[發明專利]一種基于物聯網和專家系統的智慧農業管理系統及方法

在審

• 申請號: 201710818137.1
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107589729A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 程亮亮;傅強;張震宇;季于東;陳開放;余林;黃文慶;孫克仲;李廣東;阮飛
• 申請（專利權）人: 合肥師范學院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G01D21/02
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙)34119
• 代理人: 段曉微,葉美琴

1.一種基于物聯網和專家系統的智慧農業管理系統，其特征在于，包括：

信息采集模塊，用于采集植物生長環境信息、植物圖像信息；

專家信息模塊，用于存儲預設生長環境信息、預設植物圖像信息；

決策調整模塊，用于分別將采集植物生長環境信息、植物圖像信息與預設生長環境信息、預設植物圖像信息進行比較，并根據比較結果調整植物生長環境狀態；

人機交互模塊，用于獲取信息采集模塊采集的信息，以及決策調整模塊的比較結果并將其發送至用戶終端。

2.根據權利要求1所述的基于物聯網和專家系統的智慧農業管理系統，其特征在于，信息采集模塊中，采集的植物生長環境信息包括：土壤養分、土壤溫度、土壤PH值、CO₂濃度、空氣溫度、空氣濕度、光照強度、植物養分。

3.根據權利要求2所述的基于物聯網和專家系統的智慧農業管理系統，其特征在于，專家信息模塊中，存儲有預設土壤養分區間、預設土壤溫度區間、預設土壤PH值區間、預設CO₂濃度區間、預設空氣溫度區間、預設空氣濕度區間、預設光照強度區間、預設植物養分區間。

4.根據權利要求3所述的基于物聯網和專家系統的智慧農業管理系統，其特征在于，決策調整模塊具體用于：

當土壤養分低于預設土壤養分區間最小值時，對土壤進行施肥；

當土壤溫度低于預設土壤溫度區間最小值時，對土壤進行升溫調節，當土壤溫度高于預設土壤溫度區間最大值時，對土壤進行降溫調節；

當土壤PH值偏離預設土壤PH值區間時，對土壤酸堿性進行調節；

當CO₂濃度低于預設CO₂濃度區間最小值時，增加植物生長環境的CO₂濃度，當CO₂濃度高于預設CO₂濃度區間最大值時，降低植物生長環境的CO₂濃度；

當空氣溫度低于預設空氣溫度區間最小值時，對植物生長環境進行升溫調節，當空氣溫度高于預設空氣溫度區間最大值時，對植物生長環境進行降溫調節；

當空氣濕度低于預設空氣濕度區間最小值時，對植物生長環境進行加濕調節，當空氣濕度高于預設空氣濕度區間最大值時，對植物生長環境進行除濕調節；

當光照強度低于預設光照強度區間最小值時，增加植物生長環境的亮度，當光照強度高于預設光照強度區間最大值時，降低植物生長環境的亮度；

當植物養分低于預設植物養分區間最小值時，對植物進行施肥；

將植物圖像信息與預設植物圖像信息進行比較，當植物圖像信息與預設植物圖像信息相同時，輸出植物病害分析結果，當植物圖像信息與預設植物圖像信息不同時，對植物圖像信息進行存儲。

5.根據權利要求1所述的基于物聯網和專家系統的智慧農業管理系統，其特征在于，信息采集模塊包括傳感器子模塊和攝像頭子模塊，傳感器子模塊用于采集植物生長環境信息，攝像頭子模塊用于采集植物圖像信息。

6.根據權利要求1所述的基于物聯網和專家系統的智慧農業管理系統，其特征在于，信息采集模塊、專家信息模塊、決策調整模塊之間采用Zigbee通信協議；

優選地，信息采集模塊、決策調整模塊、人機交互模塊之間采用Wifi通信協議。

7.一種基于物聯網和專家系統的智慧農業管理方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、采集植物生長環境信息、植物圖像信息；

S2、分別將采集植物生長環境信息、植物圖像信息與預設生長環境信息、預設植物圖像信息進行比較，并根據比較結果調整植物生長環境狀態；

S3、獲取植物生長環境信息、植物圖像信息以及比較結果發送至用戶終端。

8.根據權利要求7所述的基于物聯網和專家系統的智慧農業管理方法，其特征在于，步驟S1具體包括:采集的植物生長環境信息包括：土壤養分、土壤溫度、土壤PH值、CO₂濃度、空氣溫度、空氣濕度、光照強度、植物養分。

9.根據權利要求8所述的基于物聯網和專家系統的智慧農業管理方法，其特征在于，步驟S2具體包括:

預設生長環境信息具體包括：預設土壤養分區間、預設土壤溫度區間、預設土壤PH值區間、預設CO₂濃度區間、預設空氣溫度區間、預設空氣濕度區間、預設光照強度區間、預設植物養分區間；

當土壤養分低于預設土壤養分區間最小值時，對土壤進行施肥；

當土壤溫度低于預設土壤溫度區間最小值時，對土壤進行升溫調節，當土壤溫度高于預設土壤溫度區間最大值時，對土壤進行降溫調節；

當土壤PH值偏離預設土壤PH值區間時，對土壤酸堿性進行調節；

當CO₂濃度低于預設CO₂濃度區間最小值時，增加植物生長環境的CO₂濃度，當CO₂濃度高于預設CO₂濃度區間最大值時，降低植物生長環境的CO₂濃度；

當空氣溫度低于預設空氣溫度區間最小值時，對植物生長環境進行升溫調節，當空氣溫度高于預設空氣溫度區間最大值時，對植物生長環境進行降溫調節；

當空氣濕度低于預設空氣濕度區間最小值時，對植物生長環境進行加濕調節，當空氣濕度高于預設空氣濕度區間最大值時，對植物生長環境進行除濕調節；

當光照強度低于預設光照強度區間最小值時，增加植物生長環境的亮度，當光照強度高于預設光照強度區間最大值時，降低植物生長環境的亮度；

當植物養分低于預設植物養分區間最小值時，對植物進行施肥；

將植物圖像信息與預設植物圖像信息進行比較，當植物圖像信息與預設植物圖像信息相同時，輸出植物病害分析結果，當植物圖像信息與預設植物圖像信息不同時，對植物圖像信息進行存儲。