專利名稱：基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境參數(shù)、可供用戶進(jìn)行報(bào)警設(shè)置并根據(jù)環(huán)境參數(shù)與報(bào)警時(shí)間設(shè)置自動(dòng)實(shí)施報(bào)警的基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理裝置及方法。
背景技術(shù)：
施肥和澆水是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，按時(shí)澆水、定量施肥是增產(chǎn)保收的必要措施。現(xiàn)實(shí)當(dāng)中農(nóng)戶往往靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施肥澆水，這就影響了施肥澆水的及時(shí)性和科學(xué)性。目前國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)出的智能施肥系統(tǒng)設(shè)備，
一般是一種以一體化服務(wù)模式提供給農(nóng)戶的智能系統(tǒng)，集測(cè)、s己、施功能為一體，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)施肥科學(xué)管理。但這些智能系統(tǒng)一方面體積大、價(jià)才各高，另一方面，也沒(méi)有對(duì)大棚或農(nóng)田多種、批量作物的施肥澆水的報(bào)警管理功能，因此難以推廣普及。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明涉及的基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理裝置及方法可依據(jù)實(shí)時(shí)采集到的環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，自動(dòng)判斷數(shù)據(jù)庫(kù)中的批量作物是否需要施肥澆水，如需要施肥澆水則自動(dòng)播放報(bào)警音樂(lè)報(bào)警，另外，也可把經(jīng)過(guò)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)確定的施肥澆水時(shí)間點(diǎn)設(shè)置到系統(tǒng)中，在該時(shí)間點(diǎn)到達(dá)后，系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟并播放報(bào)警音樂(lè)報(bào)警，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物、花卉的施肥澆水報(bào)警。系統(tǒng)具有智能化、操控簡(jiǎn)單、移動(dòng)便捷、成本低的特點(diǎn)。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是 一種基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理裝置，其至少包括 一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)控單元，所述單元包含存儲(chǔ)器、控制器、運(yùn)算器及輸入輸出接口，用于實(shí)時(shí)接收環(huán)境參數(shù)采集單元采集的數(shù)據(jù)信息并分析判斷是否符合報(bào)警條件，其通過(guò)串口與控制主機(jī)相連；
4一個(gè)控制主機(jī)，包含cpu、存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)接口以及顯示輸出接口 ，該控制主機(jī)通過(guò)上述各個(gè)擴(kuò)展接口與顯示單元、輸入單元及環(huán)境參數(shù)采集單
元相連接； 一個(gè)環(huán)境參數(shù)釆集單元，包括空氣溫濕度感應(yīng)器及土壤參數(shù)感應(yīng)器，用于實(shí)時(shí)采集環(huán)境參數(shù)，通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口傳入控制主機(jī)；一個(gè)顯示單元，用于顯示人機(jī)交互的圖形界面，通過(guò)所述顯示輸出接口與控制主機(jī)相連； 一個(gè)輸入單元，用于控制人員輸入控制信號(hào)執(zhí)行設(shè)置操作，通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口或無(wú)線連接方式連接控制主機(jī)。
基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理裝置的方法，包含步驟
一、 由實(shí)時(shí)監(jiān)控單元定時(shí)監(jiān)控環(huán)境參數(shù)；
二、 在各環(huán)境參數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)控制主機(jī)并報(bào)警，由控制主機(jī)為控制人員提供施肥澆水的參考信息；
三、 控制人員參照控制主機(jī)提示執(zhí)行澆水及/或施肥動(dòng)作后，將已執(zhí)行的信息反饋輸入至控制主機(jī)；
四、 控制主機(jī)根據(jù)反饋的執(zhí)行信息，計(jì)算下一澆水及/或施肥點(diǎn)的時(shí)間、溫度及溫度信息；
五、 控制主機(jī)將計(jì)算所得的下一澆水及/或施肥點(diǎn)的信息輸入到實(shí)時(shí)監(jiān)控單元，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控單元參照進(jìn)行下次澆水及/或施肥報(bào)警。
本發(fā)明的技術(shù)效果是，自動(dòng)采集農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)并判定農(nóng)作物肥料使用狀況、土壤濕度及溫度狀況，在作物需要施肥或澆水時(shí)發(fā)出警報(bào)提示用戶及時(shí)施肥澆水并展示出詳細(xì)施肥澆水信息。這為合理管理施肥澆水，降低農(nóng)業(yè)者對(duì)從業(yè)者要求提供了有效的幫助，大大降低了對(duì)施肥澆水狀況管理的成本。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例的基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理裝置的硬件結(jié)構(gòu)5圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施例的基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理裝置的方法原理具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)得到更清楚的了解，以下結(jié)合附圖，做詳細(xì)i兌明io下
本發(fā)明系統(tǒng)功能主要包括(1)依據(jù)自動(dòng)采集到的溫濕度的自動(dòng)才艮警功能；(2)依據(jù)設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)并報(bào)警的功能；(3)農(nóng)作物、花卉數(shù)據(jù)管理功能；(4)農(nóng)作物、花卉數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出功能。
如圖1所示，描述了本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)圖。在圖1中，基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理裝置硬件包括控制主機(jī)1、實(shí)時(shí)監(jiān)控單元2、交直流變壓降壓器3、環(huán)境參數(shù)采集單元4、顯示單元5、紅外遙控器6、報(bào)警音箱7、串口 8、數(shù)據(jù)接口 9、音頻接口 10、紅外遙控接口 11、顯示輸出接口 12及接口擴(kuò)展槽13，其中其中環(huán)境參數(shù)采集單元4實(shí)時(shí)采集環(huán)境參數(shù)(包括空氣溫度及濕度、土壤濕度數(shù)據(jù))并將數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)接口 9連接控制主機(jī)1;實(shí)時(shí)監(jiān)控單元2實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境參數(shù)，從環(huán)境參數(shù)采集單元4中獲取環(huán)境數(shù)據(jù)并分析判斷是否符合報(bào)警條件，如果符合報(bào)警條件將通過(guò)串口 8向控制主機(jī)1發(fā)送開(kāi)機(jī)報(bào)警信號(hào)；控制主機(jī)1接到報(bào)警啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，啟動(dòng)主機(jī)系統(tǒng)顯示報(bào)警信息并通過(guò)報(bào)警音箱7播放報(bào)警音樂(lè)；控制主機(jī)1啟動(dòng)后自動(dòng)運(yùn)行用戶操作平臺(tái)，用于控制人員對(duì)農(nóng)作物信息進(jìn)行操作；遙控器6以紅外遙控接口與控制主機(jī)1實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接，用于控制人員的控制輸入；輸出設(shè)備包括顯示單元5及報(bào)警音箱7，分別通過(guò)顯示輸出接口 12及音頻接口 10與控制主機(jī)1連接；接口擴(kuò)展槽B可用于外接鍵盤、鼠標(biāo)作為控制人員輸入設(shè)備。
另外，該報(bào)警單元還可以是一個(gè)能向便攜通信終端發(fā)送提醒信息的發(fā)射裝置，具體可以是個(gè)手機(jī)短信發(fā)送裝置，連接于控制主機(jī)，可以按設(shè)置向指定用戶發(fā)送提示信息。
如圖2所示，描述了本發(fā)明涉及的基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理裝置的方法原理圖。在圖2中，基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理裝置的方法分如下幾個(gè)步驟
步驟SO:環(huán)境參數(shù)采集單元實(shí)時(shí)采集環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，并將采集到的空氣濕度/溫度、土壤濕度數(shù)據(jù)傳輸給實(shí)時(shí)監(jiān)控單元作為分析判斷報(bào)警的依據(jù)；
步驟Sl:實(shí)時(shí)監(jiān)控單元運(yùn)行服務(wù)程序?qū)崟r(shí)掃描，其工作分為兩部分一是掃描農(nóng)作物數(shù)據(jù)庫(kù)中的各個(gè)農(nóng)作物的報(bào)警時(shí)間點(diǎn)，到達(dá)報(bào)警時(shí)間點(diǎn)時(shí)則向控制主機(jī)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，這些報(bào)警時(shí)間點(diǎn)是由控制人員根據(jù)不同作物的生長(zhǎng)需求進(jìn)行設(shè)定的，控制人員可以通過(guò)操作控制平臺(tái)進(jìn)行修改和設(shè)定，二是實(shí)時(shí)接收環(huán)境參數(shù)采集單元采集的環(huán)境數(shù)據(jù)并分析判斷是否符合報(bào)警條件，符合報(bào)警條件時(shí)則向控制主機(jī)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)；
步驟S2:控制主機(jī)常態(tài)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，當(dāng)收到步驟S1發(fā)送來(lái)的啟動(dòng)信號(hào)時(shí)啟動(dòng)；
步驟S3:控制主機(jī)啟動(dòng)后運(yùn)行操作系統(tǒng)，本實(shí)施例中采用的是裁剪后的linux操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)為應(yīng)用軟件運(yùn)行提供穩(wěn)定文件操作支持以及圖形化顯示支持；
步驟S4:操作系統(tǒng)啟動(dòng)后，啟動(dòng)應(yīng)用程序，同時(shí)啟動(dòng)后臺(tái)環(huán)境參數(shù)采集服務(wù)程序并自動(dòng)分析判斷是否符合報(bào)警條件；農(nóng)作物的數(shù)據(jù)信息以xml文件形式存儲(chǔ)，存儲(chǔ)農(nóng)作物基本屬性信息以及生長(zhǎng)過(guò)程中所需的施肥/澆水信息；應(yīng)用程序在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)該xml文件的讀寫(xiě)；
步驟S5:應(yīng)用程序啟動(dòng)后提供給控制人員一個(gè)前臺(tái)功能程序，提供施肥報(bào)警設(shè)置、澆水報(bào)警設(shè)置、施肥信息查詢、澆水信息查詢、農(nóng)作物/花卉數(shù)據(jù)庫(kù)瀏覽、數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出、溫濕度實(shí)時(shí)顯示及系統(tǒng)說(shuō)明與關(guān)閉功
7步驟S6:從步驟Sl和S4的實(shí)時(shí)掃描服務(wù)中如果發(fā)現(xiàn)符合報(bào)警條件時(shí)則啟動(dòng)后臺(tái)報(bào)警程序，播放報(bào)警音樂(lè)或向便攜通信終端發(fā)送提醒信息并列出需要澆水或施肥的作物信息，提示控制人員進(jìn)行相應(yīng)的澆水或施肥動(dòng)作；控制人員參照?qǐng)?bào)警信息提示執(zhí)行澆水及/或施肥動(dòng)作后，將已執(zhí)行的信息反饋輸入至控制主機(jī)；控制主機(jī)根據(jù)反饋的執(zhí)行信息，計(jì)算下一澆水及/或施肥點(diǎn)的時(shí)間、溫度及溫度信息；控制主機(jī)將計(jì)算所得的下一澆水及/或施肥點(diǎn)的信息輸入到實(shí)時(shí)監(jiān)控單元，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控單元參照進(jìn)行下次澆水及/或施肥報(bào)警。
系統(tǒng)工作狀態(tài)下自動(dòng)通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集環(huán)境溫濕度，并實(shí)時(shí)與數(shù)據(jù)庫(kù)中農(nóng)作物、花卉施肥澆水溫濕度值比對(duì)，自動(dòng)列出需要施肥澆水的農(nóng)作物并播放音頻文件報(bào)警，提醒用戶應(yīng)該對(duì)農(nóng)作物、花卉施肥澆水；系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)下，可#^據(jù)在工作狀態(tài)下設(shè)置的施肥澆水報(bào)警時(shí)間點(diǎn)，在相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)到達(dá)后，自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)，列出需要施肥澆水的農(nóng)作物并播放音頻文件報(bào)警，提醒用戶應(yīng)該對(duì)農(nóng)作物、花卉施肥澆水。
本發(fā)明具有如下憂點(diǎn)
第一、自動(dòng)采集環(huán)境溫濕度，自動(dòng)判斷并進(jìn)行施肥澆水報(bào)警，具有智能化程度高的特點(diǎn)；
第二、系統(tǒng)硬件控制主機(jī)以Intel Atom為核心，同時(shí)集成了低功庫(kù)毛的定時(shí)單片機(jī)(定時(shí)監(jiān)控單元)、溫濕度傳感器等多種硬件，使得系統(tǒng)具有低功耗特點(diǎn)；
第三、系統(tǒng)具有移動(dòng)方便，操控簡(jiǎn)單的特點(diǎn)；
第四、采用基于XML的農(nóng)作物、花卉溫濕度屬性、特性信息存儲(chǔ)格式，使得系統(tǒng)具有擴(kuò)展性好的特點(diǎn)。
第五、本智能化施肥報(bào)警系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于蔬菜大棚、花卉大棚、農(nóng)場(chǎng)等的施肥澆水報(bào)警管理。
第六、使用后可合理管理施肥澆水，降低對(duì)從業(yè)者的要求，進(jìn)而降低施肥澆水管理的成本。
本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的是對(duì)多種、批量農(nóng)作物、花卉的施肥澆水智能化才艮警
管理功能；而依據(jù)某一條件點(diǎn)滿足自動(dòng)澆水的控制裝置已有，因此后續(xù)擬將上述智能報(bào)警管理系統(tǒng)與控制類裝置整合集成，形成功能更為強(qiáng)大、推廣范圍更廣的施肥澆水報(bào)警綜合管理系統(tǒng)。
但是本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)形式并不局限于此，對(duì)于技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不背離本發(fā)明所述方法的精神和權(quán)利要求范圍的情況下，對(duì)它進(jìn)行的各種顯而易見(jiàn)的改變都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理裝置，其特征在于，至少包括一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)控單元，其包含存儲(chǔ)器、控制器、運(yùn)算器及輸入輸出接口，用于實(shí)時(shí)接收環(huán)境參數(shù)采集單元采集的數(shù)據(jù)信息并分析判斷是否符合報(bào)警條件，其通過(guò)串口與控制主機(jī)相連；一個(gè)控制主機(jī)，包含cpu、存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)接口以及顯示輸出接口，該控制主機(jī)通過(guò)上述各個(gè)擴(kuò)展接口與顯示單元、輸入單元及環(huán)境參數(shù)采集單元相連接；一個(gè)環(huán)境參數(shù)采集單元，包括空氣溫濕度感應(yīng)器及土壤參數(shù)感應(yīng)器，用于實(shí)時(shí)采集環(huán)境參數(shù)，通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口傳入控制主機(jī)；一個(gè)顯示單元，用于顯示人機(jī)交互的圖形界面，通過(guò)所述顯示輸出接口與控制主機(jī)相連；一個(gè)輸入單元，用于控制人員輸入控制信號(hào)執(zhí)行設(shè)置操作，通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口或無(wú)線連接方式連接控制主機(jī)。
2、 如權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理裝 置，其特征在于所述的環(huán)境參數(shù)采集單元包括空氣溫濕度傳感器和分 布在田間不同位置的多個(gè)土壤參數(shù)感應(yīng)器。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管 理裝置，其特征在于另包含一個(gè)報(bào)警單元，其通過(guò)數(shù)據(jù)接口連接所述 控制主機(jī)或直接內(nèi)置于控制主機(jī)；該報(bào)警單元為一個(gè)音頻報(bào)警裝置及/或 一個(gè)能向便攜通信終端發(fā)送提醒信息的發(fā)射裝置。
4、 一種使用權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述裝置的基于環(huán)境參數(shù)的智能化 施肥澆水報(bào)警管理方法，其特征在于，至少包含步驟一、 由實(shí)時(shí)監(jiān)控單元定時(shí)監(jiān)控環(huán)境參數(shù)；二、 在各環(huán)境參數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)控制主機(jī)并報(bào)警，由控制 主機(jī)為控制人員提供施肥澆水的參考信息；三、 控制人員參照控制主機(jī)提示執(zhí)行澆水及/或施肥動(dòng)作后，將已執(zhí)行的信息反饋輸入至控制主機(jī)；四、 控制主機(jī)根據(jù)反饋的執(zhí)行信息，計(jì)算下一澆水及/或施肥點(diǎn)的環(huán) 境參數(shù)設(shè)定值；五、 控制主機(jī)將計(jì)算所得的下一澆水及/或施肥點(diǎn)的環(huán)境參數(shù)設(shè)定值 輸入到實(shí)時(shí)監(jiān)控單元，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控單元參照進(jìn)行下次澆水及/或施肥報(bào)
5、 如權(quán)利要求4所述的基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理方 法，其特征在于所述的環(huán)境參數(shù)包括空氣溫度及濕度以及土壤數(shù)據(jù)。
6、 如權(quán)利要求5所述的基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理方 法，其特征在于所述的土壤數(shù)據(jù)的采集是通過(guò)將分布在實(shí)驗(yàn)田各個(gè)不 同區(qū)域的多個(gè)土壤參數(shù)傳感器獲得的土壤參數(shù)數(shù)據(jù)綜合取平均值而得 到。
7、 如權(quán)利要求4所述的基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理方 法，其特征在于所述的控制主機(jī)提供的參考信息包括，作物名稱、作 物種植區(qū)域、施肥及澆水量信息。
8、 如權(quán)利要求4所述的基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理方 法，其特征在于所述的控制主機(jī)具有用戶操作平臺(tái)，其包括農(nóng)作物信 息庫(kù)查詢、施肥信息查詢、澆水信息查詢、施肥報(bào)警設(shè)置、澆水報(bào)警設(shè) 置及數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入導(dǎo)出部分。
9、 如權(quán)利要求4所述的基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理方 法，其特征在于所述的澆水及/或施肥時(shí)間點(diǎn)通過(guò)控制主機(jī)所帶的用戶 操作平臺(tái)輸入，或由實(shí)時(shí)監(jiān)控單元計(jì)算得到。
10、 如權(quán)利要求4-9任一項(xiàng)所述的基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào) 警管理方法，其特征在于所述的報(bào)警動(dòng)作包括啟動(dòng)主機(jī)顯示報(bào)警信息、 播放報(bào)警音樂(lè)或向便攜通信終端發(fā)送提醒信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于環(huán)境參數(shù)的智能化施肥澆水報(bào)警管理裝置及方法，針對(duì)農(nóng)業(yè)大棚中農(nóng)作物施肥澆水狀況進(jìn)行管理；包括環(huán)境參數(shù)采集單元、實(shí)時(shí)監(jiān)控單元、控制主機(jī)、顯示單元及輸入單元。環(huán)境參數(shù)采集單元包括空氣溫濕度感應(yīng)器和多個(gè)土壤濕度感應(yīng)器以及環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集環(huán)境空氣溫濕度、土壤濕度等環(huán)境參數(shù)傳入控制主機(jī)作為報(bào)警分析判斷的依據(jù)；實(shí)時(shí)監(jiān)控單元包括實(shí)時(shí)掃描模塊、定時(shí)器模塊，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境參數(shù)并根據(jù)農(nóng)作物數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析判斷實(shí)施報(bào)警；控制主機(jī)包括支持圖形化顯示的操作系統(tǒng)、用戶操作控制平臺(tái)以及后臺(tái)定時(shí)掃描服務(wù)，確保系統(tǒng)開(kāi)機(jī)狀態(tài)下實(shí)時(shí)報(bào)警提示以及提供用戶對(duì)農(nóng)作物信息進(jìn)行操作的交互平臺(tái)。
文檔編號(hào)A01G25/16GK101673450SQ20091023553
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者蘭澤華, 馬麗霞 申請(qǐng)人:蘭澤華