一种基于无线传感网络的中草药种植监测系统

1.本实用新型涉及中草药种植领域，特别是涉及一种基于无线传感网络的中草药种植监测系统。


背景技术：

2.中国医药学已有数千年的历史，是我国人民长期同疾病作斗争的极为丰富的经验总结，对于中华民族的繁荣昌盛有着巨大的贡献。中药主要由植物药(根、茎、叶、果)、动物药(内脏、皮、骨、器官等)和矿物药组成。因植物药占中药的大多数，所以中药也称中草药。据《中国中药行业深度调研与投资战略规划分析报告前瞻》数据统计，我国有80％以上的城市居民自行购买过中成药。巨大的需求为国内中药行业的进一步发展提供了巨大的空间。中草药为中成药的重要基础性原材料之一，部分中草药虽然药效显著，但是对于生长环境的要求较为严苛，如对于氧气的含量、空气的清洁度等要求较高；或者生长在难以采摘的地方，如悬崖峭壁之上，采摘较为困难等等，对于该部分中草药的需求往往较大，这就造成了需求和实际供应之间的矛盾，继而催生了这部分中草药的人工种植，但是由于对其生长环境无法做到准确地把控，造成产量不高。
3.因此，亟需对中草药的生长环境进行监控，准确模拟其生长所需要的环境条件，保证中草药的健康成长及产量的提高，满足中成药制备的需求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种基于无线传感网络的中草药种植监测系统，以解决上述现有技术存在的问题，通过无线传感器网络准确检测出中草药种植环境相关数据，及时调整环境条件，模拟出适合中草药生长的环境，减少中草药发生病害的几率，提高中草药产量，满足中药草的市场需求。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种基于无线传感网络的中草药种植监测系统，包括生长环境数据采集模块、植株长势图像采集模块、数据传输模块、数据接收存储单元、中心数据分析单元和数据显示及预警单元，
6.所述生长环境数据采集模块，用于采集种植设施内中草药生长环境数据；
7.所述植株长势图像采集模块，用于定期采集中草药生长过程中的植株图像；
8.所述数据传输模块，用于将采集到的所述种植设施内中草药生长环境数据和所述植株图像传输到所述数据接收存储单元；
9.所述数据接收存储单元，用于接收并存储所述采集种植设施内中草药生长环境数据和所述植株图像，并将所述种植设施内中草药生长环境数据和所述植株图像传输到中心数据分析单元；
10.所述中心数据分析单元，用于处理所述种植设施内中草药生长环境数据和所述植株图像，判断所述种植设施内的环境是否适合中草药生长以及中草药植株是否出现病虫害症状；
11.所述数据显示及预警单元，用于显示异常数据并发出警报信息；
12.所述生长环境数据采集模块和所述植株长势图像采集模块分别与所述数据传输模块连接，所述数据传输模块、数据接收存储单元、中心数据分析单元、数据显示及预警单元顺次连接。
13.优选的，所述生长环境数据采集模块包括空气温湿度无线传感器、光敏无线传感器、二氧化碳浓度无线传感器、风速无线传感器、土壤湿度无线传感器、土壤元素无线传感器，所述空气温湿度无线传感器、光敏无线传感器、二氧化碳浓度无线传感器、风速无线传感器、土壤湿度无线传感器和土壤元素无线传感器分别与所述数据传输模块连接。
14.优选的，所述空气温湿度无线传感器包括若干个，分布于所述种植设施内部；所述光敏无线传感器设置在所述种植设施内顶部，用于采集光照信息；所述二氧化碳浓度无线传感器设置在所述种植设施内，所述风速无线传感器设置于所述种植设施内中部和所述种植设施内顶部，用于检测所述种植设施内空气流速；所述土壤湿度无线传感器包括若干个，分布于所述种植设施内的土壤里；所述土壤元素无线传感器包括若干个，分布于所述种植设施内的土壤里。
15.优选的，所述植株长势图像采集模块采用ip网络摄像机，固定设置于所述种植设施内顶部，且每间隔固定时间自动采集一次图像信息。
16.优选的，所述数据传输模块包括数据转换单元和无线数据发送单元，所述数据转换单元分别与所述生长环境数据采集模块和所述植株长势图像采集模块连接，所述无线数据发送单元与所述数据接收存储单元通过网络连接。
17.优选的，所述数据接收存储单元包括无线数据接收单元和存储单元，所述无线数据接收单元接收所述无线数据发送单元发送的数据。
18.优选的，所述数据显示及预警单元采用多功能显示屏，预警信号包括声音预警或警报指示灯。
19.优选的，所述系统还包括电源模块，用于为所述生长环境数据采集模块、植株长势图像采集模块、数据传输模块提供电能，所述电源模块分别与所述生长环境数据采集模块、植株长势图像采集模块、数据传输模块连接。
20.优选的，所述电源模块采用太阳能电池，所述太阳能电池设置于所述种植设施外部。
21.本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型采用无线传感网络技术，运用多种无线传感器检测中草药种植设施中的环境数据，通过对环境数据分析，充分模拟中草药的种植环境，另外并对中草药植株进行图像采集，能够及时发现中草药生长中的病虫害，大大提高了中草药的种植质量和产量。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型的中草药种植监测系统结构示意图；
24.图2为本实用新型中的生长环境数据采集模块结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
27.本实用新型提供一种基于无线传感网络的中草药种植监测系统，参照图1
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2，该检测系统包括生长环境数据采集模块、植株长势图像采集模块、数据传输模块、数据接收存储单元、中心数据分析单元和数据显示及预警单元，其中，生长环境数据采集模块和植株长势图像采集模块分别与数据传输模块连接，数据传输模块与数据接收存储单元连接，数据接收存储单元与中心数据分析单元连接，中心数据分析单元与数据显示及预警单元连接。
28.其中，生长环境数据采集模块，用于采集种植设施内中草药生长环境数据，中草药生长过程中不同的生长阶段所需要的温度、湿度、光照、空气的流动性等环境因素各不相同，本实施例中采用空气温湿度无线传感器、光敏无线传感器、二氧化碳浓度无线传感器、风速无线传感器、土壤湿度无线传感器、土壤元素无线传感器，分别对中草药种植设施中的空气温湿度、光照强度、二氧化碳浓度、风速和土壤含水量和生长元素含量进行测量，具体的，采用若干个空气温湿度无线传感器，均匀地分布在种植设施内部，用于准确地检测设施内部不同位置的空气温湿度。光敏无线传感器设置在种植设施内顶部，用于采集光照信息，包括光照强度、光照角度和光照时长。二氧化碳浓度无线传感器设置在所述种植设施内。风速无线传感器设置于所述种植设施内中部及顶部，用于检测所述种植设施内风速。采用多个土壤湿度无线传感器和土壤元素无线传感器，均匀分布于所述种植设施内的土壤里，用于检测土壤中的含水量和土壤中各种生长元素的含量，土壤湿度无线传感器和土壤元素无线传感器成组设置。
29.所述植株长势图像采集模块，用于定期采集中草药生长过程中的植株图像，本实施例中，采用ip网络摄像机，固定设置于所述种植设施内顶部，且每间隔固定时间自动采集一次图像信息，图像采集时间间隔为24小时，通过采集的中草药植株图像可以及时发现植株表面是否有虫害、枝叶枯黄溃烂等现象。
30.所述数据传输模块，用于将采集到的所述种植设施内中草药生长环境数据和所述植株图像传输到所述数据接收存储单元。数据传输模块包括数据转换单元和无线数据发送单元，数据传输模块接收生长环境数据采集模块和所述植株长势图像采集模块传输的信息，即空气温湿度无线传感器、土壤湿度无线传感器、土壤元素无线传感器、光敏无线传感器、二氧化碳浓度无线传感器、风速无线传感器，检测到的中草药种植设施中的空气温湿度、光照强度、二氧化碳浓度、风速和土壤含水量和生长元素含量信息，以及植株图像信息，将上述信息进行转化，通过无线数据发送单元利用无线网络发送到数据接收存储单元。
31.数据接收存储单元，用于接收并存储所述采集种植设施内空气温湿度无线传感器、土壤湿度无线传感器、土壤元素无线传感器、光敏无线传感器、二氧化碳浓度无线传感
器、风速无线传感器，检测到的中草药种植设施中的空气温湿度、光照强度、二氧化碳浓度、风速和土壤含水量和生长元素含量信息等中草药生长环境数据和植株图像信息，并将所述种植设施内中草药生长环境数据和所述植株图像传输到中心数据分析单元。
32.中心数据分析单元，用于处理所述种植设施内中草药生长环境数据和所述植株图像信息，将收到的生长环境数据和所述植株图像信息按照已经设定好的数据模型进行对比分析，判断所述种植设施内的环境是否适合中草药生长以及中草药植株是够出现病虫害症状，如存在环境异常或者植株异常则将警报信号和异常数据情况发送到数据显示及预警单元。
33.数据显示及预警单元接收到警报信号后，根据警报信号的不同发出不同的警报声音并闪动不同颜色的警示灯，并显示异常数据，本实施例中，数据显示及预警单元采用多功能显示屏。
34.本实施例所公开的基于无线传感网络的中草药种植监测系统，利用无线传感网对种植设施内对中草药生长构成较大影响的各项参数进行采集并上传，便于查看分析的同时，具备较强的时效性，能够较准确的模拟出中草药生长全过程的环境条件，保证了中草药的质量，提高了中草药的产量。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。