一种基于物联网的多个立体农业种植棚共同管理系统的制作方法

本发明属于农业技术领域，涉及一种基于物联网的多个立体农业种植棚共同管理系统。

背景技术：

农业现代化的前提是农业信息化，自动化和智能化，每个种植单元都有自己种植的独特性，如何将多个单独的种植单元有机联合起来共同管理，是一个需要研究的课题，提高管理技术可以提高种植单元的产量和价值，并减少管理成本。

中国专利库中公开了一种地空一体化农业监测系统及方法，其中系统包括：空中农业监测装置，用于获取农作物冠层数据；至少一个地面农业监测装置，用于获取农作物生长环境数据和农作物生理生化数据；以及终端服务器，用于对所述空中农业监测装置和地面农业监测装置获取的相同监测点的农作物冠层数据、农作物生长环境数据和农作物生理生化数据进行数据融合、农作物生长模型反演；其中，所述空中农业监测装置和所述地面农业监测装置分别与所述终端服务器进行无线通讯。本发明通过在空中和地面同时对农作物的生理生化参数和生长环境动态实时监测，并对监测数据进行数据融合，实现了农作物多参数监测与大面积高效率监测。

中国专利库中公开了一种农业智能化管理系统，包括种植系统，还包括环境监测传感器单元、营养液监测传感器单元、信号处理装置、营养调节单元、大棚环境调节单元、视频监控单元、控制单元、电力载波模块、网络模块和后台监控单元，所述环境监测传感器单元通过信号处理装置实时将大棚环境的参数信号发送给控制单元，并且营养液监测传感器单元也通过信号处理装置实时将营养液参数信号发送给控制单元，控制单元通过一开关单元分别与营养调节单元和大棚环境调节单元信号连接，并且控制单元还通过电力载波模块与后台监控单元信号连接，所述视频监控单元通过网络模块与后台监控单元信号连接。本发明可有效加强种植过程的自动化管理和种植的科学性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于物联网的多个立体农业种植棚共同管理系统，包括设备端、云网络和控制中心，设备端包括多个立体农业种植装置，种植装置上设置有若个种植单元、光照控制模块、灌溉控制模块、施肥控制模块、温湿度控制模块、视频监控模块、病虫害控制模块和定位模块，控制中心包括控制终端和管理系统，管理系统通过云网络对多个设备端进行管理。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于物联网的多个立体农业种植棚共同管理系统，其包括设备端、云网络、控制终端，其中：

所述设备端包括种植棚、种植盒、控制模块、光照控制模块、水肥控制模块、温湿度控制模块、视频监控模块、病虫害控制模块、通信模块、定位模块；

所述种植棚内设置有若个种植盒，所述控制模块、光照控制模块、水肥控制模块、温湿度控制模块、视频监控模块、病虫害控制模块、通信模块和定位模块种植棚内，所述控制模块分别与光照控制模块、水肥控制模块、温湿度控制模块、视频监控模块、病虫害控制模块、通信模块、定位模块连接，所述通信模块与远端的模块连接；

所述云网络包括云服务器和云管理系统，提供实时存储和数据访问功能，实时接收并存储设备端、控制终端各自上传的数据并下发对应数据；

所述控制中心包括控制终端服务器和为控制终端开发的管理系统，控制终端服务器接收数据，管理系统对数据进行分析并向设备端发出指令，所述管理系统包括定位显示模块、数据处理模块、日常管理模块、自动化管理模块、视频监控模块、告警处理模块；

所述定位显示模块：根据管理的多个种植棚的位置信息结合电子地图形成种植棚显示地图，显示所有的在线种植棚；所述数据处理模块从云端上接收每个设备端的数据并进行数据分析，得出分析结果；如果检测数据长时间超过设置的阈值，生成告警；所述日常管理模块包括光照管理、水份管理、肥力管理、温湿度管理、病虫害管理，管理人员根据数据处理模块得出的分析结果，进行对种植棚的日常管理，向种植棚管理模块下发指令；所述自动化管理模块，提前设定光照、水份、肥力、温湿度的阈值，根据数据处理模块得出的分析结果自动生成处理指令并下发指令；所述视频监控模块，通过种植棚里设置的视频监控模块对各个种植棚进行远程视频，实时获取每个种植棚里的植物生产信息；所述告警处理模块，根据告警信息进行定位，确定告警种植棚位置，向管理人员发出维修指令；

所述设备端通过云网络与控制中心连接。

优选地，所述种植棚上设置有自发电装置，包括设置在种植棚1外侧的太阳能板和蓄电电池组。

优选地，所述种植棚上设置有声音控制系统，采用音乐促进生长的辅助方法，根据设定的播放次序和播放频率播放自然界中的声音，模拟自然环境；并根据种植种类的不同播放不同的音乐。

优选地，所述控制模块为plc控制器，所述光照控制模块包括光照检测模块和光照调节装置，检测光照强度并根据指令进行亮度调节；所述水肥控制模块包括水份、肥力检测装置和调节装置，检测种植盒内水肥情况并根据指令进行水肥调节；所述温湿度控制模块包括温湿度检测装置和温湿度调节装置，检测种植棚内温湿度并根据指令进行温湿度调节；所述视频监控模块为网络摄像头；所述病虫害控制模块包括病虫害识别装置和杀虫组件；所述通信模块为移动网络通信模块，负责设备端和控制端的信息传送；所述定位模块为gps定位装置，负责定位各个种植棚的位置。

优选地，所述光照检测模块为光照传感器，所述光照检测模块为设置在种植棚一周的自动卷帘、可调透光率的透明棚顶和led植物光照系统；所述水份、肥力检测装置为设置在设备盒内的湿度传感器或营养液检测装置，所述水肥调节装置为喷淋系统、排水系统和营养液补充系统；所述温湿度检测装置为温湿度传感器，所述温湿度调节装置为加湿器、加热装置和通风装置；所述病虫害识别装置为生物识别系统，所述杀虫组件为设置在种植盒两端的风机和高压电网。

优选地，所述种植盒上设置有植物识别模块，可智能识别种植盒中种植的植物种类和植物所处的生长阶段，根据植物种类和所处的生产阶段精确控制光照、水肥供给。

优选地，所述控制中心包括固定式的和移动式的，所述移动式的控制中心为移动智能设备，所述移动智能设备开发有移动管理系统，可更及时地数据采集和分析建议，随时随地进行种植棚的管理，将工作和生活融入一体。

优选地，所述控制中心还包括智能管理模块，当管理者选择智能管理模式后，种植盒可以根据检测信号、实时气候、天气预报和植物生长状态，自动调节光照角度和led照射，实现物联网控制微环境功能，控制模块智能管理，控制中心上传的检测数据保存云端，不主动和控制中心进行数据同步，只同步处理结果。

优选地，所述数据分析结果在显示时，以种植棚编号和时间组合命名，并根据正常、需要处理、告警等不同情况进行颜色区分。

优选地，所述日常管理模块包括人工管理、自动管理和智能管理三种模式，所述人工管理模式，管理人员根据检测数据自己下发管理指令；所述自动管理模式，管理人员提前设置好调节装置启动调节，当检测数据符合条件时，自动启动调节装置；所述智能管理模式，在系统内部设置专利分析判断系统，综合分析各项数据并结合种植的植物种类及生产阶段进行精细化管理。

优选地，所述告警信息产生条件为设备端的设备出现故障导致检测到一项或多项数据较长时间处于阈值之外。

基于物联网的种植棚管理方式提供不拘泥于任何场合，任何时间的应用场景与用户的自由互动，它依托云服务平台和互通互联的嵌入式处理软件，强化与用户之间的良性互动，更佳的用户体验，更及时的数据采集和分析建议，更自如的工作和生活，是通往智能生活的物理支撑。

本发明的有益效果：本发明利用开发的管理系统对多个种植棚进行远程管理，可精细化管理种植棚的每项工作；管理效率高，可同时管理多个种植棚，真正实现农业管理的科技化、高效化；种植设备占地面积小，管理方便，大大降低了人工成本，在城市推广的化，还可产生环境红利。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的应用图；

图2为本发明的系统架构图；

图3为本发明中设备端一个实施例的结构示意图；

图4为本发明中设备端一个实施例的系统控制图；

图5为本发明中管理系统的架构图。

图中，1-种植棚、2-种植盒、3-控制模块、4-光照控制模块、5-水肥控制模块、6-温湿度控制模块、7-视频监控模块、8-病虫害控制模块、9-通信模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示，立体农业种植棚远程管理系统包括，设备端、云网络、移动控制中心，所述设备端通过云网络与控制中心连接。

如图3、图4所示，所述设备端包括：种植棚1、种植盒2、控制模块3、光照控制模块4、水肥控制模块5、温湿度控制模块6、视频监控模块7、病虫害控制模块8、通信模块9、定位模块10；

所述种植棚1内设置有若个种植盒2，所述种植棚1内设置有控制模块3、光照控制模块4、水肥控制模块5、温湿度控制模块6、视频监控模块7、病虫害控制模块8、通信模块9、定位模块10，所述控制模块3分别与光照控制模块4、水肥控制模块5、温湿度控制模块6、视频监控模块7、病虫害控制模块8、通信模块9、定位模块10连接，所述通信模块9与远端的模块连接。

如图5所示，所述控制中心，包括控制终端服务器和为控制终端开发的管理系统，控制终端服务器接收数据，管理系统对数据进行分析并向设备端发出指令，所述管理系统包括定位显示模块、数据处理模块、日常管理模块、自动化管理模块、视频监控模块、告警处理模块；

所述定位显示模块，根据管理的多个种植棚的位置信息结合电子地图形成种植棚显示地图，显示所有的在线种植棚；所述数据处理模块从云端上接收每个设备端的数据并进行数据分析，得出分析结果；如果检测数据长时间超过设置的阈值，生成告警；所述日常管理模块包括光照管理、水份管理、肥力管理、温湿度管理、病虫害管理，管理人员根据数据处理模块得出的分析结果，进行对种植棚的日常管理，向种植棚管理模块下发指令；所述自动化管理模块，提前设定光照、水份、肥力、温湿度的阈值，根据数据处理模块得出的分析结果自动生成处理指令并下发指令；所述视频监控模块，通过种植棚里设置的视频监控模块7对各个种植棚进行远程视频，实时获取每个种植棚里的植物生产信息；所述告警处理模块，根据告警信息进行定位，确定告警种植棚位置，向管理人员发出维修指令。

作为一个实施例，所述控制模块3为plc控制器，所述光照控制模块4包括光照检测模块和光照调节装置，检测光照强度并根据指令进行亮度调节；所述水肥控制模块5包括水份、肥力检测装置和调节装置，检测种植盒内水肥情况并根据指令进行水肥调节；所述温湿度控制模块6包括温湿度检测装置和温湿度调节装置，检测种植棚内温湿度并根据指令进行温湿度调节；所述视频监控模块7为网络摄像头；所述病虫害控制模块8包括病虫害识别装置和杀虫组件；所述通信模块9为移动网络通信模块，负责设备端和控制端的信息传送；所述定位模块10为gps定位装置，负责定位各个种植棚的位置。

作为一个实施例，所述光照检测模块为光照传感器，所述光照检测模块为设置在种植棚一周的自动卷帘、可调透光率的透明棚顶和led植物光照系统；所述水份、肥力检测装置为设置在设备盒内的湿度传感器或营养液检测装置，所述水肥调节装置为喷淋系统、排水系统和营养液补充系统；所述温湿度检测装置为温湿度传感器，所述温湿度调节装置为加湿器、加热装置和通风装置；所述病虫害识别装置为生物识别系统，所述杀虫组件为设置在种植盒两端的风机和高压电网。

需要说明的是，所述种植棚1上设置有自发电装置，包括设置在种植棚1外侧的太阳能板和蓄电电池组；

所述种植棚1上设置有声音控制系统，采用音乐促进生长的辅助方法，根据设定的播放次序和播放频率播放自然界中的声音，模拟自然环境；并根据种植种类的不同播放不同的音乐；

所述种植盒2上设置有植物识别模块，可智能识别种植盒2中种植的植物种类和植物所处的生长阶段，根据植物种类和所处的生产阶段精确控制光照、水肥供给；

所述控制中心包括固定式的和移动式的，所述移动式的控制中心为移动智能设备，所述移动智能设备开发有移动管理系统，可更及时地数据采集和分析建议，随时随地进行种植棚的管理，将工作和生活融入一体；

所述控制中心还包括智能管理模块，当管理者选择智能管理模式后，种植盒2可以根据检测信号、实时气候、天气预报和植物生长状态，自动调节光照角度和led照射，实现物联网控制微环境功能，控制模块3智能管理，控制中心上传的检测数据保存云端，不主动和控制中心进行数据同步，只同步处理结果；

所述数据分析结果在显示时，以种植棚编号和时间组合命名，并根据正常、需要处理、告警等不同情况进行颜色区分；

所述日常管理模块包括人工管理、自动管理和智能管理三种模式，所述人工管理模式，管理人员根据检测数据自己下发管理指令；所述自动管理模式，管理人员提前设置好调节装置启动调节，当检测数据符合条件时，自动启动调节装置；所述智能管理模式，在系统内部设置专利分析判断系统，综合分析各项数据并结合种植的植物种类及生产阶段进行精细化管理；

所述告警信息产生条件为设备端的设备出现故障导致检测到一项或多项数据较长时间处于阈值之外。

管理流程：

1、设备端检测光照、水肥、温湿度等数据并上传至云端；

2、管理系统接收数据分析数据，得出分析结果，管理人员根据分析结果下发处理指令或启动自动处理模式自动生产指令；

3、设备端接收到指令后，调用对应的调节装置进行调节；

4、设备端再次检测光照、水肥、温湿度等数据并上传至云端。

基于物联网的种植棚管理方式提供不拘泥于任何场合，任何时间的应用场景与用户的自由互动，它依托云服务平台和互通互联的嵌入式处理软件，强化与用户之间的良性互动，更佳的用户体验，更及时的数据采集和分析建议，更自如的工作和生活，是通往智能生活的物理支撑。

基于物联网的种植棚管理系统的几个优势：1，可以循环滚动，能源浪费少，而且实时在线，体现物联网远程遥控特点。2，可以因为滚动，在线视屏，体现物联网远程视屏特点。3，可以根据检测信号、实时气候、天气预报和植物生长状态，自动调节光照角度和led照射，实现物联网控制微环境功能。4，可以根据客户喜好，录像和快进历史照片，实现物联网信息保存和加工功能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后需要说明的是，以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。