[發明專利]一種基于大數據的農業種植環境智能監測灌溉系統

有效

• 申請號: 202011139413.X
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112198916B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 王嘉;蘇宇航
• 申請（專利權）人: 廣州海睿智能科技股份有限公司
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02;A01G25/16;A01G25/02
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 儲德江

1.一種基于大數據的農業種植環境智能監測灌溉系統，其特征在于：包括地膜內環境參數采集模塊、地膜外環境參數采集模塊、環境參數初步處理模塊、地膜內灌溉分析模塊、地膜外灌溉分析模塊、管理服務器、數據庫、地膜內灌溉執行終端、地膜外灌溉執行終端和顯示終端，其中地膜內環境參數采集模塊和地膜外環境參數采集模塊均與環境參數初步處理模塊連接，環境參數初步處理模塊分別與地膜內灌溉分析模塊和地膜外灌溉分析模塊連接，管理服務器分別與地膜內灌溉分析模塊、地膜外灌溉分析模塊、地膜內灌溉執行終端、地膜外灌溉執行終端和顯示終端連接；

所述地膜內環境參數采集模塊用于采集覆蓋地膜的農業地膜內的氣候環境參數和土壤環境參數，其中地膜內環境參數采集模塊包括地膜內氣候環境參數采集終端和若干土壤環境參數采集終端，所述地膜內氣候環境參數采集終端用于采集地膜內的氣候環境參數，其地膜內的氣候環境參數包括地膜內溫度、地膜內濕度和地膜內光照強度，所述土壤環境參數采集終端用于采集各土壤檢測點的土壤環境參數，其土壤環境參數包括土壤溫度和土壤濕度，地膜內環境參數采集模塊將采集到的地膜內的氣候環境參數及各土壤檢測點的土壤環境參數傳輸至環境參數初步處理模塊；

所述地膜外環境參數采集模塊用于采集覆蓋地膜的農業地膜外的環境參數，其中地膜外環境參數采集模塊包括地膜外環境參數采集終端，其用于采集地膜外的環境參數，其地膜外的環境參數包括地膜外溫度、地膜外濕度和地膜外光照強度，并將采集到的地膜外的環境參數傳輸至環境參數初步處理模塊；

所述環境參數初步處理模塊接收地膜內環境參數采集模塊傳輸的地膜內的氣候環境參數及各土壤檢測點的土壤環境參數，并將接收的地膜內的氣候環境參數按照預設的采集時間段進行劃分，構建采集時間段地膜內氣候環境參數集合H_w(h_w1,h_w2,...,h_wk,...h_wt)，h_wk表示為第k個采集時間段內第w個氣候環境參數對應的數值，k表示為采集時間段，k∈1,2...t，w表示為氣候環境參數，w＝(wt,wd,ws),wt、wd、ws分別表示為地膜內溫度、地膜內濕度、地膜內光照強度，同時，環境參數初步處理模塊將接收的各土壤檢測點的土壤環境參數構建檢測點土壤環境參數集合G_f(g_f1,g_f2,...,g_fi,...,g_fn)，g_fi表示為第i個土壤檢測點的第f個土壤環境參數對應的數值，f表示為土壤環境參數，f＝(ft,fd),ft、fd分別表示為土壤溫度、土壤濕度，環境參數初步處理模塊將構建的采集時間段地膜內氣候環境參數集合和檢測點土壤環境參數集合發送至地膜內灌溉分析模塊；

所述環境參數初步處理模塊接收地膜外環境參數采集模塊傳輸的地膜外的環境參數，并將接收的地膜外的環境參數按照預設的采集時間段進行劃分，構建采集時間段地膜外環境參數集合R_m(r_m1,r_m2,...,r_mk,...r_mt)，r_mk表示為第k個采集時間段內第m個地膜外環境參數對應的數值，k表示為采集時間段，k∈1,2...t，m表示為地膜外環境參數，m＝(mt,md,ms),mt、md、ms分別表示為地膜外溫度、地膜外濕度和地膜外光照強度，環境參數初步處理模塊將構建的采集時間段地膜外環境參數集合發送至地膜外灌溉分析模塊；

所述數據庫存儲地膜內各氣候環境參數和土壤環境參數對應的標準數值，存儲地膜外各環境參數對應的標準數值，存儲各地膜內灌溉系數對應的單位面積灌溉水量，存儲各地膜外灌溉系數對應的單位面積灌溉水量，存儲地膜內溫度、地膜內濕度、地膜內光照強度、土壤溫度對灌溉的影響系數，并存儲地膜外溫度、地膜外濕度、地膜外光照強度對灌溉的影響系數；

所述地膜內灌溉分析模塊接收環境參數初步處理模塊發送的采集時間段地膜內氣候環境參數集合和檢測點土壤環境參數集合，提取數據庫中地膜內各氣候環境參數和土壤環境參數對應的標準數值，將接收的采集時間段地膜內氣候環境參數集合和檢測點土壤環境參數集合分別與對應的標準環境參數進行對比，得到采集時間段地膜內氣候環境參數對比集合ΔH_w(Δh_w1,Δh_w2,...,Δh_wk,...Δh_wt)和檢測點土壤環境參數對比集合ΔG_f(Δg_f1,Δg_f2,...,Δg_fi,...,Δg_fn)，地膜內灌溉分析模塊根據采集時間段地膜內氣候環境參數對比集合和檢測點土壤環境參數對比集合統計地膜內灌溉系數，并發送至管理服務器；

所述地膜外灌溉分析模塊接收環境參數初步處理模塊發送的采集時間段地膜外環境參數集合，提取數據庫中地膜外各環境參數對應的標準數值，將接收的采集時間段地膜外環境參數集合與地膜外各環境參數對應的標準數值進行對比，得到采集時間段地膜外環境參數對比集合ΔR_m(Δr_m1,Δr_m2,...,Δr_mk,...Δr_mt)，地膜外灌溉分析模塊根據采集時間段地膜外環境參數對比集合統計地膜外灌溉系數，并發送至管理服務器；

所述管理服務器接收地膜內灌溉分析模塊發送的地膜內灌溉系數，并提取數據庫中各地膜內灌溉系數對應的單位面積灌溉水量，篩選該地膜內灌溉系數對應的單位面積灌溉水量，同時獲取該農業種植區域的面積，進而根據該農業種植區域的面積和地膜內灌溉系數對應的單位面積灌溉水量統計地膜內灌溉水量，并將統計的地膜內灌溉水量分別發送至顯示終端和地膜內灌溉執行終端，同時發送灌溉指令至地膜內灌溉執行終端，且接收地膜內灌溉執行終端反饋的灌溉水量，當反饋的灌溉水量大于統計的地膜內灌溉水量，此時管理服務器發送停止灌溉指令至地膜內灌溉執行終端；

所述管理服務器接收地膜外灌溉分析模塊發送的地膜外灌溉系數，并提取數據庫中各地膜外灌溉系數對應的單位面積灌溉水量，篩選該地膜外灌溉系數對應的單位面積灌溉水量，同時獲取該農業種植區域的面積，進而根據該農業種植區域的面積和地膜外灌溉系數對應的單位面積灌溉水量統計地膜外灌溉水量，并將統計的地膜外灌溉水量分別發送至顯示終端和地膜外灌溉執行終端，同時發送灌溉指令至地膜外灌溉執行終端，且接收地膜外灌溉執行終端反饋的灌溉水量，當反饋的灌溉水量大于統計的地膜外灌溉水量，此時管理服務器發送停止灌溉指令至地膜外灌溉執行終端；

所述地膜內灌溉執行終端接收管理服務器發送的地膜內灌溉水量和灌溉指令，在地膜內進行灌溉，并實時獲取地膜內灌溉水量，同時將獲取的地膜內灌溉水量發送至管理服務器，且接收管理服務器發送的停止灌溉指令，停止灌溉；

所述地膜外灌溉執行終端接收管理服務器發送的地膜外灌溉水量和灌溉指令，在地膜外進行灌溉，并實時獲取地膜外灌溉水量，同時將獲取的地膜外灌溉水量發送至管理服務器，且接收管理服務器發送的停止灌溉指令，停止灌溉；

所述顯示終端接收管理服務器發送的地膜內灌溉水量和地膜外灌溉水量，并顯示。