基于互联网的果园管控装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种基于互联网的果园管控装置，属于农业技术领域。


背景技术：

2.果树的正常生长，需要果园有一个良好的土壤环境。良好的土壤环境需要土壤质地结构良好、酸碱适宜、通气性好、具有一定保水保肥能力等。由于气象原因，果园每年水果产量都因干旱、暴雨、冰雹、霜冻等因素遭受不同程度的损失，果树苗也会受到伤害。
3.另外，现阶段，异常果园都与肥水管理存在很多关系，缺肥少水的果园往往树势衰弱，花多果少；肥水充足但施用不当的果园往往树体虚旺徒长，枝芽质量差，或者发生毒害不能正常开花结果。果树是多年生木本作物，具有连续性选择吸收、积累贮藏和连锁影响的营养生理特点。所以，有些基础较好的果树即使一年不施肥水并不马上大幅减产，正是因为树体中有多年积存的养分起了缓冲作用。但如果连续几年缺肥饥饿，一旦出现树势衰弱和病虫缠绕，即使加强肥水管理在短期内也绝不会明显见效，而是需要更长的时间才能逐步恢复树势与正常结果。如何对果园环境进行监控，以实现合适的土壤水肥控制是一个值得解决的技术问题。


技术实现要素：

4.为此，本实用新型提供一种基于互联网的果园管控装置，实现果园环境的有机监控，解决果园土壤水肥控制不合理的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：基于互联网的果园管控装置，包括土壤采集终端、土壤分析仪、土壤监测单元、气象数据采集单元、数据存储单元、数据分析控制终端和远程人机交互展示终端；
6.所述土壤采集终端用于对采样的地块土壤环境和过程进行拍照，所述土壤采集终端还用于记录采样的地块土壤的位置信息；
7.所述土壤分析仪用于对采样的地块土壤养分含量进行分析；
8.所述土壤监测单元设置于果园中，所述土壤监测单元用于监测果园地块的物理和化学信息；
9.所述气象数据采集单元设置于果园中，所述气象数据采集单元用于采集果园的气象环境数据；
10.所述数据存储单元用于存储采集的土壤数据和气象环境数据；
11.所述数据分析控制终端用于对采集的土壤数据和气象环境数据进行分析控制；
12.所述远程人机交互展示终端用于根据数据存储单元的存储数据进行展示和人机交互。
13.作为基于互联网的果园管控装置优选方案，还包括水肥控制站，所述水肥控制站配置有水量流量计和肥料流量计，所述水肥控制站用于采集水肥数据。
14.作为基于互联网的果园管控装置优选方案，还包括dtu模块，所述dtu模块与所述
数据存储单元通过dtu进行通讯，所述dtu模块用于田间阀门、水泵及施肥泵的控制。
15.作为基于互联网的果园管控装置优选方案，还包括土壤袋，所述土壤袋用于对采集的地块土壤进行存放；
16.还包括身份标签，所述身份标签粘贴于所述土壤袋，所述身份标签用于区分土壤袋中的地块土壤。
17.作为基于互联网的果园管控装置优选方案，所述土壤采集终端采用具有定位模块的智能手机或平板；所述土壤监测单元配置有土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤张力传感器、土壤ph检测仪和土壤电导率检测仪。
18.作为基于互联网的果园管控装置优选方案，所述数据存储单元采用数据服务器，所述数据服务器配置有云端数据库；
19.所述气象数据采集单元采用农业气象站。
20.作为基于互联网的果园管控装置优选方案，所述远程人机交互展示终端配置有展示屏幕，所述展示屏幕配置有人机交互界面。
21.作为基于互联网的果园管控装置优选方案，所述数据分析控制终端通过局域网和工业路由器建立连接；所述气象数据采集单元和土壤监测单元通过rs485通讯与工业路由器建立连接；
22.所述工业路由器通过3g/4g/5g网络与所述数据存储单元建立连接。
23.本实用新型具有如下优点：设有土壤采集终端、土壤分析仪、土壤监测单元、气象数据采集单元、数据存储单元、数据分析控制终端和远程人机交互展示终端；土壤采集终端用于对采样的地块土壤环境和过程进行拍照，土壤采集终端还用于记录采样的地块土壤的位置信息；土壤分析仪用于对采样的地块土壤养分含量进行分析；土壤监测单元设置于果园中，土壤监测单元用于监测果园地块的物理和化学信息；气象数据采集单元设置于果园中，气象数据采集单元用于采集果园的气象环境数据；数据存储单元用于存储采集的土壤数据和气象环境数据；数据分析控制终端用于对采集的土壤数据和气象环境数据进行分析控制；远程人机交互展示终端用于根据数据存储单元的存储数据进行展示和人机交互。本实用新型有利于对果园的墒情和果树的状态进行科学有效管理，可减少不必要的水肥施入量，大大减少果园水肥的成本，对于提高果品品质有一定的提高作用，使果园水肥管理更加的科学和准确，减少外界影响；有利于进行远程异地管控，监控更加的直观灵活。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
25.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
26.图1为本实用新型实施例中提供的基于互联网的果园管控装置示意图；
27.图2为本实用新型实施例中提供的基于互联网的果园管控装置水肥控制原理示意图。
28.图中，1、土壤采集终端；2、土壤分析仪；3、土壤监测单元；4、气象数据采集单元；5、数据存储单元；6、数据分析控制终端；7、远程人机交互展示终端；8、水肥控制站；9、dtu模块；10、土壤袋；11、身份标签；12、工业路由器。
具体实施方式
29.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.参见图1和图2，本实用新型实施例提供一种基于互联网的果园管控装置，包括土壤采集终端1、土壤分析仪2、土壤监测单元3、气象数据采集单元4、数据存储单元5、数据分析控制终端6和远程人机交互展示终端7；
31.土壤采集终端1用于对采样的地块土壤环境和过程进行拍照，土壤采集终端1还用于记录采样的地块土壤的位置信息；
32.土壤分析仪2用于对采样的地块土壤养分含量进行分析；
33.土壤监测单元3设置于果园中，土壤监测单元3用于监测果园地块的物理和化学信息；
34.气象数据采集单元4设置于果园中，气象数据采集单元4用于采集果园的气象环境数据；
35.数据存储单元5用于存储采集的土壤数据和气象环境数据；
36.数据分析控制终端6用于对采集的土壤数据和气象环境数据进行分析控制；
37.远程人机交互展示终端7用于根据数据存储单元5的存储数据进行展示和人机交互。
38.本实施例中，还包括水肥控制站8，水肥控制站8配置有水量流量计和肥料流量计，水肥控制站8用于采集水肥数据。通过在水肥控制站8设置的数据监测仪表如水流量计和施肥流量计，监测浇水量和施肥量。
39.本实施中，还包括dtu模块9，dtu模块9与数据存储单元5通过dtu进行通讯，dtu模块9用于田间阀门、水泵及施肥泵的控制。通过记录田间电磁阀的开关反馈、施肥调节阀门开度、水泵和施肥泵的频率等，记录不同地块的施肥量和水量。
40.本实施例中，土壤监测单元3配置有土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤张力传感器、土壤ph检测仪和土壤电导率检测仪。通过对果园内不同的地块设置土壤监测单元3，监测土壤的湿度、温度、土壤的张力、土壤墒情、土壤的ph值、土壤的ec等。
41.本实施例中，气象数据采集单元4采用农业气象站。通过在果园内设置气象数据采集单元4并且结合气象局的气象数据如、风向、风速、雨量、辐射、空气温度、空气湿度等数据进行监测。
42.本实施例中，还包括土壤袋10，土壤袋10用于对采集的地块土壤进行存放；还包括身份标签11，身份标签11粘贴于土壤袋10，身份标签11用于区分土壤袋10中的地块土壤。土壤采集终端1采用具有定位模块的智能手机或平板。
43.具体的，利用智能手机或平板，定期在不同的地块土壤进行采样，用智能手机或平板对周边环境和过程进行拍照，并记录经纬度系统，生成二维码，将二维码打印后作为身份标签11帖在采样的土壤袋10中，将土壤送到实验室的土壤分析仪2进行分析，分析数据通过识别土壤袋10上的身份标签11进行区分，土壤结果分析出结果后通过网络上传到果园的数据存储单元5中。
44.本实施例中，数据存储单元5采用数据服务器，数据服务器配置有云端数据库。数据存储单元5通过身份标签11存储记录采样日期、采样时间、采样地块坐标和采样的土壤和环境的图片等，通过记录每个地块的施肥记录、土壤变化、果园植保记录、果树生长情况等，构建果园数据存储中心，为科学合理的进行决策提供数据保证，数据存储单元5的数据库服务器上运行采集系统，可以采集plc数据以及控制水肥系统和田间阀门，从而达到采集监控水肥设备运行状态目的。结合土壤分析仪2，通过远程人机交互展示终端7显示土壤数据和展示样品状态和采样过程。
45.本实施例中，数据分析控制终端6通过局域网和工业路由器12建立连接；气象数据采集单元4和土壤监测单元3通过rs485通讯与工业路由器12建立连接；工业路由器12通过3g/4g/5g网络与数据存储单元5建立连接。
46.具体的，通过传输网络对人、机、物、系统进行全面连接，构建起覆盖果园环境监控系统的服务体系。通过包括rs485通讯模块传输气象和土壤信息、通过dtu模块9监控田间电磁阀和流量计。5g工业路由器12用于将plc和网络数据进行交换和部分指令下达、有线脉冲信号和数字开关量用于水肥传感器数据的传输和控制，可时时采集现场plc数据，并可以远程对plc等设备控制及程序更新等。
47.本实施例中，数据分析控制终端6以西门子s7-1200为控制和计算核心，控制内容包括泵房系统、施肥系统、水过滤系统、肥料配置系统、田间阀门控制施肥系统等。数据分析控制终端6由cpu、远程通讯模块、数字开关量采集模块、模拟量输入输出控制模块、人机交互界面等组成，控制负责采集水流量计、施肥流量计、肥料加入量等，对阀门、水泵、水量、肥量等进行控制。
48.本实施例中，远程人机交互展示终端7配置有展示屏幕，展示屏幕配置有人机交互界面。远程人机交互展示终端7以数据存储单元5作为展示数据的基础，并且配置展示屏幕和人机交互界面。人机交互界面用于展示和控制命令的下达和设备状态监控，包括云组态、果园监控、气象监控、水肥设备运行状态监控、数据报表、历史操作记录等，可采用现有技术自动生产报表，并可生成趋势图方便对数据查看分析。
49.综上所述，本实用新型设有土壤采集终端1、土壤分析仪2、土壤监测单元3、气象数据采集单元4、数据存储单元5、数据分析控制终端6和远程人机交互展示终端7；土壤采集终端1用于对采样的地块土壤环境和过程进行拍照，土壤采集终端1还用于记录采样的地块土壤的位置信息；土壤分析仪2用于对采样的地块土壤养分含量进行分析；土壤监测单元3设置于果园中，土壤监测单元3用于监测果园地块的物理和化学信息；气象数据采集单元4设置于果园中，气象数据采集单元4用于采集果园的气象环境数据；数据存储单元5用于存储
采集的土壤数据和气象环境数据；数据分析控制终端6用于对采集的土壤数据和气象环境数据进行分析控制；远程人机交互展示终端7用于根据数据存储单元5的存储数据进行展示和人机交互。利用智能手机或平板，定期在不同的地块土壤进行采样，用智能手机或平板对周边环境和过程进行拍照，并记录经纬度系统，生成二维码，将二维码打印后作为身份标签11帖在采样的土壤袋10中，将土壤送到实验室的土壤分析仪2进行分析，分析数据通过识别土壤袋10上的身份标签11进行区分，土壤结果分析出结果后通过网络上传到果园的数据存储单元5中。数据分析控制终端6以西门子s7-1200为控制和计算核心，控制内容包括泵房系统、施肥系统、水过滤系统、肥料配置系统、田间阀门控制施肥系统等。数据分析控制终端6由cpu、远程通讯模块、数字开关量采集模块、模拟量输入输出控制模块、人机交互界面等组成，控制负责采集水流量计、施肥流量计、肥料加入量等，对阀门、水泵、水量、肥量等进行控制。远程人机交互展示终端7以数据存储单元5作为展示数据的基础，并且配置展示屏幕和人机交互界面。人机交互界面用于展示和控制命令的下达和设备状态监控，包括云组态、果园监控、气象监控、水肥设备运行状态监控、数据报表、历史操作记录等，可采用现有技术自动生产报表，并可生成趋势图方便对数据查看分析。本实用新型有利于对果园的墒情和果树的状态进行科学有效管理，可减少不必要的水肥施入量，大大减少果园水肥的成本，对于提高果品品质有一定的提高作用，使果园水肥管理更加的科学和准确，减少外界影响；有利于进行远程异地管控，监控更加的直观灵活。
50.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。