一種溫室大棚種植模式農田遠程管理系統的製作方法

2024-04-10 07:30:05

專利名稱：一種溫室大棚種植模式農田遠程管理系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於農田管理技術領域，尤其涉及一種農田遠程管理系統。
背景技術：
中國是世界上最大的發展中國家和傳統的農業大國。隨著科技的發展，要完成建設社會主義新農村及現代農業的歷史重任，必須依託信息技術、生物技術等高新技術的強力支撐，尤其是要加快農業信息化的步伐。農業信息化是提高農業生產管理水平的有效途徑，也是促進農業發展、推進社會主義新農村建設、促進農民增收的有效途徑，對實現從傳統農業向現代農業的轉變、加快我國農業現代化建設以及整體社會經濟發展具有重大意義。從上世紀80年代以來，我國開展了系統工程、資料庫與信息管理系統、遙感、專家系統、決策支持系統、地理信息系統等技術應用於農業、資源、環境和災害方面的研究，取得了一批重要成果。1994年12月在「國家經濟信息化聯席會議」第三次會議上提出了建設金農工程，目的是加速和推進農業和農村信息化，建立「農業綜合管理和服務信息系統」。金農工程系統結構的基礎是國家重點農業縣、大中型農產品市場、主要的農業科研教育單位和各農業專業學會、協會。目前，我國的農業信息化建設在資料庫、信息網絡、精細農業以及農業多媒體技術等領域都取得了一定成效。物聯網，即通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、雷射掃描器等信息傳感設備，按照約定的協議，把各種物體與網際網路相連接，進行信息交換和通信，以實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡，是生產社會化、智能化發展的必然產物，對社會生產方式產生深刻的影響。物聯網把信息網絡技術、傳感器技術等應用於各個行業、各個產業，組成一個龐大網絡，使人們能夠通過網際網路監控處於龐大網絡中的物品運行情況，從而實現對物 的智能化、精確化管理和操作。早在1999年，中科院就啟動了傳感網研究，分別在微型傳感器、移動基站等方面取得重大進展。目前為止，我國傳感器標準體系已形成初步框架，向國際標準化組織提交的多項標準提案已被採納，成為國際標準制定的主導國之一。2009年8月和12月溫家寶總理分別在無錫和北京發表重要講話，重點強調要大力發展傳感網技術，努力突破物聯網核心技術。「感知中國」已正式上升到國家層面並進入戰略實施階段，物聯網在中國的發展和使用面臨著巨大的機遇。據相關部門統計分析，2015年我國物聯網市場規模將達到I萬億人民幣，2020年將超過5萬億人民幣規模。2010年12月21日，由中國工程院「物聯網及其在重要領域的應用」戰略研究課題組主辦的「物聯網在農業領域的應用」課題研討會在中國農業大學召開。在政府的推動、科技的發展、市場的需求多方面作用下，物聯網在農業領域的應用已成為必然，以物聯網促進農業信息化的發展已步入實施階段。

實用新型內容本實用新型發明了一種農田遠程管理系統，以數字農田和農田遠程管理為切入點，針對露天農田和溫室大棚兩種種植模式，採用物聯網技術、利用網絡構建統一便捷的信息交互平臺。本實用新型是這樣實現的，一種農田遠程管理系統，所述農田遠程管理系統包括:用於測定光照強度、溫溼度、土壤墒情、二氧化碳濃度等參數的傳感器；用於採集傳感器測定的數據的數據採集模塊；進行數據分析並發出指令的PLC控制單元；用於實時監控的攝像頭；用於將攝像頭採集的模擬視頻信號轉換為數位訊號的視頻伺服器；用於接入3G網絡，與管理中心建立聯繫並向管理中心傳輸3G網絡圖片及數字視頻信號的3G路由器；接收3G路由器發送來的大棚內各種數據信息，完成信息收集、存儲和顯示實現遠程控制並發送控制指令的管理中心；接收管理中心的指令，對加溫裝置、通風裝置、補光裝置、遮陽裝置、灌溉閥、施肥器和二氧化碳發生器等裝置進行合理調節的控制器。進一步，所述傳感器包括空氣溫度傳感器、空氣溼度傳感器、土壤水分傳感器、二氧化碳傳感器和光照傳感器。本方案發明的一種農·田遠程管理系統，採用傳感器5測量影響植物生長的光照強度、溫溼度、土壤墒情、二氧化碳濃度等環境參數，通過物聯網將所測量參數傳送到管理中心，實現對農作物生長環境實時監測；管理中心9對測量數據進行綜合分析，按照規則給出控制決策，通過物聯網將控制指令下發，由現場控制器實現對各類設施(光照調節、溫度溼度調節、二氧化碳發生、通風)的智能控制。該系統利用物聯網收集包括影響植物生長的光照強度、溫溼度、土壤墒情、二氧化碳濃度等信息並將這些信息傳遞到管理中心中央控制設備供農業生產者決策和參考，並實現自動供水、自動調節溫度、溼度、照度等，從而確保農作物生長環境穩定，減少農藥化肥使用量，達到農業增產增收及節約環保的目的；在作物的生長過程中還可以利用監控設備及各種傳感器來監測物的外形、顏色、大小等，用來確定作物的成熟程度，以便適時採摘和收穫；還可以利用流量傳感器及計算機系統自動控制農田水利灌溉。總之，本實用新型順應了科技的發展與市場的需要，促進了我國在物聯網和農業智能化領域的研究和發展，在行業中都處於先進水平，具有良好的成長性和生命力。本實用新型通過物聯網對農田中作物生長信息進行收集、分析、傳遞和處理，幫助農業生產者進行優化的控制和決策，使作物處於穩定、高效、經濟、節能的生長狀態，降低成本，增產增收。

圖1是本實用新型提供的露天農田種植模式的農田遠程管理系統的結構框圖；圖2是本實用新型提供的溫室大棚種植模式的農田遠程管理系統的結構框圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。圖1示出了本發明實施案例提供的露天農田種植模式。該模式包括:水分傳感器I，用於測試土壤溫溼度；對露天農田種植模式而言，農業生產者能夠控制的影響作物生長的環境參數主要是土壤溫溼度。數據採集模塊2，用於採集水分傳感器I測定的數據，並傳給PLC控制單元3 ;PLC控制單元3，用於接收數據採集模塊2採集的數據並發出命令；泵站4，用於接收PLC控制單元3的命令來為灌溉水提供動力，進行節水灌溉。圖2示出了本發明實施案例提供的溫室大棚種植模式。傳感器5，包括空氣溫度傳感器、空氣溼度傳感器、土壤水分傳感器、二氧化碳傳感器和光照傳感器，用於測定光照強度、溫溼度、土壤墒情、二氧化碳濃度等參數；數據採集模塊2，用於採集傳感器5測定的數據；PLC控制單元3，進行數據分析並發出指令；攝像頭6，用於實時監控；
視頻伺服器7，用於將攝像頭6採集的模擬視頻信號轉換為數位訊號；3G路由器8，用於接入3G網絡，與管理中心建立聯繫並向管理中心傳輸3G網絡圖片(數字視頻信號)；管理中心9，接收3G路由器發送來的大棚內各種數據信息，完成信息收集、存儲和顯示實現遠程控制並發送控制指令使控制器10做出相應動作；控制器10，接收管理中心9的指令，對加溫裝置、通風裝置、補光裝置、遮陽裝置、灌溉閥、施肥器和二氧化碳發生器等裝置進行合理調節。採用傳感器5測量影響植物生長的光照強度、溫溼度、土壤墒情、二氧化碳濃度等環境參數，通過物聯網將所測量參數傳送到管理中心9，實現對農作物生長環境實時監測；管理中心9對測量數據進行綜合分析，按照規則給出控制決策，通過物聯網將控制指令下發，由現場控制器10實現對各類設施(光照調節、溫度溼度調節、二氧化碳發生、通風)的智能控制。露天農田種植模式:水分傳感器I測試土壤溫溼度，數據採集模塊2採集水分傳感器I測定的數據，並傳給PLC控制單元3，PLC控制單元3接收數據採集模塊2採集的數據並發出命令控制泵站4為灌溉水提供動力，進行節水灌溉。溫室大棚種植模式:傳感器5測定光照強度、溫溼度、土壤墒情、二氧化碳濃度等參數，數據採集模塊2採集傳感器5測定的數據，PLC控制單元3進行數據分析並發出指令，通過3G路由器8接入3G網絡與管理中心建立聯繫，管理中心9接收3G路由器發送來的大棚內各種數據信息，完成信息收集、存儲和顯示並發送控制指令使控制器10對加溫裝置、通風裝置、補光裝置、遮陽裝置、灌溉閥、施肥器和二氧化碳發生器等裝置進行合理調節；攝像頭6實時監控大棚內的各種情況，並由視頻伺服器7將攝像頭6採集的模擬視頻信號轉換為數位訊號，然後通過3G路由器8接入3G網絡向管理中心傳輸3G網絡圖片(數字視頻信號)，若安裝雲臺攝像頭，管理中心9還可以通過網絡對攝像頭6進行遠程控制，實現全方位監控。本方案發明的一種農田遠程管理系統，採用傳感器5測量影響植物生長的光照強度、溫溼度、土壤墒情、二氧化碳濃度等環境參數，通過物聯網將所測量參數傳送到管理中心9，實現對農作物生長環境實時監測；管理中心9對測量數據進行綜合分析，按照規則給出控制決策，通過物聯網將控制指令下發，由現場控制器10實現對各類設施(光照調節、溫度溼度調節、二氧化碳發生、通風)的智能控制。該系統利用物聯網收集包括影響植物生長的光照強度、溫溼度、土壤墒情、二氧化碳濃度等信息並將這些信息傳遞到管理中心中央控制設備供農業生產者決策和參考，並實現自動供水、自動調節溫度、溼度、照度等，從而確保農作物生長環境穩定，減少農藥化肥使用量，達到農業增產增收及節約環保的目的；在作物的生長過程中還可以利用監控設備及各種傳感器來監測物的外形、顏色、大小等，用來確定作物的成熟程度，以便適時採摘和收穫；還可以利用流量傳感器及計算機系統自動控制農田水利灌溉。總之，本實用新型順應了科技的發展與市場的需要，促進了我國在物聯網和農業智能化領域的研究和發展，在行業中都處於先進水平，具有良好的成長性和生命力。本實用新型通過物聯網對農田中作物生長信息進行收集、分析、傳遞和處理，幫助農業生產者進行優化的控制和決策，使作物處於穩定、高效、經濟、節能的生長狀態，降低成本，增產增收。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍 之內。
權利要求1.一種農田遠程管理系統，其特徵在於，所述農田遠程管理系統包括: 用於測定光照強度、溫溼度、土壤墒情、二氧化碳濃度參數的傳感器； 用於採集傳感器測定的數據的數據採集模塊； 進行數據分析並發出指令的PLC控制單元； 用於實時監控的攝像頭； 用於將攝像頭採集的模擬視頻信號轉換為數位訊號的視頻伺服器； 用於接入3G網絡，與管理中心建立聯繫並向管理中心傳輸3G網絡圖片及數字視頻信號的3G路由器； 接收3G路由器發送來的大棚內各種數據信息，完成信息收集、存儲和顯示實現遠程控制並發送控制指令的管理中心； 接收管理中心的指令，對加溫裝置、通風裝置、補光裝置、遮陽裝置、灌溉閥、施肥器和二氧化碳發生器裝置進行合理調節的控制器。
2.如權利要求1所述農田遠程管理系統，其特徵在於，所述傳感器包括空氣溫度傳感器、空氣溼度傳感器、 土壤水分傳感器、二氧化碳傳感器和光照傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種溫室大棚種植模式農田遠程管理系統，包括用於測定光照強度、溫溼度、土壤墒情、二氧化碳濃度參數的傳感器；採集傳感器測定的數據的數據採集模塊；進行數據分析並發出指令的PLC控制單元；實時監控的攝像頭；將攝像頭採集的模擬視頻信號轉換為數位訊號的視頻伺服器；接入3G網絡，與管理中心建立聯繫並向管理中心傳輸3G網絡圖片及數字視頻信號的3G路由器；完成信息收集、存儲和顯示實現遠程控制並發送控制指令的管理中心；對加溫裝置、通風裝置、補光裝置、遮陽裝置、灌溉閥、施肥器和二氧化碳發生器裝置進行合理調節的控制器。本實用新型實現了對各類設施的智能控制，保障農作物的生長環境，降低成本，促進增產增收。
文檔編號G05B19/418GK203101934SQ20122057583
公開日2013年7月31日 申請日期2012年10月27日 優先權日2012年10月27日
發明者呂志勇, 王雷, 周慧敏 申請人:南京熊貓信息產業有限公司