一种基于物联网的大棚农作物精准施药系统及其控制方法

本申请涉及农业种植，具体涉及一种基于物联网的大棚农作物精准施药系统及其控制方法。

背景技术：

1、随着大数据时代信息技术的迅速发展，利用计算机技术、物联网技术、通讯和网络技术等信息技术实现同基础农业学科的结合，是现代农业发展的趋势。

2、我国是一个农业大国，农业对社会经济的持续发展有着重要影响，但经常会发生因病虫害导致农作物大量死亡的情况，病虫害是导致农作物减产降质的一个主要原因，导致农作产量大幅度的下降。随着气候、环境的变化，农作物病虫害的发病率越来越高，发生的病害也越来越复杂，因此，对农作物的病害诊断和补救措施显得尤为重要。

3、传统的人工检测病虫害的方法完全依赖于养殖户的观察经验，或者请专家上门指导，这样的方法速度慢、效率低、费用高、主观性强、准确率低、无时效性，并且再诊断出病虫害后不能精准施药，出现施药过多导致作物受损或者施药量不足导致的无法完全消灭病虫害的情况。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种基于物联网的大棚农作物精准施药系统及其控制方法，提高识别效率和正确率，降低成本，从而根据专家经验对喷洒何种药物有一个准确的掌握；同时对出药量精准控制，以达到对农作物精准施药的效果。

2、本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种基于物联网的大棚农作物精准施药系统，包括信息采集模块、控制处理模块、后台服务器和供药系统，所述控制处理模块分别与所述信息采集模块、后台服务器、供药系统通信连接，其中：

4、所述信息采集模块包括摄像头、空气温湿度传感器和土壤传感器，所述摄像头和所述控制温湿度传感器均设置在大棚内，且距离地面均一定高度，所述土壤传感器设置在大棚内表面以下，且所述摄像头、所述空气温湿度传感器和所述土壤传感器均与所述控制处理模块通信连接；

5、所述供药系统包括药剂存放容器、注药泵和雾化喷头，所述药剂存放容器的出液端与所述注药泵的进液端相连通，所述注药泵的出液端与所述雾化喷头通过输液管道相连通，所述输液管道铺设在大棚内的作物的上方，在注药泵与输液管道的连接处设置有涡轮流量计传感器。

6、采用上述实现方式，通过空气温湿度传感器和土壤传感器分别采集现场的空气温湿度和土壤条件，通过摄像头采集现场农作物的图像，并将采集到的上述信息发送至服务器，管理人员判断出作物是否患病虫害以及病虫害的种类，并根据经验配比药液通过供药系统为作物喷洒，并通过涡轮流量计传感器测量用药量，使用药量刚好达到所需药量，达到对农作物精准施药的效果。

7、结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述控制处理模块包括微处理器和固态继电器控制电路，所述微处理器与所述固态继电器控制电路电连接。

8、结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述固态继电器控制电路分别与所述摄像头、所述空气温湿度传感器和所述土壤传感器通信连接。

9、结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述摄像头通过所述无线视频传输模块与所述固态继电器控制电路通信连接。

10、微处理器接收后台服务器指令，通过固态继电器控制电路控制各设备完成相应指令。

11、结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述后台服务器包括上位机和视频管理平台，所述上位机和所述视频管理平台均通过无线数据视频传输模块与微处理器通信连接。后台服务器的上位机和视频管理平台可实现对数据和信息的存储和管理。

12、结合第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，还包括控制终端，所述控制终端与所述服务器通信连接。管理人员可通过控制终端查看作物情况，并通过控制终端控制各设备。

13、结合第一方面，在第一方面第六种可能的实现方式中，还包括电源，所述电源分别与信息采集模块、控制处理模块、供药系统电连接。通过电源满足各设备的用电需求。

14、结合第一方面，在第一方面第七种可能的实现方式中，在所述药剂存放容器的出液端与所述注药泵的进液端之间还设置有第一过滤器和第二过滤器，所述第一过滤器的进液端与所述药剂存放容器的出液端相连通，所述第一过滤器的出液端与所述第二过滤器的进液端相连通，所述第二过滤器的出液端与所述供药泵的出液端相连通。通过在药剂存放容器与注药泵之间设置过滤器，可实现对药水的过滤，可提高药水的清洁度和纯度。

15、结合第一方面，在第一方面第八种可能的实现方式中，所述雾化喷头上设置有电磁阀，所述电磁阀与所述固态继电器控制电路通信连接。通过控制电磁阀的开关实现对作物的喷洒施药。

16、第二方面，本申请实施例还提供了一种基于物联网的大棚农作物精准施药系统控制方法，所述方法包括：

17、(1)信息采集模块采集环境数据和作物图像并发送至控制处理模块；

18、(2)控制处理模块将接收到的信息发送至后台服务器；

19、(3)后台服务器将接收的信息与数据库的标准数据进行比较，将接收的信息和比较结果发送至控制终端；

20、(4)管理人员通过控制终端获得现场信息和比较结果，判断作物是否患病虫害以及病虫害的种类，并根据专家经验在药剂存放容器内配置浓度合适的药物；

21、(5)通过上位机控制注药泵和雾化喷头的电磁阀开启，为农作物进行喷灌，涡轮流量传感器感知出药量，并将出药量发送至服务器，以达到精准施药的效果。

技术特征：

1.一种基于物联网的大棚农作物精准施药系统，其特征在于：包括信息采集模块、控制处理模块、后台服务器和供药系统，所述控制处理模块分别与所述信息采集模块、后台服务器、供药系统通信连接，其中：

2.根据权利要求1所述的基于物联网的大棚农作物精准施药系统，其特征在于：所述控制处理模块包括微处理器和固态继电器控制电路，所述微处理器与所述固态继电器控制电路电连接。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的大棚农作物精准施药系统，其特征在于：所述固态继电器控制电路分别与所述摄像头、所述空气温湿度传感器和所述土壤传感器通信连接。

4.根据权利要求2所述的基于物联网的大棚农作物精准施药系统，其特征在于：所述摄像头通过所述无线视频传输模块与所述固态继电器控制电路通信连接。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的大棚农作物精准施药系统，其特征在于：所述后台服务器包括上位机和视频管理平台，所述上位机和所述视频管理平台均通过无线数据视频传输模块与微处理器通信连接。

6.根据权利要求5所述的基于物联网的大棚农作物精准施药系统，其特征在于：还包括控制终端，所述控制终端与所述服务器通信连接。

7.根据权利要求1所述的基于物联网的大棚农作物精准施药系统，其特征在于：还包括电源，所述电源分别与信息采集模块、控制处理模块、供药系统电连接。

8.根据权利要求1所述的基于物联网的大棚农作物精准施药系统，其特征在于：在所述药剂存放容器的出液端与所述注药泵的进液端之间还设置有第一过滤器和第二过滤器，所述第一过滤器的进液端与所述药剂存放容器的出液端相连通，所述第一过滤器的出液端与所述第二过滤器的进液端相连通，所述第二过滤器的出液端与所述供药泵的出液端相连通。

9.根据权利要求1所述的基于物联网的大棚农作物精准施药系统，其特征在于：所述雾化喷头上设置有电磁阀，所述电磁阀与所述固态继电器控制电路通信连接。

10.一种基于物联网的大棚农作物精准施药系统控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的基于物联网的大棚农作物精准施药系统，所述方法包括：

技术总结
本申请公开了一种基于物联网的大棚农作物精准施药系统及其控制方法，包括信息采集模块、控制处理模块、后台服务器和供药系统，控制处理模块分别与信息采集模块、后台服务器、供药系统通信连接。供药系统包括药剂存放容器、注药泵和雾化喷头，药剂存放容器的出液端与注药泵的进液端相连通，注药泵的出液端与雾化喷头通过输液管道相连通，输液管道铺设作物的上方，在注药泵与输液管道的连接处设置有涡轮流量计传感器。通过信息采集模块采集现场信息，并根据现场信息断出作物是否患病虫害以及病虫害的种类<subgt;，</subgt;并通过涡轮流量计传感器测量用药量，使用药量刚好达到所需药量，达到对农作物精准施药的效果。

技术研发人员：柳平增,章子文,梁思程,郑明君,张晨,刘康辰,高帅
受保护的技术使用者：山东农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21