[發明專利]一種基于互聯網的農業監控裝置

在審

• 申請號: 202011120352.2
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112230697A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 趙少龍
• 申請（專利權）人: 廣州市企德友誠美信息技術開發有限公司
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 王俊曉

1.一種基于互聯網的農業監控裝置，包括基底(1)，其特征在于，所述基底(1)內部開設有水槽(2)，所述水槽(2)內盛裝有水，所述基底(1)頂面設置有均勻分布的種植大棚(3)，所述種植大棚(3)內底壁固定安裝有兩組支撐柱(4)，每組所述支撐柱(4)的數量均為兩個，每組所述支撐柱(4)的頂部之間均固定安裝有蓄水箱(5)，所述蓄水箱(5)與相鄰種植大棚(3)的蓄水箱(5)之間固定連通有固定管(6)，位于兩側的所述蓄水箱(5)的內側壁均固定連通有連接管(7)，所述連接管(7)遠離種植大棚(3)的一端穿過水槽(2)的內頂壁并延伸至水槽(2)的內部，所述連接管(7)位于水槽(2)內部的一端設置有抽水泵，所述蓄水箱(5)內頂壁固定連通有兩個相對稱的抽水管(8)，所述種植大棚(3)內側壁通過連接架固定安裝有兩個相對稱的安裝管(9)，所述抽水管(8)頂部與安裝管(9)內底壁相連通，兩個所述安裝管(9)相靠近的側面之間固定連通有均勻分布的噴管(10)，所述噴管(10)底部設置有均勻分布的噴頭(11)，所述噴管(10)外表面固定安裝有兩個相對稱的限位套(12)，所述限位套(12)底部設置有燈座，所述燈座底部設置有補光燈(13)；

所述種植大棚(3)頂部的兩個斜面均固定連通有通風管(14)，所述通風管(14)內壁之間設置有風機；

所述種植大棚(3)正面設置有處理器，所述處理器通信連接有生長環境監測模塊、生長狀態監測模塊、存儲模塊以及深度分析模塊；

所述生長環境監測模塊用于對種植大棚(3)內農作物的生長環境進行分析，具體分析過程包括以下步驟：

S1：將多個種植大棚(3)標記為Ai，i＝1，......，n，獲取所有種植大棚(3)內的空氣溫度值、空氣濕度值、土壤濕度值以及二氧化碳濃度值，并將種植大棚(3)內的空氣溫度值、空氣濕度值、土壤濕度值以及二氧化碳濃度值分別標記為KWi，KSi、TSi以及COi；

S2：通過公式得到環境影響系數HYi，其中α1、α2、α3、α4以及k均為預設比例系數，0α1α2α3α4，k＝1.23542；

S3：通過存儲模塊獲取環境影響系數閾值HYmin，當HYi小于等于HYmin時，判定種植大棚(3)的環境不滿足農作物的生長條件，將對應種植大棚(3)標記為Bv；當HYi大于HYmin時，判定種植大棚(3)的環境滿足農作物的生長條件；

S4：獲取不滿足農作物生長條件的種植大棚(3)Bv的空氣溫度值KWv、空氣濕度值KSv、土壤濕度值TSv以及二氧化碳濃度值COv，通過存儲模塊獲取農作物生長的最佳空氣溫度范圍的最小閾值KWmin、最佳空氣濕度范圍的最小閾值KSmin、最佳土壤濕度范圍的最小閾值TSmin以及最佳二氧化碳含量范圍的最小閾值COmin；

當KWv小于KWmin時，判定種植大棚(3)內空氣溫度過低，生長環境監測模塊向控制模塊發送升溫指令；

當KSv小于KSmin或TSv小于TSmin時，判定種植大棚(3)內空氣濕度或土壤濕度過低，生長環境監測模塊向控制模塊發送加濕指令；

當時COv小于COmin時，判定種植大棚(3)內二氧化碳濃度過低，生長環境監測模塊向控制模塊發送換氣指令；

控制模塊接收到升溫指令時，接通對應種植大棚(3)內補光燈(13)的電路，補光燈(13)亮起對農作物進行光照升溫；控制模塊接收到加濕指令時，控制對應種植大棚(3)內的噴頭(11)進行噴淋灌溉；控制模塊接收到換氣指令時，控制啟動對應種植大棚(3)的風機，風機工作進行換氣；

所述生長狀態監測模塊用于對種植大棚(3)內農作物的生長狀態進行分析，具體分析過程包括以下步驟：

P1：通過攝像頭對農作物進行一次拍攝，并將拍攝的圖像信息發送至處理器；

P2：處理器接收到圖像信息后將圖像信息標記為TXt，同時對圖像信息進行圖像預處理得到單個圖像信息的平均灰度值HDt，所述圖像預處理包括灰度變換、圖像增強、圖像濾波和圖像分割；

P3：對同一個種植大棚(3)內拍攝到的所有農作物圖像的平均灰度值進行求和取平均值，得到對應種植大棚(3)內總的農作物圖像的平均灰度值，并將種植大棚內總的農作物圖像的平均灰度值標記為HDp；

P4：通過存儲模塊獲取到正常生長的農作物圖像的灰度值HDmax，當HDp大于HDmax時，判定對應種植大棚(3)的農作物生長狀態異常；當HDp小于等于HDmax時，判定對應種植大棚(3)的農作物生長狀態正常；

生長狀態監測模塊將生長狀態異常的對應種植大棚(3)的編號發送至管理人員的手機終端；

P5：當HDpHDmax且HYiHYmin時，判定對應種植大棚(3)的生長環境與生長狀態不匹配，生成生長狀態異常信號，生長狀態監測模塊將對應種植大棚(3)的編號以及生長狀態異常信號發送至深度分析模塊；

所述深度分析模塊接收到生長狀態異常信號時對對應編號的種植大棚(3)進行深度分析，具體分析過程包括以下步驟：

Q1：將生長環境與生長狀態不匹配的種植大棚(3)標記為異常大棚，采集異常大棚內土壤的養料含量，養料含量包括氮元素含量值NZ、磷元素含量值PZ以及鉀元素含量值KZ；

Q2：通過公式得到養料影響系數YY，其中β1、β2、β3以及δ均為預設比例系數，通過存儲模塊獲取到養料影響系數閾值YYmin；

當YY小于等于YYmin時，判定對應異常大棚需要進行施肥，深度分析模塊生成施肥信號并將施肥信號與對應種植大棚(3)的編號發送至管理人員的手機終端；

當YY大于YYmin時，判定異常大棚內的農作物需要實地勘察檢測，深度分析模塊生成實地檢測信號并將實地檢測信號與對應種植大棚(3)的編號發送至管理人員的手機終端。

2.根據權利要求1所述的一種基于互聯網的農業監控裝置，其特征在于，該基于互聯網的農業監控裝置的使用方法包括以下步驟：

第一步：通過生長環境監測模塊對種植大棚(3)內的農作物的生長環境進行監測分析，得到生長環境系數，將生長環境系數與生長環境系數閾值進行對比，判斷種植大棚(3)內的生長環境是否符合農作物生長需求，對不滿足農作物生長環境的種植大棚(3)進行實時對應措施；

第二步：通過生長狀態監測模塊對種植大棚(3)內的農作物的生長狀態進行檢測分析，判斷種植大棚(3)內農作物生長狀態是否正常；

第三步：通過深度分析模塊對生長狀態異常的種植大棚(3)進行深度分析，判斷生長狀態異常的原因是否有土壤肥料不足造成，根據檢測分析結果發送不同指令至管理人員的手機終端。