智慧农业监控系统的制作方法

本实用新型涉及农业技术领域，具体涉及智慧农业监控系统。

背景技术：

我国是农业大国，农业的发展是经济社会发展的重中之重，在经济技术快速发展的形势下，农业的自动化程度却偏低，在线监测与自我调控的能力有待增强。一直以来，农业在水利用率、施肥、喷药存在不合理的结构，引发水资源浪费、土地盐碱化等问题，有待于提出一种能按需供应水、肥料、农药的系统，在满足农作物生长需求的同时，还能节能，并尽可能不影响自然环境，为实现农业的快速、稳定、可持续发展提供一种可能。

技术实现要素：

本实用新型提供智慧农业监控系统，实现农场的按需、高效的自动监控。

本实用新型通过以下技术方案解决技术问题：

智慧农业监控系统，包括至少1个检测端、1个控制端以及1个服务器；由农户根据需求在农场划分区域，在每个区域设置1个检测端；

在每个检测端中，包括PH值检测模块、土壤温湿度检测模块、空气温湿度检测模块、风速风向检测模块、肥料检测模块、摄像装置、检测端控制器模块以及检测端无线传输模块；所述PH值检测模块的输出端与检测端控制器模块连接；所述土壤温湿度检测模块的输出端与检测端控制器模块连接；所述空气温湿度检测模块的输出端与检测端控制器模块连接；所述风速风向检测模块的输出端与检测端控制器模块连接；所述肥料检测模块的输出端与检测端控制器模块连接；所述摄像装置与检测端控制器模块连接；所述检测端无线传输模块与检测端控制器模块连接，所述检测端无线传输模块与控制端无线连接；

所述控制端包括控制端无线传输模块、控制端控制器模块、储水池、速度调节阀、排肥器、储肥池、喷药泵、药水池以及输送管道；所述控制端无线传输模块与检测端无线传输模块无线连接，所述控制端无线传输模块与控制端控制器模块连接；所述控制端控制器模块向速度调节阀发送控制信号，接通或断开储水池与输送管道的连接；所述控制端控制器模块向排肥器发送控制信号，接通或断开储肥池与输送管道的连接；所述控制端控制器模块向喷药泵发送控制信号，接通或断开药水池与输送管道的连接；

所述控制端无线传输模块还与服务器连接；所述服务器与外部通信装置连接。

进一步地，所述检测端还包括光照强度检测模块；所述光照强度检测模块的输出端与检测端控制器模块连接。

进一步地，所述检测端还包括二氧化碳检测模块；所述二氧化碳检测模块的输出端与检测端控制器模块连接。

进一步地，所述控制端还包括集水器；所述集水器中的水输送至储水池中。

进一步地，所述控制端还包括分路器和三个二级装置；所述分路器接收控制器模块的控制信号，将输送管道接通至其中一个二级装置中。

进一步地，所述二级装置包括微润带，所述微润带埋设在土壤下；所述输送管道输送水时，所述分路器将输送管道接通至微润带。

与现有技术相比，具有如下特点：

1、为农场划分区域，在每个区域安装1个检测端，在每个检测端均检测PH值、土壤温湿度、空气温湿度、风速风向、土壤肥料，并进行摄像，由控制端根据接收到的数据，为相应区域提供水、肥料或者药水，本实用新型能根据各个区域的实际需求供水、肥料和药水，而不是整个农场统一提供水、肥料和药水，实现农场的按需、高效的自动监控；

2、本实用新型应用在大棚中时，还可增设模块检测光照强度、二氧化碳，充分检测农作物生长的环境，进一步调整水的供应，还可增加遮光板、风机等执行装置，改善大棚环境。

附图说明

图1为本实用新型结构原理框图。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于这些实施例。

智慧农业监控系统，包括至少1个检测端、1个控制端以及1个服务器；由农户根据需求在农场划分区域，在每个区域设置1个检测端；在每个检测端中，包括PH值检测模块、土壤温湿度检测模块、空气温湿度检测模块、风速风向检测模块、肥料检测模块、摄像装置、检测端控制器模块以及检测端无线传输模块；所述PH值检测模块的输出端与检测端控制器模块连接；所述土壤温湿度检测模块的输出端与检测端控制器模块连接；所述空气温湿度检测模块的输出端与检测端控制器模块连接；所述风速风向检测模块的输出端与检测端控制器模块连接；所述肥料检测模块的输出端与检测端控制器模块连接；所述摄像装置与检测端控制器模块连接；所述检测端无线传输模块与检测端控制器模块连接，所述检测端无线传输模块与控制端无线连接；所述控制端包括控制端无线传输模块、控制端控制器模块、储水池、速度调节阀、排肥器、储肥池、喷药泵、药水池以及输送管道；所述控制端无线传输模块与检测端无线传输模块无线连接，所述控制端无线传输模块与控制端控制器模块连接；所述控制端控制器模块向速度调节阀发送控制信号，接通储水池与输送管道的连接；所述控制端控制器模块向排肥器发送控制信号，接通储肥池与输送管道的连接；所述控制端控制器模块向喷药泵发送控制信号，接通药水池与输送管道的连接；所述控制端无线传输模块还与服务器连接；所述服务器与外部通信装置连接。

土壤酸碱度会影响农作物产量及品质，因此了解土壤酸碱度尤为重要，本实用新型设置PH值检测模块，用于检测土壤的酸碱度。PH值检测模块主要包括酸碱度测试仪、电机、碎土杆和注水管，电机带动碎土杆和注水管沿着酸碱度测试仪的探棒的中轴线转动，将探棒周围的土壤打碎，并灌入水使其成为泥浆，探棒对泥浆的酸碱度进行检测，检测数据输入至检测端控制器模块中。

农作物通过光合作用成长，土壤温湿度、空气温湿度与农作物的正常生长密切相关。本实用新型在检测端设置土壤温湿度检测模块和空气温湿度检测模块分别检测农作物的土壤温湿度和空气温湿度。土壤温湿度检测模块主要包括温度传感器和湿度传感器，温度传感器为DS18B20，测量范围在-55℃-125℃之间，最小精度达0.0625℃，湿度传感器为FC-28，其电机在不同的湿度环境下会产生电压的变化，转换最大输出值为4096。空气温湿度检测模块主要包括温湿度传感器DHT11，为数字传感器。

在每个检测端安装摄像装置，便于查看农作物的生长情况，摄像信息在检测端控制器模块的控制下通过检测端无线传输模块传输至控制端。控制端通过摄像信息判断出有病叶、病虫时，便会启动喷洒农药的装置。喷洒农药需要考虑风速风向，本实用新型设置风速风向检测模块，对农作物所处区域的风速风向进行检测，便于判断是否适宜喷洒。

土壤中的养分是农作物成长的必需品，直接影响农作物的长势，因此，设置肥料检测模块对养分进行检测。肥料检测模块为肥料检测仪，可以快速测试土壤中的氮、磷、钾、有机质、腐殖酸、盐分等养分量，农户根据养分量调制肥料，由控制端为相应区域供肥、供水。

控制端无线传输模块接收来自各个检测端的检测信息，输入至控制端控制器中，由控制端控制器模块根据检测数据为相应的区域供水、肥料、药水。水、肥料、药水可共用输送通道，考虑到残留、排污的问题，可以为水、肥料和药水单独设置1个输送通道，三个输送通道独立使用。

针对供水，设置有储水池和速度调节阀，当土壤温湿度超过预设阈值时，控制端控制器模块向速度调节阀发送控制信号，速度调节阀根据控制信号调节到相应开度，接通储水池与输送管道的连接，将储水池中的水释放到输送管道中，速度调节阀还会根据控制信号将开度调节到零，停止供水。为充分利用自然资源，在控制端还设置集水器，收集自然环境中的雨水，输送至储水池中存放。

针对供肥，设有排肥器和储肥池，当肥料检测仪检测到养分失调时，由农户调配肥料投放到储肥池中，控制端控制器模块向排肥器发送控制信号，排肥器接通储肥池与输送管道的连接，当需要停止供应肥料时，向排肥器发送控制信号，排肥器断开储肥池与输送管道的连接。排肥器主要包括电机、变速器和外槽轮，电机在控制端控制器模块的控制下调节变速器的变比，带动外槽轮转动，将搅拌后的肥料传至输送通道中。

针对喷药，设有喷药泵和药水池，通过摄像装置获知农作物有病叶、病虫时，农户根据病叶、病虫的实际情况调配药水，存储到药水池中，控制端控制器模块向喷药泵发送控制信号，启动喷药泵，将药水抽送至输送管道中，当需要停止喷药时，控制端控制器模块向喷药泵发送控制信号，停止供应药水。

在输送管道末端还设置分路器和三个二级装置；所述分路器接收控制器模块的控制信号，将输送管道接通至其中一个二级装置中。二级装置为微润带、排肥管、喷管。供水时，分路器在控制端控制器模块的控制下接通输送管道和微润带，微润带埋设在土壤下，水通过微润带慢慢渗入土壤，为农作物供应水分，使用微润带，可大量减少水分的挥发，提高水的利用率。供肥料时，分路器接通输送管道与排肥管的连接，排肥管埋设在地下，排肥管设有大量的通孔，有肥料流经时，肥料经通孔渗入到土壤中。喷药时，分路器接通输送管道与喷管的连接，喷管的一部分埋设在地下，到达区域后架设到适于喷洒的高度，喷洒农药时，可通过调节喷药泵的驱动能力来改变喷射距离的长短，进而调整喷射范围。

各个检测端的检测数据，输入至控制端控制器模块中，控制端控制器模块还可将检测数据以及供水、肥料和药水的控制信息存储于服务器，外部通信装置可通过服务器了解农场信息。

农作物进行光合作用，光照的强度以及变化密切影响农作物的生长，因此有必要对光照亮度也进行检测。本实用新型的各个检测端，还包括光照强度检测模块；所述光照强度检测模块的输出端与检测端控制器模块连接。

将本实用新型应用在大棚中时，环境相对封闭，而植物的生长消耗二氧化碳，即二氧化碳的浓度同样影响农作物的生长，因此，有必要检测大棚内二氧化碳的浓度变化。本实用新型在检测端还设置二氧化碳检测模块；所述二氧化碳检测模块的输出端与检测端控制器模块连接，二氧化碳浓度输入至检测端控制器模块中。

ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，通讯距离从75m到几百米、几公里，并支持无线扩展。因此，为扩大检测范围，本实用新型可在控制端增设协调器，协调器组建ZigBee网络，各个检测端无线传输模块以及控制端无线传输模块均使用ZigBee网络传输，将各自的PIN ID和信道加入协调器建立的网络中，当任何一个检测端无线传输模块出现通信中断时，不会影响其他检测端的信号传输，当通信恢复正常，也能实现自组网，自动接入网络中。

本实用新型提供智慧农业监控系统，实现农场的按需、高效的自动监控，主要是提供电路支持和结构支持，不涉及程序的改进。