农药化肥使用量，达到农业增产增收及节约环保的目的；在作物的生长过程中还可以利用监控设备及各种传感器来监测物的外形、颜色、大小等，用来确定作物的成熟程度，以便适时采摘和收获；还可以利用流量传感器及计算机***自动控制农田水利灌溉。
总之，本实用新型顺应了科技的发展与市场的需要，促进了我国在物联网和农业智能化领域的研究和发展，在行业中都处于先进水平，具有良好的成长性和生命力。本实用新型通过物联网对农田中作物生长信息进行收集、分析、传递和处理，帮助农业生产者进行优化的控制和决策，使作物处于稳定、高效、经济、节能的生长状态，降低成本，增产增收。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种农田远程管理***，其特征在于，所述农田远程管理***包括： 
用于测定光照强度、温湿度、土壤墒情、二氧化碳浓度参数的传感器； 
用于采集传感器测定的数据的数据采集模块； 
进行数据分析并发出指令的PLC控制单元； 
用于实时监控的摄像头； 
用于将摄像头采集的模拟视频信号转换为数字信号的视频服务器； 
用于接入3G网络，与管理中心建立联系并向管理中心传输3G网络图片及数字视频信号的3G路由器； 
接收3G路由器发送来的大棚内各种数据信息，完成信息收集、存储和显示实现远程控制并发送控制指令的管理中心； 
接收管理中心的指令，对加温装置、通风装置、补光装置、遮阳装置、灌溉阀、施肥器和二氧化碳发生器装置进行合理调节的控制器。 
2.如权利要求1所述农田远程管理***，其特征在于，所述传感器包括空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤水分传感器、二氧化碳传感器和光照传感器。 
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