[發(fā)明專利]一種基于云平臺(tái)的水肥一體化管理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010189813.5
• 申請(qǐng)日: 2020-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN111279952B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧嘉明;侯躍恩;張海鑫;林曉嵐;楊冰潔;詹夢娜;何偉業(yè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉應(yīng)學(xué)院
• 主分類號(hào): A01G9/24
• 分類號(hào): A01G9/24;A01G7/02;A01G7/04;A01C23/00;A01C23/04;G01D21/02;G06Q50/02
• 代理公司: 廣州海心聯(lián)合專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44295
• 代理人: 羅振國

1.一種基于云平臺(tái)的水肥一體化管理系統(tǒng)，其特征在于：包括環(huán)境檢測模塊、土壤參數(shù)檢測模塊、參數(shù)優(yōu)化處理模塊、水肥配料檢測模塊、生長模型構(gòu)建模塊、參數(shù)基本數(shù)據(jù)庫、云平臺(tái)管理端、施肥配重執(zhí)行模塊和稀釋調(diào)節(jié)模塊；

參數(shù)優(yōu)化處理模塊分別與環(huán)境檢測模塊和土壤參數(shù)檢測模塊連接，生長模型構(gòu)建模塊分別與參數(shù)優(yōu)化處理模塊、參數(shù)基本數(shù)據(jù)庫連接，云平臺(tái)管理端分別與水肥配料檢測模塊、參數(shù)基本數(shù)據(jù)庫、施肥配重執(zhí)行模塊和稀釋調(diào)節(jié)模塊連接；

所述環(huán)境檢測模塊用于檢測農(nóng)作物所在種植大棚內(nèi)的溫度、濕度、二氧化碳濃度以及光照強(qiáng)度，并將檢測的環(huán)境中的溫度、濕度、二氧化碳濃度以及光照強(qiáng)度發(fā)送至參數(shù)優(yōu)化處理模塊；

所述土壤參數(shù)檢測模塊用于檢測農(nóng)作物所在的種植大棚內(nèi)的土壤PH值、溫度、濕度以及土壤中的各元素含量，并將檢測的土壤中PH值、溫度、濕度以及各元素的含量發(fā)送至參數(shù)優(yōu)化處理模塊；

所述參數(shù)優(yōu)化處理模塊用于接收環(huán)境檢測模塊發(fā)送的環(huán)境中的溫度、濕度、二氧化碳濃度和光照強(qiáng)度，以及接收土壤參數(shù)檢測模塊發(fā)送的土壤中的PH值、土壤中的溫度、濕度以及土壤中的鈣、鎂、硫、硼、氯、硅元素的含量，根據(jù)接收的環(huán)境中的溫度、濕度、二氧化碳濃度和光照強(qiáng)度的獲取時(shí)間以及參數(shù)基本數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的各生長影響因素對(duì)應(yīng)的級(jí)別范圍，分析農(nóng)作物在生長階段內(nèi)的溫度級(jí)別時(shí)長集合、濕度級(jí)別時(shí)長集合、光照強(qiáng)度級(jí)別時(shí)長集合，并篩選出光照強(qiáng)度大于設(shè)定的第一光照強(qiáng)度閾值階段內(nèi)的二氧化碳濃度以及光照強(qiáng)度小于設(shè)定的第二光照強(qiáng)度閾值階段內(nèi)的二氧化碳濃度，并對(duì)提取的二氧化碳濃度進(jìn)行處理，獲得光照下的二氧化碳濃度級(jí)別時(shí)長集合以及非光照下的二氧化碳濃度級(jí)別時(shí)長集合，同時(shí)，參數(shù)優(yōu)化處理模塊根據(jù)接收的農(nóng)作物中土壤的溫度、濕度、PH值以及土壤中鈣、鎂、硫、硼、氯、硅元素的含量，統(tǒng)計(jì)農(nóng)作物在所在階段內(nèi)的平均溫度、平均濕度、平均PH值以及鈣、鎂、硫、硼、氯、硅元素的含量，參數(shù)優(yōu)化處理模塊將溫度級(jí)別時(shí)長集合、濕度級(jí)別時(shí)長集合、光照強(qiáng)度級(jí)別時(shí)長集合、光照下和非光照下的二氧化碳濃度級(jí)別時(shí)長集合以及農(nóng)作物在所在階段內(nèi)的平均PH值、平均溫度、平均濕度以及鈣、鎂、硫、硼、氯、硅元素的含量信息發(fā)送至生長模型構(gòu)建模塊；

所述水肥配料檢測模塊安裝在配肥桶內(nèi)，水肥配料檢測模塊為EC檢測儀，用于對(duì)配肥桶內(nèi)的肥料水實(shí)時(shí)進(jìn)行EC值檢測，并將檢測的EC值發(fā)送至云平臺(tái)管理端；

所述參數(shù)基本數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)各溫度級(jí)別、濕度級(jí)別、光照強(qiáng)度級(jí)別對(duì)應(yīng)的數(shù)值范圍、存儲(chǔ)光照下的二氧化碳濃度級(jí)別和非光照下的二氧化碳濃度級(jí)別，存儲(chǔ)各農(nóng)作物種類在各階段內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)土壤PH值范圍、土壤溫度范圍、土壤濕度范圍以及鈣、鎂、硫、硼、氯、硅元素的含量范圍，存儲(chǔ)各農(nóng)作物在各生長階段對(duì)應(yīng)的各溫度級(jí)別、濕度級(jí)別、各光照強(qiáng)度級(jí)別、光照下的二氧化碳濃度級(jí)別和非光照下的二氧化碳濃度級(jí)別對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)長，并存儲(chǔ)各農(nóng)作物種類在各階段內(nèi)各生長影響參數(shù)對(duì)應(yīng)的權(quán)重比例系數(shù)、各農(nóng)作物種類在各階段對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)生長吻合度系數(shù)以及各肥料種類中每千克中含有的鈣、鎂、硫、硼、氯、硅元素的含量，其中，生長影響參數(shù)包括若干生長影響因素，分別為大棚內(nèi)的溫度、濕度、光照強(qiáng)度、光照下和非光照下的二氧化碳濃度、土壤PH值、土壤溫度、土壤濕度以及土壤中鈣、鎂、硫、硼、氯、硅元素的含量，且存儲(chǔ)各農(nóng)作物在各階段下的各生長影響因素對(duì)應(yīng)的權(quán)重比例系數(shù)；

所述生長模型構(gòu)建模塊用于輸入不同長勢以及標(biāo)準(zhǔn)長勢下的各農(nóng)作物種類在各階段內(nèi)對(duì)應(yīng)的溫度級(jí)別時(shí)長、濕度級(jí)別時(shí)長、光照強(qiáng)度級(jí)別時(shí)長、光照下和非光照下的二氧化碳濃度級(jí)別時(shí)長以及在各階段內(nèi)的土壤平均PH值、平均溫度、平均濕度以及鈣、鎂、硫、硼、氯、硅元素的含量信息，根據(jù)各農(nóng)作物種類在不同長勢下的溫度、濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度以及土壤PH值、平均溫度、平均濕度訓(xùn)練模擬出農(nóng)作物各階段的生長環(huán)境與農(nóng)作物長勢間的訓(xùn)練生長模型，以獲得各農(nóng)作物種類在各個(gè)生長階段對(duì)應(yīng)的生長吻合度系數(shù)，同時(shí)，生長模型構(gòu)建模塊將大棚內(nèi)的農(nóng)作物在現(xiàn)階段的生長吻合度系數(shù)以及當(dāng)前土壤中的土壤平均PH值、平均溫度、平均濕度以及鈣、鎂、硫、硼、氯、硅元素的含量信息發(fā)送至云平臺(tái)管理端；

所述云平臺(tái)管理端用于接收農(nóng)作物在現(xiàn)生長階段的生長吻合度系數(shù)以及當(dāng)前土壤中的平均濕度以及鈣、鎂、硫、硼、氯、硅元素的含量信息，根據(jù)接收的農(nóng)作物在現(xiàn)階段的生長吻合度系數(shù)以及平均濕度、鈣、鎂、硫、硼、氯、硅元素的含量，并提取參數(shù)基本數(shù)據(jù)庫中農(nóng)作物種類在各階段對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)生長吻合度系數(shù)，云服務(wù)器根據(jù)農(nóng)作物當(dāng)前階段對(duì)應(yīng)的生長吻合度系數(shù)以及土壤中的鈣、鎂、硫、硼、氯、硅元素的含量信息，統(tǒng)計(jì)土壤中各元素需補(bǔ)充的含量β_Rt表示為處于第t個(gè)生長階段的第R個(gè)農(nóng)作物種類對(duì)應(yīng)的種植面積，表示為第R個(gè)農(nóng)作物在第t個(gè)生長階段對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)生長吻合度系數(shù)，表示為第R個(gè)農(nóng)作物在第t個(gè)生長階段對(duì)應(yīng)的實(shí)際生長吻合度系數(shù)，Y_Rtf_標(biāo)表示為第R個(gè)農(nóng)作物在第t個(gè)生長階段土壤中所需第f個(gè)元素標(biāo)準(zhǔn)含量，Y_Rtf表示為第R個(gè)農(nóng)作物在第t個(gè)生長階段土壤中第f個(gè)元素含量，M_Rtf 表示為第R個(gè)農(nóng)作物種類在第t個(gè)生長階段需補(bǔ)充第f個(gè)元素含量，f屬于Ca,Mg,S,B,Cl,Si，云平臺(tái)管理端根據(jù)農(nóng)作物在該生長階段對(duì)應(yīng)的各元素需補(bǔ)充量統(tǒng)計(jì)所需的肥料重量，求取各元素需補(bǔ)充量篩選的同一肥料的重量并求取平均肥料重量，云平臺(tái)管理端將肥料對(duì)應(yīng)的重量發(fā)送至施肥配重執(zhí)行模塊，同時(shí)，接收水肥配料檢測模塊發(fā)送的EC值，并將EC值與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)EC值范圍進(jìn)行對(duì)比，若檢測的肥料水的EC值大于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)EC值范圍內(nèi)，則云平臺(tái)管理端發(fā)送控制稀釋指令至稀釋調(diào)節(jié)模塊；

所述施肥配重執(zhí)行模塊用于連通各肥料品種對(duì)應(yīng)的配料執(zhí)行單元、攪拌單元，并定量獲取各肥料種類對(duì)應(yīng)的重量，將獲取的各肥料種類對(duì)應(yīng)的重量輸送至配肥桶內(nèi)，并對(duì)配肥桶內(nèi)的肥料進(jìn)行攪拌形成肥料水；

稀釋調(diào)節(jié)模塊用于接收云平臺(tái)管理端發(fā)送的控制稀釋指令，通過控制配肥桶中水的量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)肥料水中EC值的控制，使得肥料水中的EC值在設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)EC值范圍內(nèi)。