CN204695090U - 基于物联网的农业大数据植保*** - Google Patents

基于物联网的农业大数据植保*** Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的农业大数据植保***，包括前端信号采集及作业装置、信号传输装置、多个对应的分部在各个区域的前端控制装置、一个后期监控控制装置、远程操作装置；前端信号采集及作业装置包括前端信号采集机构、前端作业机构，其中信号采集机构为对土壤和/或作物外界环境的信息进行采集的传感器，前端作业机构为对作物进行喷灌和/或通风和/或加热处理的装置；信号传输装置为采用wifi或zigbee无线局域网实现远程无线传输的装置；上述前端信号采集及作业装置、信号传输装置均与前端控制装置连接。本实用新型可解决如何对作物的培植养育过程实现实时监测、实时操作及规避潜在风险的技术问题。

Description

基于物联网的农业大数据植保***
技术领域
本实用新型涉及一种应用在农业生产中消灭蚊虫及对作物进行喷灌的基于物联网的农业大数据植保***，该基于物联网的农业大数据植保***利用太阳能供电，具有频振式杀虫机构及APP智能喷灌***，该***同时采用前端信息采集装置、无线信号传输装置、后端控制装置、远程软件控制装置对整个农场进行维护。
背景技术
随着现代化农业的不断发展，农业生产标准化是必然之路，进入信息时代后，农业生产显示出基于物联网的农业大数据植保***械和农药使用技术严重落后的现状尤为突出，带来了诸如农药效率利用率低、农产品中农药残留超标、环境污染、作物药害、操作者中毒等负面影响。
目前人们获取农田信息的方式非常有限，主要手段是人工测量，获取过程需要消耗大量的人力物力，同时传统农业中，大量农田设施的操作也多凭借经验、依靠人工完成，这样的方式不但操作不便，而且无法实现大规模地、准确地标准化操作。传统农业的模式已经远不能适应农业可持续发展的需要，从而产生出如产品质量问题，资源严重不足及普遍浪费、环境污染、产品种类需要多样化等诸多问题使得农业的发展进入恶性循环。
目前对农田的维护大都是小范围简单维护，采用的植保机也是单独作业，各个植保机无法联动使用，这样无法适应大面积农田维护。目前随着科技的发展，对农田的维护也必须适应现代化的要求，将来的农田维护必定是大面积，智能化管理，因此必须建立一套***，收集作物生产的土壤数据信息、调节对作物的投入，达到以最少的或者节省的投入达到同等收入或者更高的收入同时改善环境及高效的利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于物联网的农业大数据植保***，解决如何对作物的培植养育过程实现实时监测、实时操作及规避潜在风险的技术问题。
基于物联网的农业大数据植保***，包括前端信号采集及作业装置、信号传输装置、多个对应的分部在各个区域的前端控制装置、一个后期监控控制装置、远程操作装置；前端信号采集及作业装置包括前端信号采集机构、前端作业机构，其中信号采集机构为对土壤和/或作物外界环境的信息进行采集的传感器，前端作业机构为对作物进行喷灌和/或通风和/或加热处理的装置；信号传输装置为采用wifi或zigbee无线局域网实现远程无线传输的装置；上述前端信号采集及作业装置、信号传输装置均与前端控制装置连接；前端控制装置采集前端信号采集机构的信号并通过信号传输装置发送给后期监控控制装置；后期监控控制装置包括网络路由器、数据库服务器、数据分析服务器以及客户端；该后期监控控制装置通过信号传输装置实现对前端信号采集机构的数据接收以及对前端作业机构的指令下达；远程操作装置为手机或者手持终端。
所述前端信号采集机构包括空气湿度传感器和/或气压传感器和/或光照强度传感器和/或二氧化碳传感器和/或土壤湿度传感器和/或土壤水分传感器和/或水位传感器和/或视频采集器。
所述前端作业机构包括喷灌设备和/或通风设备和/或加热设备。 
所述喷灌设备为植保机，该植保机包括能源提供机构、杀虫机构、喷灌机构、控制机构、支架；杀虫机构包括雌性激性棒、杀虫灯，上述雌性激性棒、杀虫灯均固定在支架上；喷灌机构包括电磁泵、与电磁泵连接的电磁阀、处于电磁泵的出水末端的喷管；控制机构包括控制电路板和壳体，控制电路板处于壳体内部；上述能源提供机构、杀虫灯、电磁阀均与控制电路板连接。
所述能源提供机构为太阳能电池板和蓄电池，该太阳能电池板通过控制电路板与蓄电池连接。
所述能源提供机构为蓄电池，该蓄电池分别与控制电路板及电磁泵连接。
所述雌性激性棒的数量为1个以上，其固定在支架的各个位置。
所述杀虫灯为频振式杀虫灯。
所述控制电路板上具有蓝牙端口和/或红外线端口。
所述电磁泵和电磁阀的数量为一个以上，喷灌为一个或者多个；其中一个电磁泵及一个电磁阀对应形成一组。
所述支架整体成“Y”形，充电机构固定在其一端，杀虫灯固定在其另外一端。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型主要表现为重复利用高效清洁的太阳能能源，应用农作物生长不同阶段的昆虫习性特点进行物理扑杀，并通过喷灌技术的嫁接，对农作物生产的时间、空间、环境的设定通过APP终端控制技术转动喷洒，大量的节约了劳动力成本，本产品使用过程中，利用不同的传感器对农业环境的信息采集；编入数据库，建立数据中心，应用物联网和云计算技术对区域农业信息进行大数据的挖掘和分析，从而对土壤环境变化、区域气象变化、环境温湿度变化、农作物病虫害信息以及有机农作物信息认证等进行信息数据化；另外，以高新技术和科学管理换取对资源的最大节约，它是由信息技术支持的根据空间变异、定位、定时、定量地实施一整套现代化智能农业物联网***，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田地内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“***诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最小的或最节省的投入达到同等收入或者更高的收入并改善环境，高效的利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。
附图说明
图1是基于物联网的农业大数据植保***的示意图；
图2是显示植保机的示意图；
图中1.太阳能电池板、2.雌性激性棒、3.杀虫灯、4.喷管、5.控制机构、6.支架。
具体实施方式
请参考图1，图中的基于物联网的农业大数据植保***，包括前端信号采集及作业装置、信号传输装置、后期监控控制装置、远程操作装置。
前端信号采集及作业装置包括前端信号采集机构、前端作业机构。其中信号采集机构用于土壤和/或作物外界环境的信息进行采集，如土壤湿度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、CO2浓度传感器、土壤水分传感器等多种传感器以及音视频设备组成，主要对作物生长所需的综合环境的数据信息进行采集。前端作业机构用于对作物进行喷灌和/或通风和/或加热处理，其可以包括喷灌设备如植保机等、通风设备、加热设备等控制设备，实现对作物生长所需环境以及资源的控制。
上述植保机包括一个能源提供机构、一个杀虫机构、一个喷灌机构、一个控制机构、一个支架。能源提供机构主要是给其它机构的运行提供动力来源，该机构可为太阳能电池板1及蓄电池的组合也可为单个可置换的蓄电池；优选是选用太阳能电池板1及蓄电池的组合，这样无需经常更换蓄电池。在此特别强调可使用单个可置换的蓄电池主要是增大本专利申请的保护范围，图中蓄电池未在图中显示。杀虫机构包括雌性激性棒2、杀虫灯3。雌性激性棒2为目前引诱病害虫用使用到的部件，其数量可根据需要选择这样可引诱不同类型的病害虫，图中标示有两个；其上喷撒有吸引雄性的雌性性激素；杀虫灯3也为目前常规的部件，优选频振式杀虫灯，其主要是利用病害虫的趋光性特性，吸引病害虫并将病害虫电击死。喷灌机构包括电磁泵、电磁阀、喷管4，其中电磁泵和电磁阀未在图中显示；上述电磁泵、电磁阀、喷管4的数量可根据需要具体确认，该喷灌机构主要是在控制机构的作用下进行全方位360度喷撒，这样对病害虫进行二次扑杀，从而保证了大面积降低农作物的农药使用量，大大提升农作物的有机化程度。控制机构5的硬件包括控制电路板及壳体，其中壳体对控制电路板进行保护；软件为可对能源提供机构、杀虫机构、喷灌机构进行控制的程序；该控制机构一个特殊之处在与具有蓝牙或者红外线端口，这样农田养护可利用手机APP程序直接远程对控制机构进行控制，从而间接的对其它机构进行控制。支架6主要为上述各个部件进行支撑及固定，在本实施例中该支架6成“Y”形，太阳能电池板1固定在其一端，杀虫灯3固定在其另一端。
信号传输装置为采用wifi或zigbee无线局域网装置实现监测信息的采集以及控制数据的下发。其中装置内部的协调器充当模块农田区域环境总控制器，管理该区域内的无线 网络，负责区域网络的建立和维护，接收区域内传感器数据以及设备状态等信息，同时发送控制命令，管理区域内的作业机构。多协议接入网关作为本地无线网络的汇聚节点，将来自各区域协调器的传感数据信息汇总并通过网络的串口或者USB口上传到本地控制中心的计算机。
后期监控控制装置包括网络路由器、数据库服务器、数据分析服务器以及客户端，其通过信号传输装置实现对前端信号采集机构的数据接收以及对前端作业机构的指令下达；为用户提供数据显示，专家咨询和辅助决策等高级处理功能。
远程操作装置为手机或者手持终端，远程用户如农业人员和农业专家则可通过网络远程访问后端监控***，了解现场的相关情况。
本套装置通过视频采集器、温度传感器、土壤传感器、湿度传感器和温控仪、空气测试仪、自动喷灌***相连接，通过Zigbee、Wifi等无线传感器网络技术，对视频、温度、湿度、土壤干燥度数据实时地送到远程控制***，再将数据通过手机或者手持终端发送给农业人员、农业专家，为农业专家的远程指导、方案决策提供数据依据。
在视频监控网络中，带有无线传输功能的摄像头将采集到的实时视频数据通过网络传输至多协议接入网关，再由网关上传至中心主机，实现视频监控功能。
本设备的具体操作步骤为：
1、脉冲计数，检测祸虫害情况；
2、启电器***采用APP控制终端，采用进行智能化自动喷雾，并对农作物的喷雾进行信息采集；
3、温控传感，获取周围环境的温度变化；
4、农业气象信息采集；
5、农作生长信息监控；
6、土壤变化传感器、获取土壤变化信息；
7、建立互联网信息处理中心，应用大数据和云计算，对区域农业的环境提供信息支持，并对有机农产品的质量建立相关的标准体系。

Claims (9)

1.基于物联网的农业大数据植保***，其特征在于：包括前端信号采集及作业装置、信号传输装置、多个对应的分部在各个区域的前端控制装置、一个后期监控控制装置、远程操作装置；前端信号采集及作业装置包括前端信号采集机构、前端作业机构，其中信号采集机构为对土壤和/或作物外界环境的信息进行采集的传感器，前端作业机构为对作物进行喷灌和/或通风和/或加热处理的装置；信号传输装置为采用wifi或zigbee无线局域网实现远程无线传输的装置；上述前端信号采集及作业装置、信号传输装置均与前端控制装置连接；前端控制装置采集前端信号采集机构的信号并通过信号传输装置发送给后期监控控制装置； 后期监控控制装置包括网络路由器、数据库服务器、数据分析服务器以及客户端；该后期监控控制装置通过信号传输装置实现对前端信号采集机构的数据接收以及对前端作业机构的指令下达；远程操作装置为手机或者手持终端。
2.根据权利要求1中所述的基于物联网的农业大数据植保***，其特征在于：所述前端信号采集机构包括空气湿度传感器和/或气压传感器和/或光照强度传感器和/或二氧化碳传感器和/或土壤湿度传感器和/或土壤水分传感器和/或水位传感器和/或视频采集器。
3.根据权利要求1中所述的基于物联网的农业大数据植保***，其特征在于：所述前端作业机构包括喷灌设备和/或通风设备和/或加热设备。
4.根据权利要求3中所述的基于物联网的农业大数据植保***，其特征在于：所述喷灌设备为植保机，该植保机包括能源提供机构、杀虫机构、喷灌机构、控制机构、支架；杀虫机构包括雌性激性棒、杀虫灯，上述雌性激性棒、杀虫灯均固定在支架上；喷灌机构包括电磁泵、与电磁泵连接的电磁阀、处于电磁泵的出水末端的喷管；控制机构包括控制电路板和壳体，控制电路板处于壳体内部；上述能源提供机构、杀虫灯、电磁阀均与控制电路板连接。
5.根据权利要求4中所述的基于物联网的农业大数据植保***，其特征在于：所述能源提供机构为太阳能电池板和蓄电池，该太阳能电池板通过控制电路板与蓄电池连接。
6.根据权利要求4中所述的基于物联网的农业大数据植保***，其特征在于：所述能源提供机构为蓄电池，该蓄电池分别与控制电路板及电磁泵连接。
7.根据权利要求4中所述的基于物联网的农业大数据植保***，其特征在于：所述雌性激性棒的数量为1个以上，其固定在支架的各个位置。
8.根据权利要求4中所述的基于物联网的农业大数据植保***，其特征在于：所述杀虫灯为频振式杀虫灯。
9.根据权利要求4中所述的基于物联网的农业大数据植保***，其特征在于：所述控制电路板上具有蓝牙端口和/或红外线端口。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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