[发明专利]一种基于物联网的水肥药精准施用系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于物联网的水肥药精准施用系统及方法，该系统包括气象监测系统、土壤环境监测系统、灌溉施肥施药系统和云端控制平台，气象监测系统采集作物长势及病虫害、风速、风向、光照、蒸发量和降雨量信息；土壤环境监测系统采集土壤的温湿度、盐分、水分、养分、PH值和自然肥力数据；云端控制平台根据接收到的信息绘制降雨量曲线和自然肥力曲线，利用不同作物生长习性的历史数据，绘制作物需水规律和作物需肥规律曲线，将作物需水规律和降雨量曲线的差值作为作物所需灌溉量，将作物需肥规律曲线和自然肥力曲线的差值作为作物所需施肥量，对作物长势和病虫害信息进行分级，确定施药量，通过灌溉施肥施药系统完成对作物灌溉和施肥施药。

技术领域

本发明涉及一种灌溉施肥施药装备，尤其涉及一种基于物联网的水肥药精准施用系统及水肥药精准施用方法。

背景技术

现有的水肥药施用技术多侧重于灌溉施肥施药设备本身的研究与设计，忽略了作业环境及作物本身的需求，如现有田间气象监测装备和土壤墒情监测装备仅作为独立的感知系统，其相关数据没有作为灌溉施肥施药装备的执行依据，造成了“知行分离”的情况。在管路结构上，水肥药均为低压管路系统，运行方式和控制方式单一，如施药管路简单的借用施肥管路或加酸管路，仅限于作物根部施药，应用范围窄，或是施药系统单独控制，难以实现水肥药协同施用。

综上所述，现有技术中对于根据环境信息及作物需求进行水肥药协同管理的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种可根据田间气象信息、土壤环境参数以及作物长势等信息进行水肥药精准施用的基于物联网的水肥药精准施用系统及水肥药精准施用方法。

本发明所采用的技术方案是：

本发明的第一目的是提供一种基于物联网的水肥药精准施用系统，该系统包括气象监测系统、土壤环境监测系统、灌溉施肥施药系统和云端控制平台，所述气象监测系统，用于采集作物长势及病虫害信息、风速、风向、光照、蒸发量和降雨量信息，并无线传输至云端控制平台；所述土壤环境监测系统用于采集土壤的温湿度、盐分、水分、养分、PH值和自然肥力数据，并无线传输至云端控制平台；所述云端控制平台根据接收到的信息绘制降雨量曲线和自然肥力曲线，利用不同作物生长习性的历史数据，绘制作物需水规律曲线和作物需肥规律曲线，将作物需水规律曲线和降雨量曲线的差值作为作物所需灌溉量，将作物需肥规律曲线和自然肥力曲线的差值作为作物所需施肥量，对作物长势和病虫害信息进行分级，确定施药量，并将作物所需灌溉量、施肥量和施药量无线传输至灌溉施肥施药系统，通过灌溉施肥施药系统完成对作物灌溉和施肥施药。

作为本发明的进一步限定，所述气象监测系统包括图像采集装置和气象信息监测装置；

所述图像采集装置包括设置在地面上的支撑杆Ⅰ、设置在支撑杆Ⅰ上部的高清摄像头和设置在支撑杆Ⅰ中部的图像采集控制柜，所述图像采集控制柜内设置有图像处理器和无线数据传输装置，所述图像处理器获取高清摄像头采集的作物长势及病虫害图像信息并对其进行处理，得到作物长势及病虫害情况，通过无线数据传输装置传输至云端控制平台；

所述气象信息监测装置包括设置在地面上的支撑杆Ⅱ和从上至下依次设置在支撑杆Ⅱ上第一数据采集模块、太阳能电池板、第二数据采集模块和参数采集控制柜；

所述第一数据采集模块包括用于采集风速的风速传感器、用于采集光照的光照传感器和用于采集风向的风向传感器；

所述太阳能电池板将太阳能转化为电能，给其他模块供电；

所述第二数据采集模块包括用于采集蒸发量的蒸发传感器、用于采集降雨量的降雨量传感器和用于采集空气温度、湿度信息的百叶箱；

所述参数采集控制柜内设置有第一控制器和无线收发器，所述第一控制器，用于接收风速传感器、光照传感器、风向传感器、蒸发传感器、降雨量传感器和百叶箱采集的信息，并通过无线收发器传输至云端控制平台。