一种基于人工智能水肥一体化系统的制作方法

本发明涉及农业灌溉技术领域，尤其是涉及一种基于人工智能水肥一体化系统。

背景技术：

过量的施肥肥料会随降雨、灌溉和农田径流进入水体，严重污染地表水和地下水，对人体及生态造成了危害。在资源条件和生态环境的双重压力下，加快转变农业发展方式，大力发展节水农业，提高资源利用率，实现农业可持续发展，迫在眉睫、刻不容缓。水肥一体化技术是根据农作物需求，对农田水分和养分进行综合调控和一体化管理，以水促肥、以肥调水，实现水肥耦合，全面提升农田水肥利用效率。与传统的灌溉和施肥措施相比，水肥一体化技术具有节水、省肥、省工、增产、提高水肥利用效率、提高农作物品质及减少环境污染等诸多优势。因此，水肥一体化技术逐渐成为资源节约、环境友好现代农业的“一号技术”。

如公开号为cn206640995u的中国实用新型专利，提出了一种水肥一体化系统，农民需要配好所需的肥料，肥料配比完成后，打开阀门，合上电闸，对农田作物进行浇水施肥，不能使农民从繁重的田间劳作中解放出来。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术中传统的水肥一体化技术不能使农民完全从繁重的田间劳作中解放出来的问题，提供一种基于人工智能水肥一体化系统，通过以下技术方案得以实现的：

一种基于人工智能水肥一体化系统，包括信息采集处理系统、水肥混施系统、巡检机器人、分布式监控中心和云平台；所述信息采集系统、水肥采集系统和巡检机器人分别对应一个分布式监控中心，所述分布式监控中心用于将信息反馈至云平台和将云平台下达的指令传达至信息采集系统、水肥混施系统和巡检机器人，所述信息采集处理系统采集土壤墒情、土壤ph值、土壤ec值、土壤的温度值、空气的温湿度、光照强度、雨量和微量元素含量等数据，所述水肥混施系统接收云平台下达的指令，对农作物进行水肥混施；所述巡检机器人对农作物定期巡检、病虫害在线监测与定位、病虫害类型的识别将信息通过分布式监控中心反馈至云平台，同时对农作物精准对靶喷雾施药；所述云平台根据信息采集处理系统和巡检机器人反馈的数据信息向水肥混施系统下达对农作物施肥、灌溉的指令，或向巡检机器人下达治理农作物病虫害的指令。

本发明方案进一步为：所述分布式监控中心作为中间站点，通过有线传输或无线传输连接信息处理系统、水肥混施系统、巡检机器人和云平台，向云平台反馈信息，或者将云平台的指令下达至信息处理系统、水肥混施系统和巡检机器人。

本发明方案进一步为：所述信息采集处理系统包括气象监测模块和土壤监测模块，所述气象监测模块包括风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光照传感器、温湿度传感器；所述土壤监测组件包括ec值传感器、ph值传感器、co2传感器、土壤墒情传感器和微量元素传感器；所述信息采集处理系统分布式监控中心与云平台连接，用于向云平台反馈信息，接收云平台发出的指令。信息采集处理系统将采集的气象数据或者土壤数据信息通过分布式监控中心处理后传送到云平台，云平台根据气象信息、土壤墒情信息、ph值和ec值结合农作物生长周期信息，制定农作物每个生长周期所需肥料的配比，向水肥混施系统下达灌溉或施肥指令。

本发明方案进一步为：所述水肥混施系统包括恒水压变频控制系统、水质过滤系统和用水用电监控系统，还包括肥料配比桶和水肥一体机，所述水肥混施系统通过分布式监控中心与云平台连接，用于向云平台反馈信息和接收云平台发出的指令。云平台根据土壤墒情与农作物的生长周期、生长情况，控制水肥混施系统的水肥调配比例，实现精准灌溉与精准施肥，提高灌溉效率，减少肥料挥发的流失，有效抑制面源污染。

本发明方案进一步为：所述巡检机器人包括机器人定位模块、路径规划模块、病株检测与定位模块、病虫害类型识别模块和精准对靶施药模块，所述机器人通过分布式监控中心与云平台连接，用于向云平台反馈信息和接收云平台发出的指令。传统的病虫害检测方法主要依赖个人经验和肉眼观察，传统病虫害检测方法可以满足小片农作物种植区，而对于大规模集中种植区显然不能满足农业发展的需求；本发明利用巡检机器人准确、快捷、高效对农作物完成检测任务，使病虫害检测定位更加精确、自主化、智能化，使人们从过去繁琐的检测环节中解放出来。

本发明方案进一步为：所述云平台为阿里云平台，所述云平台建立有农作物生长模型数据库、病虫害模型数据库和专家经验数据库。云平台根据农作物生长阶段以及田间的气象信息和土壤信息制定灌溉施肥计划，另外，根据专家经验和农作物的发病症状对症配药。

本发明方案进一步为：所述云平台与手机终端或者pc机终端连接；科研人员或者种植农户通过pc或者手机远程控制田间的水肥混施系统和巡检机器人。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

云平台可根据农作物生长状况、所需得水肥量、农田土壤墒情和农田的气象信息，制定农作物每个生长周期所需肥料的配比，向水肥混施系统下达灌溉或施肥指令，水肥混施系统自动完成水肥的配比、混合搅拌以及对农作物的灌溉，无需人工操作、定时定量，达到水肥的精准混施；巡检机器人对农作物定期巡检、病虫害在线监测与定位、病虫害类型的识别和精准对靶喷雾施药，可代替基于个人经验和肉眼观察的传统病虫害检测方法，实现快速、高效、准确的自主病虫害检测，使人们从过去繁琐的检测环节中解放出来。

附图说明

图1是用于展示本实施例系统的整体框图；

图2是用于展示水肥混施系统的框图；

图3是用于展示水肥混施系统的界面图。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明发明而不用于限制发明的范围。此外应理解，在阅读了发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

本发明公开的一种基于人工智能水肥一体化系统，包括信息采集处理系统、水肥混施系统、巡检机器人、分布式监控中心和云平台；信息采集系统、水肥采集系统和巡检机器人分别对应一个分布式监控中心，分布式监控中心用于将信息反馈至云平台和将云平台下达的指令传达至信息采集系统、水肥混施系统和巡检机器人，信息采集处理系统采集土壤墒情、土壤ph值、土壤ec值、土壤的温度值、空气的温湿度、光照强度、雨量和微量元素含量等数据，水肥混施系统接收云平台下达的指令，对农作物进行水肥混施；巡检机器人对农作物定期巡检、病虫害在线监测与定位、病虫害类型的识别将信息通过分布式监控中心反馈至云平台，同时对农作物精准对靶喷雾施药；云平台根据信息采集处理系统和巡检机器人反馈的数据信息向水肥混施系统下达对农作物施肥、灌溉的指令，或向巡检机器人下达治理农作物病虫害的指令。

分布式监控中心作为中间站点，通过有线传输或无线传输连接信息处理系统、水肥混施系统、巡检机器人和云平台，向云平台反馈信息，或者将云平台的指令下达至信息处理系统、水肥混施系统和巡检机器人。

信息采集处理系统包括气象监测模块和土壤监测模块，气象监测模块包括风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光照传感器、温湿度传感器；土壤监测组件包括ec值传感器、ph值传感器、co2传感器、土壤墒情传感器和微量元素传感器；信息采集处理系统分布式监控中心与云平台连接，用于向云平台反馈信息，接收云平台发出的指令。信息采集处理系统将采集的气象数据或者土壤数据信息通过分布式监控中心处理后传送到云平台，云平台根据气象信息、土壤墒情信息、ph值和ec值结合农作物生长周期信息，制定农作物每个生长周期所需肥料的配比，向水肥混施系统下达灌溉或施肥指令。

水肥混施系统包括恒水压变频控制系统、水质过滤系统和用水用电监控系统，还包括肥料配比桶和水肥一体机，水肥混施系统通过分布式监控中心与云平台连接，用于向云平台反馈信息和接收云平台发出的指令。云平台根据土壤墒情与农作物的生长周期、生长情况，控制水肥混施系统的水肥调配比例，实现精准灌溉与精准施肥，提高灌溉效率，减少肥料挥发的流失，有效抑制面源污染。

巡检机器人包括机器人定位模块、路径规划模块、病株检测与定位模块、病虫害类型识别模块和精准对靶施药模块，机器人通过分布式监控中心与云平台连接，用于向云平台反馈信息和接收云平台发出的指令。传统的病虫害检测方法主要依赖个人经验和肉眼观察，传统病虫害检测方法可以满足小片农作物种植区，而对于大规模集中种植区显然不能满足农业发展的需求；本发明利用巡检机器人准确、快捷、高效对农作物完成检测任务，使病虫害检测定位更加精确、自主化、智能化，使人们从过去繁琐的检测环节中解放出来。

云平台为阿里云平台，云平台建立有农作物生长模型数据库、病虫害模型数据库和专家经验数据库。云平台根据农作物生长阶段以及田间的气象信息和土壤信息制定灌溉施肥计划，另外，根据专家经验和农作物的发病症状对症配药。

云平台与手机终端或者pc机终端连接；科研人员或者种植农户通过pc或者手机远程控制田间的水肥混施系统和巡检机器人。

本实施例的具体实施方式：

信息采集系统和巡检机器人将采集的田间气象信息、土壤信息和农作物生长信息，通过分布式监控中心分析后将传输到云平台，云平台根据农作物生长模型，以及信息采集系统反馈的农作物生长情况，制定农作物每个生长周期所需肥料的配比，向水肥混施系统下达灌溉或施肥指令，水肥混施系统自动完成水肥混合搅拌以及对农作物的灌溉；巡检机器人对农作物定期巡检、病虫害在线监测与定位、病虫害类型的识别和精准对靶喷雾施药，可代替基于个人经验和肉眼观察的传统病虫害检测方法，实现快速、高效、准确的自主病虫害检测，使人们从过去繁琐的检测环节中解放出来。

采用水肥一体化智能灌溉及对靶精准喷药技术，智能识别作物生长施肥需求量，既提高了灌溉效率，又有效减少了肥料挥发和流失，抑制面源污染，市场前景广阔。本水肥混施系统对农作物的科技种植、科学施肥，提高粮食产量、改善土壤结构；节水节肥发展绿色农业，解放农业劳动力有着重要意义。加快农业用水方式由粗放向集约和精准转变，缓解水资源短缺的矛盾，形成发展与自然相协调的新格局。