基于物联网的蔬菜幼苗培养加热系统及其实施方法

技术领域

本发明涉及蔬菜育苗技术领域，特别涉及基于物联网的蔬菜幼苗培养加热系统及其实施方法。

背景技术

蔬菜育苗是指蔬菜种子从播种出苗到成苗的整个过程，已有相关专利，如公开号为CN206251715U的专利公开了一种新型蔬菜无土育苗系统，该专利管理方便，清洁卫生，作业环境良好，并且能够较好地利用三维空间，提高土地利用率的新型蔬菜无土育苗系统。

而上述专利其实在实际的操作中还存在以下问题：

在蔬菜育苗过程中，温度是影响幼苗生长的重要因素之一。然而，传统的育苗方式往往需要人工控制温度，这种方式不仅效率低下，而且容易造成温度波动，影响幼苗质量。

发明内容

本发明的目的在于提供基于物联网的蔬菜幼苗培养加热系统及其实施方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于物联网的蔬菜幼苗培养加热系统，包括加热种植盘，所述加热种植盘的两侧设置有滑架，加热种植盘通过滑架层叠间隔设置于种植架上，加热种植盘的顶面上开设有槽孔，槽孔的两侧开设有弧槽，槽孔的内部设置有尺寸相适配的种植盒，种植盒的内部开设有栽培介质孔，加热种植盘的内部设置有主连接杆和电热杆，电热杆交错设置于相邻的槽孔之间，所有电热杆均与主连接杆相连接，主连接杆的一端设置有接口，接口设置于加热种植盘的外侧，加热种植盘的底部设置有支撑灯罩，支撑灯罩的内部设置有光照灯管，光照灯管均与主连接杆电连接。

进一步的，还包括

传感采集设备，用于：

实时监测育苗环境的温度和湿度，并将监测数据通过物联网传输至环境采集模块；

环境控制设备，用于：

根据环境控制模块的指令自动调节育苗环境的温度和湿度，所述环境控制设备包括加热器、加湿器和通风设备；

环境采集模块，用于：

接收传感采集设备传输的监测数据，并将数据传输至参数评估模块；

参数评估模块，用于：

根据接收到的监测数据评估育苗环境的温度和湿度状况，并将评估结果传输至环境控制模块；

环境控制模块，用于：

根据评估结果判断是否需要调节育苗环境的温度和湿度，并根据判断结果生成调节控制指令，将调节控制指令通过物联网传输至环境控制设备；

无线通信模块，用于：

将育苗环境的温度和湿度数据传输至服务器总平台，并接收服务器总平台的指令；

服务器总平台，用于：

接收无线通信模块传输的数据，并对数据进行分析和处理，工作人员通过服务器总平台可以直接向环境控制模块发送指令。

进一步的，所述环境采集模块包括：

数据接收单元，用于：

接收传感采集设备传输的育苗环境的温度和湿度监测数据，数据接收单元具备与传感采集设备的通信接口，能够实时接收传感采集设备的数据，接收到的数据应存储在内部存储器中，并可通过接口与其他单元进行数据交换；

数据处理单元，用于：

对接收到的温度和湿度数据进行解析、校验和格式化处理；

数据传输单元，用于：

将处理后的数据传输至参数评估模块，数据传输单元具备能够实时与参数评估模块传输数据的通信接口。

进一步的，所述参数评估模块包括：

阈值调整单元，用于：

根据历史数据和实际育苗环境状况调整参数阈值，调整后的参数阈值用于指导参数评估和环境控制；

评估分析单元，用于：

对接收到的温度和湿度数据进行分析和处理，能够根据预设的参数阈值对数据进行评估，根据温度和湿度的历史数据，分析出当前育苗环境的状况，如温度是否适宜、湿度是否合适；

结果生成单元，用于：

根据数据分析结果生成评估结果，将分析结果转换为可读性强的评估指标，评估指标包括温度适宜度、湿度适宜度。

进一步的，所述环境控制模块包括：

指令生成单元，用于：

根据温度适宜度评估单元和湿度适宜度评估单元的评估结果生成相应的调节控制指令，调节控制指令包括调节加湿器、调节加热器温度以及开启或关闭通风设备；

指令传输单元，用于：

将生成的调节控制指令传输至环境控制设备，指令传输单元具备与环境控制设备的通信接口；

状态监测单元，用于：

实时监测环境控制设备的状态，设备的状态包括设备是否正常运行、调节效果是否正常，状态监测单元具备与环境控制设备的通信接口，实时接收设备状态反馈数据，并将其传输给调节控制指令生成单元和温度湿度监测单元。

进一步的，所述无线通信模块将育苗环境的温度和湿度数据传输至服务器总平台，同时接收服务器总平台的指令，通过服务器总平台的指令，无线通信模块可以实现对环境控制设备的远程控制。

进一步的，所述服务器总平台将分析后的数据以图表、报告等形式展示给工作人员，工作人员可以通过服务器总平台直接向环境控制模块发送指令，指令包括调节环境控制设备的参数、开关设备，服务器总平台将根据预设的通信协议和安全措施，发送指令给无线通信模块，再由无线通信模块转化为实际的操作或控制指令。

本发明要解决的另一技术问题是提供基于物联网的蔬菜幼苗培养加热系统的实施方法，包括如下步骤：

步骤一：在蔬菜幼苗培养室内搭设包括加热器、加湿器和通风设备在内的环境控制设备，同时安装包括温度传感器和湿度传感器在内的传感采集设备；

步骤二：传感采集设备实时监测育苗环境的温度和湿度，环境采集模块接收传感采集设备传输的监测数据，参数评估模块根据接收到的监测数据评估育苗环境的温度和湿度状况；

步骤三：环境控制模块根据评估结果生成调节控制指令，环境控制设备根据环境控制模块的指令自动控制加热种植盘、加热器、加湿器和通风设备从而调节育苗环境的温度和湿度；

步骤四：工作人员通过服务器总平台对蔬菜幼苗培养室内环境进行了解，通过服务器总平台直接向环境控制模块发送指令进行系统控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的阈值调整单元能够根据历史数据和实际育苗环境状况调整参数阈值，使得参数评估更加准确和有效，通过不断调整参数阈值，可以逐渐优化育苗环境的调节效果，提高育苗成功率，评估分析单元能够对接收到的温度和湿度数据进行分析和处理，根据预设的参数阈值对数据进行评估。这能够实时监测育苗环境的状况，及时发现并处理环境问题，确保育苗过程的顺利进行。参数评估模块能够为育苗过程提供科学的管理依据，通过对育苗环境的参数进行评估和分析，管理员可以更加准确地了解育苗环境的状况，并根据评估结果进行相应的调整和控制，确保育苗过程的顺利进行。

2.本发明通过指令生成单元，环境控制模块能够根据温度适宜度评估单元和湿度适宜度评估单元的评估结果生成相应的调节控制指令，确保环境的温度和湿度调节更加准确和高效，同时环境控制模块能够根据预设的程序或指令生成单元的指令自动调节环境控制设备，实现自动化控制，减少人工干预，提高管理效率。状态监测单元能够实时监测环境控制设备的状态，包括设备是否正常运行、调节效果是否正常等，及时发现并处理设备故障或异常情况，确保环境控制的稳定性和可靠性。

3.本发明通过滑架的设置，加热种植盘可以层叠间隔地设置在种植架上，层叠间隔的设置方式可以充分利用空间，使得加热种植盘可以适应不同的种植需求，提高了空间利用率，电热杆的设置可以实现对种植盒内的栽培介质进行均匀加热，在加热器为环境控温的同时，可以对各个种植盒内进行均匀的控温，为蔬菜幼苗提供适宜的温度环境，有利于蔬菜幼苗的生长和发育，同时底部设置的光照灯管可以为蔬菜幼苗提供充足的光照，避免层叠设置的下层加热种植盘无法受到均匀的光照，促进蔬菜幼苗的光合作用，提高蔬菜幼苗的生长质量，接口的设置方便与外部电源或其他设备连接，同时可以通过物联网直接对各个加热种植盘进行控制，提高了使用的便捷性。

附图说明

图1为本发明的系统模块示意图；

图2为本发明的加热种植盘整体结构示意图；

图3为本发明的加热种植盘内部结构示意图；

图4为本发明的加热种植盘底部结构示意图。

图中：1、加热种植盘；2、滑架；3、槽孔；4、种植盒；5、栽培介质孔；6、弧槽；7、主连接杆；8、电热杆；9、接口；10、支撑灯罩；11、光照灯管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为了解决在蔬菜育苗过程中，温度是影响幼苗生长的重要因素之一。然而，传统的育苗方式往往需要人工控制温度，这种方式不仅效率低下，而且容易造成温度波动，影响幼苗质量的技术问题，请参阅图1，本发明提供以下技术方案：

基于物联网的蔬菜幼苗培养加热系统，包括：

传感采集设备，用于：

实时监测育苗环境的温度和湿度，并将监测数据通过物联网传输至环境采集模块；

环境控制设备，用于：

根据环境控制模块的指令自动调节育苗环境的温度和湿度，所述环境控制设备包括加热种植盘1、加热器、加湿器和通风设备；

环境采集模块，用于：

接收传感采集设备传输的监测数据，并将数据传输至参数评估模块；

参数评估模块，用于：

根据接收到的监测数据评估育苗环境的温度和湿度状况，并将评估结果传输至环境控制模块；

环境控制模块，用于：

根据评估结果判断是否需要调节育苗环境的温度和湿度，并根据判断结果生成调节控制指令，将调节控制指令通过物联网传输至环境控制设备；

无线通信模块，用于：

将育苗环境的温度和湿度数据传输至服务器总平台，并接收服务器总平台的指令；

服务器总平台，用于：

接收无线通信模块传输的数据，并对数据进行分析和处理，工作人员通过服务器总平台可以直接向环境控制模块发送指令。

在上述实施例中，本发明的基于物联网的蔬菜幼苗培养加热系统能够实时监测育苗环境的温度和湿度，并通过环境控制设备自动调节温度和湿度，从而为蔬菜幼苗提供最佳的生长环境。同时，该系统能够实现远程监控和管理，提高了管理效率和管理水平。此外，该系统采用物联网技术，使得各个模块之间的连接更加便捷和高效。

请参阅图2-4，加热种植盘1的两侧设置有滑架2，加热种植盘1通过滑架2层叠间隔设置于种植架上，加热种植盘1的顶面上开设有槽孔3，槽孔3的两侧开设有弧槽6，槽孔3的内部设置有尺寸相适配的种植盒4，种植盒4的内部开设有栽培介质孔5，加热种植盘1的内部设置有主连接杆7和电热杆8，电热杆8交错设置于相邻的槽孔3之间，所有电热杆8均与主连接杆7相连接，主连接杆7的一端设置有接口9，接口9设置于加热种植盘1的外侧，加热种植盘1的底部设置有支撑灯罩10，支撑灯罩10的内部设置有光照灯管11，光照灯管11均与主连接杆7电连接。

在上述实施例中，通过滑架2的设置，加热种植盘1可以层叠间隔地设置在种植架上，层叠间隔的设置方式可以充分利用空间，使得加热种植盘1可以适应不同的种植需求，提高了空间利用率，电热杆8的设置可以实现对种植盒4内的栽培介质进行均匀加热，在加热器为环境控温的同时，可以对各个种植盒4内进行均匀的控温，为蔬菜幼苗提供适宜的温度环境，有利于蔬菜幼苗的生长和发育，同时通过底部设置的光照灯罩10和光照灯管11可以为蔬菜幼苗提供充足的光照，避免层叠设置的下层加热种植盘1无法受到均匀的光照，促进蔬菜幼苗的光合作用，提高蔬菜幼苗的生长质量，接口9的设置方便与外部电源或其他设备连接，同时可以通过物联网直接对各个加热种植盘1进行控制，提高了使用的便捷性。弧槽的设计可以提高种植盒4取出时的便利性。

环境采集模块包括：

数据接收单元，用于：

接收传感采集设备传输的育苗环境的温度和湿度监测数据，数据接收单元具备与传感采集设备的通信接口，能够实时接收传感采集设备的数据，接收到的数据应存储在内部存储器中，并可通过接口与其他单元进行数据交换；

数据处理单元，用于：

对接收到的温度和湿度数据进行解析、校验和格式化处理；

数据传输单元，用于：

将处理后的数据传输至参数评估模块，数据传输单元具备能够实时与参数评估模块传输数据的通信接口。

在上述实施例中，数据接收单元能够实时接收传感采集设备传输的育苗环境的温度和湿度监测数据，实现对育苗环境的实时监测，及时了解环境状况，为后续的环境调节和控制提供依据，通过实时监测育苗环境、提高数据处理效率以及促进模块间的数据交互，环境采集模块能够增强系统的稳定性和可靠性。系统能够更加准确地反映育苗环境的状况，及时发现并处理环境问题，确保育苗过程的顺利进行。

参数评估模块包括：

阈值调整单元，用于：

根据历史数据和实际育苗环境状况调整参数阈值，调整后的参数阈值用于指导参数评估和环境控制；

评估分析单元，用于：

对接收到的温度和湿度数据进行分析和处理，能够根据预设的参数阈值对数据进行评估，根据温度和湿度的历史数据，分析出当前育苗环境的状况，如温度是否适宜、湿度是否合适；

结果生成单元，用于：

根据数据分析结果生成评估结果，将分析结果转换为可读性强的评估指标，评估指标包括温度适宜度、湿度适宜度。

在上述实施例中，阈值调整单元能够根据历史数据和实际育苗环境状况调整参数阈值，使得参数评估更加准确和有效，通过不断调整参数阈值，可以逐渐优化育苗环境的调节效果，提高育苗成功率，评估分析单元能够对接收到的温度和湿度数据进行分析和处理，根据预设的参数阈值对数据进行评估。这能够实时监测育苗环境的状况，及时发现并处理环境问题，确保育苗过程的顺利进行。参数评估模块能够为育苗过程提供科学的管理依据，通过对育苗环境的参数进行评估和分析，管理员可以更加准确地了解育苗环境的状况，并根据评估结果进行相应的调整和控制，确保育苗过程的顺利进行。

环境控制模块包括：

指令生成单元，用于：

根据温度适宜度评估单元和湿度适宜度评估单元的评估结果生成相应的调节控制指令，调节控制指令包括调节加湿器、调节加热器温度以及开启或关闭通风设备；

指令传输单元，用于：

将生成的调节控制指令传输至环境控制设备，指令传输单元具备与环境控制设备的通信接口；

状态监测单元，用于：

实时监测环境控制设备的状态，设备的状态包括设备是否正常运行、调节效果是否正常，状态监测单元具备与环境控制设备的通信接口，实时接收设备状态反馈数据，并将其传输给调节控制指令生成单元和温度湿度监测单元。

在上述实施例中，通过指令生成单元，环境控制模块能够根据温度适宜度评估单元和湿度适宜度评估单元的评估结果生成相应的调节控制指令，确保环境的温度和湿度调节更加准确和高效，同时环境控制模块能够根据预设的程序或指令生成单元的指令自动调节环境控制设备，实现自动化控制，减少人工干预，提高管理效率。状态监测单元能够实时监测环境控制设备的状态，包括设备是否正常运行、调节效果是否正常等，及时发现并处理设备故障或异常情况，确保环境控制的稳定性和可靠性。

无线通信模块将育苗环境的温度和湿度数据传输至服务器总平台，同时接收服务器总平台的指令，通过服务器总平台的指令，无线通信模块可以实现对环境控制设备的远程控制，能够实时了解环境控制设备的运行状况和调节效果，为后续的环境调整提供决策支持。

服务器总平台将分析后的数据以图表、报告等形式展示给工作人员，工作人员可以通过服务器总平台直接向环境控制模块发送指令，指令包括调节环境控制设备的参数、开关设备，服务器总平台将根据预设的通信协议和安全措施，发送指令给无线通信模块，再由无线通信模块转化为实际的操作或控制指令，使得管理员可以在远程对育苗环境进行监控和调整，从而更加有效地管理育苗过程，实现了对育苗环境的实时监控，还提供了远程控制和自动化调整的可能性，极大地提高了育苗过程的管理效率和灵活性。

为了更好的展现基于物联网的蔬菜幼苗培养加热系统，本实施例现提出基于物联网的蔬菜幼苗培养加热系统的实施方法，包括以下步骤：

步骤一：在蔬菜幼苗培养室内搭设包括加热器、加湿器和通风设备在内的环境控制设备，同时安装包括温度传感器和湿度传感器在内的传感采集设备；

步骤二：传感采集设备实时监测育苗环境的温度和湿度，环境采集模块接收传感采集设备传输的监测数据，参数评估模块根据接收到的监测数据评估育苗环境的温度和湿度状况；

步骤三：环境控制模块根据评估结果生成调节控制指令，环境控制设备根据环境控制模块的指令自动控制加热种植盘1、加热器、加湿器和通风设备从而调节育苗环境的温度和湿度；

步骤四：工作人员通过服务器总平台对蔬菜幼苗培养室内环境进行了解，通过服务器总平台直接向环境控制模块发送指令进行系统控制。

工作原理：在实际应用中，首先通过传感采集设备实时监测育苗环境的温度和湿度，并将监测数据传输至环境采集模块。环境采集模块将接收到的数据传输至参数评估模块，参数评估模块根据接收到的监测数据评估育苗环境的温度和湿度状况，并将评估结果传输至环境控制模块。环境控制模块根据评估结果判断是否需要调节育苗环境的温度和湿度，并将指令传输至环境控制设备。环境控制设备根据指令自动调节育苗环境的温度和湿度。同时，无线通信模块将育苗环境的温度和湿度数据传输至服务器总平台，服务器总平台对数据进行分析和处理，根据分析结果向环境控制模块发送指令。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。