[發明專利]一種植物生命周期監控系統

在審

• 申請號: 202110654581.0
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113331035A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 張海鵬;黃立華;孫愛萍;董建宏;付宇德;王錦;楊矞琦
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16;A01C23/04;A01C23/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙悅

本發明屬于植物監控技術，涉及一種植物生命周期監控系統，包括：數據采集模塊、控制模塊、灌溉模塊和施肥模塊；數據采集模塊，用于監測土壤的濕度和肥力；控制模塊，用于根據數據采集模塊采集的數據對灌溉模塊和施肥模塊進行控制；灌溉模塊，包括加熱部，加熱部用于將水加熱至預設溫度后，對植物進行灌溉；施肥模塊，包括若干條施肥管路，每條施肥管路與富含某一種元素的營養液對應，當植物缺少某一元素時，開啟對應管路對植物進行施肥。其通過調節灌溉水溫避免植物根部因為溫度過低導致損傷；通過分別施加富含各種元素的營養液使施肥過程更加有針對性。

技術領域

本發明涉及一種植物生命周期監控系統，屬于植物監控技術領域。

背景技術

隨著信息化術的發展，智能灌溉與植物養護系統得到了廣泛應用。其可以實時采集植物生長相關的光照、空氣溫濕度、土壤濕度等參數，根據每種植物的特定模型，通過設備聯網對中心控制模塊、供水模塊進行遠程控制。通過無線通信實現對植物生長24小時的數據收集、實時云計算分析、預警、以及高效的遠程供水控制。現有智能灌溉與植物養護系統雖然可以在植物生長過程中根據植物需要自動對其進行澆水、施肥。但是，未能對植物的澆水量和施肥的種類進行精確控制。如現有監控系統通常直接用抽取水對土壤進行灌溉，并沒有考慮水溫的影響，而水溫過低時，會降低土壤植物根系部位的溫度，影響植物的正常生長發育。此外，對植物進行施肥時，通常是施加已經配置好的肥料，這導致缺少某一種或某幾種元素的植物得不到有效補給，從而影響植物生長。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供了一種能夠對植物整個生長周期進行精確控制的植物生命周期監控系統。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種植物生命周期監控系統，包括：數據采集模塊、控制模塊、灌溉模塊和施肥模塊；數據采集模塊，用于監測土壤的濕度和肥力；控制模塊，用于根據數據采集模塊采集的數據對灌溉模塊和施肥模塊進行控制；灌溉模塊，包括加熱部，加熱部用于將水加熱至預設溫度后，對植物進行灌溉；施肥模塊，包括若干條施肥管路，每條施肥管路與富含某一種元素的營養液對應，當植物缺少某一元素時，開啟對應管路對植物進行施肥。

進一步，數據采集模塊設置在植物周圍的土壤中，其包括土壤溫濕度傳感器、氮磷鉀水分檢測儀和酸堿度電導率傳感器。

進一步，土壤溫濕度傳感器為環形電容線圈。

進一步，控制模塊通過若干設置在灌溉模塊和施肥模塊上的電磁閥對對應管路的流量或壓力進行控制。

進一步，控制模塊進行控制的方法為：當檢測到植物需要澆水或施肥時，打開對應管路的電磁閥，直至達到土壤濕度和肥力上限；使用壓力開關控制從水泵流出管路的壓力，若壓力過高，則關閉壓力開關，減小管路流量。

進一步，控制模塊通過控制電磁閥的開度控制對應管路的壓力。

進一步，控制模塊與報警模塊連接，在數據采集模塊采集的數據超過預設范圍時進行報警。

進一步，報警模塊為蜂鳴器或直接將報警信號發送至用戶的移動終端。

進一步，施肥模塊包括若干營養液儲液瓶，每個營養液儲液瓶均連接一條管路的入口，管理的出口埋設在植物周圍的土壤中。

進一步，還包括通訊模塊，用于在數據采集模塊、控制模塊、灌溉模塊和施肥模塊中進行數據傳輸，通訊模塊為LoRa模塊。

本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：本發明考慮到了植物在生長過程中易被人忽略，而又往往容易導致植物死亡的影響因素。通過調節灌溉水溫避免植物根部因為溫度過低導致損傷；通過分別施加富含各種元素的營養液使施肥過程更加有針對性，可以做到缺什么補什么，避免了現有技術在施肥過程中存在的一種元素肥力另一種元素仍然不足的問題；通過引入環形電容線圈對土壤濕度進行檢測，能夠檢測的面積更加大，檢測結果更加準確；通過采用LoRa模塊避免了偏遠地區無法進行無線傳輸的問題。

附圖說明