基于移动互联网及云服务智能化的肥料配比掺混装袋系统及方法与流程

本发明实施例涉及农业种植领域，具体而言，涉及一种基于移动互联网及云服务智能化的肥料配比掺混装袋系统及方法。

背景技术

随着科技进步与发展，在现代农业种植领域的生产实践中，为了提高土壤肥效，实现作物的增产增收，减少化肥过渡使用产生的土壤盐碱化以及由此衍生的农村水土和环境恶化问题，按需施肥已经被广泛应用，但是现有的按需施肥技术大多难以灵活应对实际施肥需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种基于移动互联网及云服务智能化的肥料配比掺混装袋系统及方法，能够灵活应对实际施肥需求。

本发明实施例提供了一种基于移动互联网及云服务智能化的肥料配比掺混装袋系统，包括远程服务中心、控制设备和肥料配比掺混装袋装置；所述远程服务中心与所述控制设备通信连接，所述控制设备与所述肥料配比掺混装袋装置通信连接；所述远程服务中心预存有用于生成肥料配比的数据分析模型；

所述控制设备用于获取用户输入的需求信息，将所述需求信息发送至所述远程服务中心，其中，所述需求信息包括种植物的类别和预种植时间；

所述远程服务中心用于获取所述需求信息，采用所述数据分析模型对所述需求信息进行分析，生成与所述需求信息对应的肥料配比建议指令，将所述肥料配比建议指令发送至所述控制设备；

所述控制设备用于接收所述肥料配比建议指令，根据所述肥料配比建议指令控制所述肥料配比掺混装袋装置对既有原料进行配比、掺杂、混合和搅拌，以获得目标肥料。

可选地，所述远程服务中心存储有所述控制设备的地理位置信息；所述远程服务中心采用所述数据分析模型对所述需求信息进行分析，生成与所述需求信息对应的肥料配比建议指令，具体包括：

将所述数据分析模型输入一卷积神经网络进行训练，获得训练完毕的卷积神经网络；

根据所述地理位置信息确定所述种植物的所在地，获取所述所在地的土壤属性和气候条件；

将所述种植物的类别、所述预种植时间和所述土壤属性输入训练完毕的卷积神经网络，采用训练完毕的卷积神经网络计算获得所述种植物成熟时土壤的养分变化数据；

将所述气候条件输入训练完毕的卷积神经网络，采用训练完毕的卷积神经网络计算获得所述种植物的生长状态预估信息；

根据所述养分变化数据和所述生长状态预估信息生成所述肥料配比建议指令。

可选地，所述肥料配比掺混装袋装置包括机架、配比称重仓、掺混仓、多个上料斗和多个暂存仓；所述机架包括具有开口的空腔，所述掺混仓设置于所述空腔内并与所述机架的内底壁固定连接，所述配比称重仓设置于所述掺混仓远离所述内底壁的位置，所述配比称重仓与所述掺混仓之间设置有第一阀门，各所述暂存仓设置于所述空腔内并与所述机架的内周壁固定连接，各所述暂存仓位于所述开口处且靠近所述配比称重仓，各所述暂存仓与所述配比称重仓之间设置有第二阀门，各所述上料斗活动连接于所述机架的外周壁；所述掺混仓、所述配比称重仓、所述第一阀门、各所述第二阀门和各所述上料斗均与所述控制设备通信连接；所述控制设备根据所述肥料配比建议指令控制所述肥料配比掺混装袋装置对既有原料进行配比、掺杂、混合和搅拌，以获得目标肥料，具体包括：

控制各所述上料斗沿着所述外周壁垂直上升，当各所述上料斗上升到所述开口处时，控制各所述上料斗进行翻转，以实现将各所述上料斗中的原料注入对应的暂存仓；

解析所述肥料配比建议指令，获取所述肥料配比建议指令包括的配置参数；

针对每个暂存仓，根据所述配置参数控制该暂存仓对应的第二阀门打开，以实现将该暂存仓中的原料下放至所述配比称重仓，在该暂存仓对应的第二阀门打开的过程中，其他暂存仓对应的第二阀门关闭；

实时获取所述配比称重仓发送的第一称重数据，判断所述称重数据是否达到该暂存仓对应的设定值，若达到，控制该暂存仓对应的第二阀门关闭；

控制所述第一阀门打开，实时获得所述配比称重仓发送的第二称重数据，判断所述第二称重数据是否为零，若为零，控制所述第一阀门关闭；

获取所述配置参数中包括的原料的种类数，获得所述第一阀门的关闭次数，判断所述关闭次数是否与所述种类数相同，若相同，控制所述掺混仓进行搅拌，以获得目标肥料。

可选地，所述肥料配比掺混装袋装置还包括出料斗和输送泵，所述出料斗设置于所述外周壁并位于所述开口处，所述输送泵连通于所述出料斗和所述掺混仓之间，所述出料斗和所述输送泵均与所述控制设备通信连接，所述控制设备还用于：

控制所述输送泵将所述目标肥料输送至所述出料斗；

控制所述出料斗将所述目标肥料输送至与该出料斗连通的包装袋。

可选地，针对每个暂存仓，所述控制系统还用于获得所述远程服务中心发送的用于修改该暂存仓对应的设定值的修改指令，根据所述修改指令对该暂存仓对应的设定值进行修改。

本发明实施例还提供了一种基于移动互联网及云服务智能化的肥料配比掺混装袋方法，应用于上述肥料配比掺混装袋系统，所述肥料配比掺混装袋系统包括远程服务中心、控制设备和肥料配比掺混装袋装置；所述远程服务中心与所述控制设备通信连接，所述控制设备与所述肥料配比掺混装袋装置通信连接；所述远程服务中心预存有用于生成肥料配比的数据分析模型；所述方法包括：

所述控制设备获取用户输入的需求信息，将所述需求信息发送至所述远程服务中心，其中，所述需求信息包括种植物的类别和预种植时间；

所述远程服务中心获取所述需求信息，采用所述数据分析模型对所述需求信息进行分析，生成与所述需求信息对应的肥料配比建议指令，将所述肥料配比建议指令发送至所述控制设备；

所述控制设备接收所述肥料配比建议指令，根据所述肥料配比建议指令控制所述肥料配比掺混装袋装置对既有原料进行配比、掺杂、混合和搅拌，以获得目标肥料。

可选地，所述远程服务中心存储有所述控制设备的地理位置信息；所述远程服务中心采用所述数据分析模型对所述需求信息进行分析，生成与所述需求信息对应的肥料配比建议指令的步骤，包括：

将所述数据分析模型输入一卷积神经网络进行训练，获得训练完毕的卷积神经网络；

根据所述地理位置信息确定所述种植物的所在地，获取所述所在地的土壤属性和气候条件；

将所述种植物的类别、所述预种植时间和所述土壤属性输入训练完毕的卷积神经网络，采用训练完毕的卷积神经网络计算获得所述种植物成熟时土壤的养分变化数据；

将所述气候条件输入训练完毕的卷积神经网络，采用训练完毕的卷积神经网络计算获得所述种植物的生长状态预估信息；

根据所述养分变化数据和所述生长状态预估信息生成所述肥料配比建议指令。

可选地，所述肥料配比掺混装袋装置包括机架、配比称重仓、掺混仓、多个上料斗和多个暂存仓；所述机架包括具有开口的空腔，所述掺混仓设置于所述空腔内并与所述机架的内底壁固定连接，所述配比称重仓设置于所述掺混仓远离所述内底壁的位置，所述配比称重仓与所述掺混仓之间设置有第一阀门，各所述暂存仓设置于所述空腔内并与所述机架的内周壁固定连接，各所述暂存仓位于所述开口处且靠近所述配比称重仓，各所述暂存仓与所述配比称重仓之间设置有第二阀门，各所述上料斗活动连接于所述机架的外周壁；所述掺混仓、所述配比称重仓、所述第一阀门、各所述第二阀门和各所述上料斗均与所述控制设备通信连接；所述控制设备根据所述肥料配比建议指令控制所述肥料配比掺混装袋装置对既有原料进行配比、掺杂、混合和搅拌，以获得目标肥料的步骤，包括：

控制各所述上料斗沿着所述外周壁垂直上升，当各所述上料斗上升到所述开口处时，控制各所述上料斗进行翻转，以实现将各所述上料斗中的原料注入对应的暂存仓；

解析所述肥料配比建议指令，获取所述肥料配比建议指令包括的配置参数；

针对每个暂存仓，根据所述配置参数控制该暂存仓对应的第二阀门打开，以实现将该暂存仓中的原料下放至所述配比称重仓，在该暂存仓对应的第二阀门打开的过程中，其他暂存仓对应的第二阀门关闭；

实时获取所述配比称重仓发送的第一称重数据，判断所述称重数据是否达到该暂存仓对应的设定值，若达到，控制该暂存仓对应的第二阀门关闭；

控制所述第一阀门打开，实时获得所述配比称重仓发送的第二称重数据，判断所述第二称重数据是否为零，若为零，控制所述第一阀门关闭；

获取所述配置参数中包括的原料的种类数，获得所述第一阀门的关闭次数，判断所述关闭次数是否与所述种类数相同，若相同，控制所述掺混仓进行搅拌，以获得目标肥料。

可选地，所述肥料配比掺混装袋装置还包括出料斗和输送泵，所述出料斗设置于所述外周壁并位于所述开口处，所述输送泵连通于所述出料斗和所述掺混仓之间，所述出料斗和所述输送泵均与所述控制设备通信连接，所述方法还包括：

所述控制设备控制所述输送泵将所述目标肥料输送至所述出料斗，控制所述出料斗将所述目标肥料输送至与该出料斗连通的包装袋。

可选地，所述方法还包括：

针对每个暂存仓，所述控制系统获得所述远程服务中心发送的用于修改该暂存仓对应的设定值的修改指令，根据所述修改指令对该暂存仓对应的设定值进行修改。

有益效果

本发明实施例提供的基于移动互联网及云服务智能化的肥料配比掺混装袋系统及方法，控制设备与远程服务中心之间进行数据交互，能够根据用户输入的需求信息获得对应的肥料配比建议指令，并根据该肥料配比建议指令控制肥料配比掺混装袋装置对既有原料进行配比、掺杂、混合和搅拌，以获得目标肥料，如此，能够根据用户的不同需求进行个性化肥料的配备，实现个性化施肥，进而灵活地应对实际施肥需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种基于移动互联网及云服务智能化的肥料配比掺混装袋系统100的结构框图。

图2为本发明实施例所提供的一种肥料配比掺混装袋方法的流程图。

图3为本发明实施例所提供的一种肥料配比掺混装袋装置3的结构示意图。

图4为本发明实施例所提供的一种肥料配比掺混装袋装置3的第一视角示意图。

图标：

100-基于移动互联网及云服务智能化的肥料配比掺混装袋系统；

1-远程服务器；

2-控制设备；

3-肥料配比掺混装袋装置；31-机架；32-配比称重仓；321-第一阀门；33-掺混仓；34-上料斗；35-暂存仓；351-第二阀门；36-出料斗；37-输送泵。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

发明人经调查发现，虽然按需施肥已经被广泛应用，但是现有的按需施肥技术大多难以灵活地应对实际施肥需求。具体地，很多大型化肥供应商虽然能够大规模地制造出不同配方的复合肥料，但是针对较为分散的家庭种植户，这些大型化肥供应商却难以应对。对于较为分散的家庭种植户，种植物灵活多变，例如，同一片土地在同一时间可能种植了不同作物，又例如，同一片土地可能按时间先后顺序种植的不同作物，因此，家庭种植户需要的复合肥料的配方具有实时多变性，大型化肥供应商的批量生产不适合家庭种植户。

此外，在种植过程中，土壤养分也会由于作物的不同而产生变化，因此，在配备复合肥料的过程中，需要考虑到这一因素，同时，由于家庭种植户较为分散，不同地区的家庭种植户的气候条件也不同，在配备复合肥料的过程中，也需要考虑这一因素，可见，现有技术的化肥批量生产技术难以满足家庭种植户的施肥需求。

以上现有技术中的方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本发明实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在本发明过程中对本发明做出的贡献。

基于上述研究，本发明实施例提供了一种基于移动互联网及云服务智能化的肥料配比掺混装袋系统及方法，能够灵活应对家庭种植户的施肥需求。

图1示出了本发明实施例所提供的一种基于移动互联网及云服务智能化的肥料配比掺混装袋系统100的结构框图，由图可见，该肥料配比掺混装袋系统包括远程服务中心1、多个控制设备2和多个肥料配比掺混装袋装置3。

其中，各个肥料配比掺混装袋装置3可以安置于不同的家庭种植户的居住地，每个肥料配比掺混装袋装置3通信连接有一控制设备2，可以理解，控制设备2也安置于不同的家庭种植户的居住地。进一步地，远程服务中心1与各控制设备2通信连接。其中，每个控制设备2集成有网络模块，控制设备2正是通过该网络模块实现与远程服务中心1的通信连接和数据交互。

在本实施例中，网络模块可以支持2g、3g以及4g通信模式，还具有wan连接功能，可以通过动通信模式连接到互联网，也可以通过局域网连接到互联网，该网络模块具有串行口和wan接口，支持与控制设备2的链接。通过专有的通讯协议，控制设备2可以将采集或者获得的各种数据包经过网络模块发送至远程服务中心1，也可以接收远程服务中心发送的数据包。

可以理解，控制设备2与肥料配比掺混装袋装置3为一对一关系，控制设备2与远程服务中心1为多对一关系，如此，能够通过一个远程服务中心1实现对与多个控制设备2的交互，提高了整个系统的灵活性，例如，远程服务中心1可以根据不同控制设备2发送的需求信息，生产对应的肥料配比建议指令，再将肥料配比建议指令下发至对应的控制设备2，控制设备2根据肥料配比建议指令控制对应的肥料配比掺混装袋装置3进行肥料配备，该系统适用于家庭种植户，每个家庭种植户可以根据自身的种植需求通过该系统获得对应的复合肥料。下面将对整个系统的运行作进一步说明。

图2示出了本发明实施例所提供的一种肥料配比掺混装袋方法，应用于图1所示的基于移动互联网及云服务智能化的肥料配比掺混装袋系统100，下面对图2所示出的步骤作进一步说明：

步骤s21，控制设备获取用户输入的需求信息，将需求信息发送至远程服务中心。

例如，一家庭种植户通过控制设备2的显示屏与控制设备2进行人机交互，通过显示屏向控制设备2输入需求信息，其中，该需求信息可以理解为施肥需求信息，具体地，包括种植物的类别和预种植时间。

步骤s22，远程服务中心接收需求信息，采用预存的数据分析模型对需求信息进行分析，生产与需求信息对应的肥料配比建议指令，将肥料配比建议指令发送至控制设备。

可以理解，远程服务中心1在前期会收集各个地区的与种植相关的信息，例如，作物类别、特性、地域土壤环境、气候环境等，并根据这些信息建立数据分析模型。在本实施例中，远程服务中心1借助人工智能技术，能够对家庭种植户提供的需求进行全方位的分析，进而获得肥料配比建议指令。

具体地，远程服务中心1会获得该家庭种植户的控制设备2的地理位置信息，根据地理位置信息确定家庭种植户的所在地l1，进一步地，获取所在地l1的土壤属性和气候条件。

将数据分析模型输入一卷积神经网络进行训练，获得训练完毕的卷积神经网络。

进一步地，将种植物的类别、预种植时间和土壤属性输入训练完毕的卷积神经网络，采用训练完毕的卷积神经网络计算获得种植物成熟时土壤的养分变化数据。

可以理解，不同类别的种植物在种植时，会汲取土壤里面的养分，并且会将自身的代谢废物排向土壤，当种植物在生长过程中，土壤的养分也会发生变化，因此，远程服务中心1会首先利用训练完毕的卷积神经网络计算获得种植物成熟时的土壤的养分变化数据，其中，养分变化数据可以反映出种植物从栽种到收割时，土壤中养分的变化情况，养分变化数据可以作为生成肥料配比建议指令的其中一个因素。

进一步地，将气候条件输入训练完毕的卷积神经网络，采用训练完毕的卷积神经网络计算获得种植物的生长状态预估信息。

可以理解，不同的气候条件下，种植物的生长状态不同，为了提高种植物的产量，需要获得种植物在不同的气候条件下生长时缺少哪些营养素，这样才能够针对缺少的营养素进行肥料的配备。

因此，远程服务中心1会利用训练完毕的卷积神经网络计算获得种植物在所在地l1的气候条件下的生长状态预估信息。

可以理解，远程服务中心1还会利用训练完毕的卷积神经网络对养分变化数据和生长状态预估信息进行分析，进而生成对应的肥料配比建议指令。其中，卷积神经网络在处理和识别数据信息的过程中会进行自主学习，例如，卷积神经网络会利用养分变化数据和生长状态预估信息继续进行训练，如此，能够提高自身的处理和识别能力，进而提高远程服务中心1对数据信息的处理和识别能力。

在本实施例中，肥料配比建议指令中包括原料的种类和配置参数，其中，配置参数是指每种原料之间的比例，例如，肥料配比建议指令可以为：

原料a：原料b：原料c：原料d＝1：4：2：7

进一步地，远程服务中心1将肥料配比建议指令发送至控制设备2。

步骤s23，控制设备接收肥料配比建议指令，根据配料配比建议指令控制肥料配比掺混装袋装置对既有原料进行配比、掺杂、混合和搅拌，以获得目标肥料。

请结合参阅图3，肥料配比掺混装袋装置3包括机架31、配比称重仓32、掺混仓33、多个上料斗34和多个暂存仓35。其中，机架31为长方体结构，机架31包括具有开口的空腔，掺混仓33设置于空腔内并与机架31的内底壁固定连接，配比称重仓32设置于掺混仓33远离内底壁的位置，配比称重仓32与掺混仓33之间设置有第一阀门321，例如，第一阀门321可以设置于配比称重仓32的底部。进一步地，各暂存仓35设置于空腔并与机架31的内周壁固定连接，各暂存仓35位于开口处且靠近配比称重仓32，各暂存仓35与配比称重仓32之间设备有第二阀门351，例如，第二阀门351可以设置于各暂存仓35的底部。进一步地，各上料斗34活动连接于机架31的外周壁。

可以理解，整个机架31内部，从上到下的设置顺序依次为：暂存仓35、配比称重仓32和掺混仓33。进一步地，在肥料配比掺混装袋装置3没有运作时，各上料斗34位于外周壁的底部，便于原料的装填。

进一步地，掺混仓33、配比称重仓32、第一阀门321、各第二阀门351和各上料斗34均与控制设备2通信连接。

控制设备2通过以下方式实现根据配料配比建议指令控制肥料配比掺混装袋装置对既有原料进行配比、掺杂、混合和搅拌，以获得目标肥料：

在本实施例中，上料斗34和暂存仓35的数量均为四个。

控制设备2会解析肥料配比建议指令，获得如下配制参数：“原料a：原料b：原料c：原料d＝1：4：2：7”。可以理解，每个上料斗34中装填有对应的原料(即每个上料斗34中装填一种原料)。

控制设备2会控制各个上料斗34沿着外周壁垂直上升，当各个上料斗34上升到开口处时，控制各上料斗34进行翻转，以实现将各上料斗34中的原料注入对应的暂存仓35。

之后，控制设备2会对每个第二阀门351进行错时独立控制，以实现将不同暂存仓35内的原料按照配置参数所设定的比例下放到配比称重仓32，进而下放到掺混仓33。

例如，针对某一暂存仓35，该暂存仓35内的原料为原料a，此时，控制设备2会根据配置参数中包含的重量信息进行逻辑判断预设定，又例如，原料a的需求重量为10kg，此时控制设备2会控制存储有原料a的暂存仓35对应的第二阀门351开启，以实现将原料a下放至配比称重仓32，需要注意的是，在原料a对应的第二阀门351打开的过程中，另外三个第二阀门351关闭。

同时，控制设备2实时接收配比称重仓32发送的第一称重数据，判断第一称重数据是否达到该暂存仓35对应的设定值，可以理解，存储有原料a的暂存仓35对应的设定值为9.8kg，若第一称重数据达到设定值9.8kg，控制设备2控制原料a对应的第二阀门351关闭。

可以理解，设定值设置为9.8kg而非10kg是为了保证一定的裕量，因为当配比称重仓32的第一称重数据达到9.8kg时，暂存仓35与配比称重仓32之间还有一些原料a未落到配比称重仓32，原料a在配比称重仓32中的重量即将达到10kg时，控制设备2即可控制原料a对应的第二阀门351关闭，如此，能够保证重量配备的准确性。可选地，控制设备2还可以根据实际情况对设定值进行修改，例如，控制设备2获取远程服务中心1发送的用于修改每个暂存仓对应的设定值的修改指令，根据修改指令对每个暂存仓对应的设定值进行修改，其中，设定值可以根据原料通过第二阀门的流速进行调整。

然后，控制设备2控制第一阀门321打开，以实现将原料a下放至掺混仓33，其中，控制设备2可以通过获取配比称重仓32发送的第二称重数据来判断原料a是否下放完毕，例如，判断第二称重数据是否为零，若为零，判定原料a下放完毕，控制第一阀门321关闭。

可以理解，针对其他原料，也采用上述方式进行下放，因此在此不作更多说明。

进一步地，控制设备2会获取原料的种类数和第一阀门321的关闭次数，判断种类数和关闭次数是否相同，若相同，判定所有原料均下放至掺混仓33，此时，控制掺混仓33进行搅拌混合，以获得目标肥料，如此，能够提高目标肥料配置的准确性和灵活性。应当理解，暂存仓35的数量可以根据实际情况进行调整，如此，能够更大程度上满足不同家庭种植户的施肥需求。

请结合参阅图4，肥料配比掺混装袋装置3还包括出料斗36和输送泵37，出料斗36设置于外周壁并位于开口处，输送泵37连通于出料斗36和掺混仓33之间，控制设备2还可以控制输送泵37将掺混仓33中的目标肥料通过负压抽取至出料斗36，然后控制出料斗36将目标肥料输送至与该出料斗36连通的包装袋。

可选地，控制设备2还可以控制外部封口机对包装袋进行封袋操作。

可选地，控制设备2还可以向外部打印机传输打印数据，外部打印机可以对包装袋进行标签打印。

可选地，控制设备2还可以获取肥料配比掺混装袋装置3的各个部件的运行状态数据，将运行状态数据发送至远程服务中心1，当某个部件出现故障时，远程服务中心1能够根据运行状态数据生成诊断建议，还可以采用穿透模式与控制设备2建立穿透的链接，虚拟一对一就地操作场景，进而查找故障原因。

因此，该肥料配比掺混装袋系统不仅能够满足家庭种植户的施肥需求，还能够进行自检，保证自身运作的可靠性。

综上，本发明实施例所提供的基于移动互联网及云服务智能化的配料配比掺混装袋系统及方法，能够灵活应对实际施肥需求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。