一种基于计算机视觉的作物灌溉系统

本发明属于农业生产，尤其涉及一种基于计算机视觉的作物灌溉系统。

背景技术：

1、计算机视觉是应用计算机技术模拟人的视觉机理，对所取得的视觉图像中的事物进行识别分类的科学技术。它是集图像的采集、图像处理和识别、模式识别等学科为一体的交叉学科。随着计算机软硬件技术不断发展，计算机视觉已逐渐进入了实际应用。

2、随着科学技术的发展，农业生产也正在迅速地改变了传统的耕作模式，现代的科学和工业技术已逐渐渗透到农业生产中，农业技术逐渐向科学化、信息化的方向发展，现代设施农业应运而生，并成为当今世界最具活力的产业之一。

3、农业水资源的利用一直都有着利用率低，水资源的短缺与浪费并存的现象。水资源的有效利用是当前中国灌溉农业发展面临的主要问题，节约用水，合理灌溉，发展节水农业，是一个带有战略性的问题，而解决这一问题的有效途径之一就是通过监测作物水分的亏缺程度并进行准确地判断。

4、目前对作物的灌溉系统多数都是以土壤的湿度、周边的环境温度等环境参数作为灌溉系统的控制参数，不能真实反映作物的缺水状态，因此控制精度低，造成了水资源的利用率低和水资源的浪费；当前在农业栽培中，难以根据作物种类的不同进行相应的水肥配置，并基于不同的气候环境进行相应的灌溉控制，导致灌溉的水肥难以满足作物的正常生长需求。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种基于计算机视觉的作物灌溉系统，以解决背景技术中所提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：一种基于计算机视觉的作物灌溉系统，包括计算机视觉云端服务器、水肥一体化装置、农业气象站及种植区，所述计算机视觉云端服务器与水肥一体化装置、农业气象站及种植区信号连接，所述水肥一体化装置与种植区信号连接；其中，

3、所述计算机视觉云端服务器包括中央云服务计算机、视觉装置及传感器模块，所述中央云服务计算机用于对种植区的灌溉施肥进行决策，所述视觉装置用于识别种植区作物的水分供给状况和肥料状况，所述传感器模块用于检测营养液的酸碱度和浓度以及种植区的光照强度、及温湿度；

4、所述水肥一体化装置通过4g或光纤接入计算机视觉云端服务器，用于根据计算机视觉云端服务器做出的决策对种植区进行独立供给作物所需的各种营养元素；

5、所述农业气象站用于采集空气温湿度、太阳辐射、风速、风向、降雨量、大气气压，并将数据经由网络传递至计算机视觉云端服务器。

6、优选地，所述视觉装置包括ccd传感器，用于采集种植区作物的彩色rgb图像，并将该rgb图像发送到计算机视觉云端服务器，通过图像处理模块识别当前图像内作物的水肥异常状况。

7、优选地，所述传感器模块包括ph传感器、ec传感器、液位传感器、光照传感器、湿度传感器及温度传感器。

8、优选地，所述水肥一体化装置包括水源、营养液池、智能控制器及七个具有不同营养元素的液罐，所述水源通过水泵与营养液池连接，七个液罐均通过水泵与营养液池连接，所述营养液池通过水泵与各个种植区连接，且所述智能控制器分别与各个水泵信号连接。

9、优选地，所述ph传感器、ec传感器及液位传感器设置于营养液池中，且所述ph传感器、ec传感器及液位传感器均与智能控制器信号连接。

10、优选地，七个所述液罐分别装有四水硝酸钙、硝酸钾、磷酸二氢铵、七水硫酸镁、螯合铁、其它微量元素化合物及酸溶液。

11、优选地，每个与种植区连接的水管上均设置有电动蝶阀，所述电动蝶阀与智能控制器信号连接。

12、优选地，所述农业气象站包括气象站和天气预报数据。

13、优选地，所述ccd传感器、光照传感器、湿度传感器及温度传感器均设置于种植区。

14、本发明的一种基于计算机视觉的作物灌溉系统具有以下优点：

15、1.该一种基于计算机视觉的作物灌溉系统，将由计算机视觉识别得到的作物缺素信息应用到作物营养液调控及供给中，通过ccd传感器采集作物的图像信息，并对作物的图像信息进行处理，判断作物是否缺素，并将处理的结果通过通信接口传递给营养液智能调控器，经计算机视觉云端服务器判断作物的缺素信息，并给出合适的控制命令，调整营养液调控系统参数，对营养液的调控系统进行控制，从而提高了营养液灌溉的准确度。

16、2.该一种基于计算机视觉的作物灌溉系统，将计算机视觉引入到水肥一体化灌溉施肥决策中，与作物水肥需求模型相结合决策作物灌溉施肥，解决了作物灌溉施肥依赖种植者经验决策的问题，避免了生产中的盲目灌溉施肥现象，大大提升了灌溉施肥效率，可实现灌溉施肥管理的实时化、智能化与科学化，实现生产经营过程实时、智能、高效、节水、节肥的目标。

技术特征：

1.一种基于计算机视觉的作物灌溉系统，其特征在于：包括计算机视觉云端服务器、水肥一体化装置、农业气象站及种植区，所述计算机视觉云端服务器与水肥一体化装置、农业气象站及种植区信号连接，所述水肥一体化装置与种植区信号连接；其中，

2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的作物灌溉系统，其特征在于：所述视觉装置包括ccd传感器，用于采集种植区作物的彩色rgb图像，并将该rgb图像发送到计算机视觉云端服务器，通过图像处理模块识别当前图像内作物的水肥异常状况。

3.根据权利要求2所述的一种基于计算机视觉的作物灌溉系统，其特征在于：所述传感器模块包括ph传感器、ec传感器、液位传感器、光照传感器、湿度传感器及温度传感器。

4.根据权利要求3所述的一种基于计算机视觉的作物灌溉系统，其特征在于：所述水肥一体化装置包括水源、营养液池、智能控制器及七个具有不同营养元素的液罐，所述水源通过水泵与营养液池连接，七个液罐均通过水泵与营养液池连接，所述营养液池通过水泵与各个种植区连接，且所述智能控制器分别与各个水泵信号连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于计算机视觉的作物灌溉系统，其特征在于：所述ph传感器、ec传感器及液位传感器设置于营养液池中，且所述ph传感器、ec传感器及液位传感器均与智能控制器信号连接。

6.根据权利要求4所述的一种基于计算机视觉的作物灌溉系统，其特征在于：七个所述液罐分别装有四水硝酸钙、硝酸钾、磷酸二氢铵、七水硫酸镁、螯合铁、其它微量元素化合物及酸溶液。

7.根据权利要求4所述的一种基于计算机视觉的作物灌溉系统，其特征在于：每个与种植区连接的水管上均设置有电动蝶阀，所述电动蝶阀与智能控制器信号连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的作物灌溉系统，其特征在于：所述农业气象站包括气象站和天气预报数据。

9.根据权利要求3所述的一种基于计算机视觉的作物灌溉系统，其特征在于：所述ccd传感器、光照传感器、湿度传感器及温度传感器均设置于种植区。

技术总结
本发明公开了一种基于计算机视觉的作物灌溉系统，包括计算机视觉云端服务器、水肥一体化装置、农业气象站及种植区，所述计算机视觉云端服务器与水肥一体化装置、农业气象站及种植区信号连接，所述水肥一体化装置与种植区信号连接。该一种基于计算机视觉的作物灌溉系统，将计算机视觉引入到水肥一体化灌溉施肥决策中，与作物水肥需求模型相结合决策作物灌溉施肥，解决了作物灌溉施肥依赖种植者经验决策的问题，避免了生产中的盲目灌溉施肥现象，大大提升了灌溉施肥效率。

技术研发人员：靳程晔,薛联凤,云挺
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6