一种基于大数据的温室大棚智能管理系统

技术领域

本发明涉及温室大棚管理技术领域，尤其涉及一种基于大数据的温室大棚智能管理系统。

背景技术

近年来，随着通信技术、计算机技术和传感器技术的不断发展，结合三种技术优势发展起来的物联网技术日益成熟。伴随着国家对“三农”问题的日益重视，加快发展农业物联网，推动信息化、农业现代化的深度融合，成为现代农业发展的新趋势，温室大棚种植业作为农业领域的重要部分，对物联网技术的应用需求也逐渐增强。现有的温室大棚种植仍然存在一些问题：一方面，大棚种植人员由于不具备专业化的知识，针对植株生长中可能出现的病症不能对症下药，经常需要邀请外地专家现场观察、对症下药，这无疑耽误了人员的时间，影响了植株病症的治疗效率；再者，当前大棚种植趋向于大面积、多棚户种植，但在现有大棚种植过程中，精细化、自动化种植程度较低，且工作量大、效率低。

经检索，中国专利申请号为CN201810496976.0的专利，公开了一种温室大棚用智能辅助控制系统，包括用于控制整个系统的单片机；用于采集大棚内部参数指标的数据收集模块；用于对参数指标分析整理的数据分析模块；用于存储农业种植大数据的云端数据模块；用于大棚内部参数指标调节的数据调控模块；用于监控、管理、发送确认信号的用户管理平台；所述数据收集模块与数据分析模块电性连接，数据分析模块与单片机电性连接，云端数据模块通过互联网与单片机连接，所述用户管理平台通过无线传输模块与单片机连接。上述专利中的温室大棚用智能辅助控制系统存在以下不足：不能切实进行安防监控，温室大棚被人为破坏的现象时有发生。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于大数据的温室大棚智能管理系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于大数据的温室大棚智能管理系统，包括控制单元、信息库、安防识别单元、环境监测单元、环境调配单元和特征采集单元，所述信息库与控制单元通信连接；所述安防识别单元与控制单元通信连接；所述环境监测单元的信号输出端与控制单元通信连接；所述环境调配单元的开关控制端与控制单元通信连接；所述特征采集单元与信息库通信连接。

优选地：所述信息库为存储大棚内环境标准参数、种植的植被标准参数和大棚工作人员信息的模块，环境标准参数包括大棚内气体、温湿度信息；植被信息包括植被生长环节的需求参数、颜色变化及防害事项；工作人员信息包括指纹、面容、有效身份ID号及声音的信息。

优选地：所述安防识别单元包括安防门、出入验证密码、报警器及棚内/棚外摄像头。

优选地：所述环境监测单元为监测大棚内的环境变化的模块，环境监测单元包括但不限于二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器；环境调配单元为根据大棚内的环境变化，调节对应的环境参数模块，环境调配单元包括但不限于设置于棚外的太阳能吸热组件、二氧化碳气体补充组件、室内加热组件、设置于棚内的喷雾组件及灭火器，太阳能吸热组件为系统提供电力支撑。

优选地：所述特征采集单元包括全方位拍摄器和录入模块，全方位拍摄器为生长期间出现异常的植被进行全方位拍摄采集图像；录入模块为根据采集图像填写异常植被的特征信息及有效治疗信息；特征信息包括植被名称、出现异常的成长周期、异常状态、植被颜色、植被大小、植被生长周边环境。

优选地：所述智能管理系统还包括区域监测单元和区域补偿单元，所述区域监测单元的信号输出端与控制单元通信连接；所述区域补偿单元的开关控制端与控制单元通信连接。

优选地：所述区域监测单元为监测大棚内划分的各个种植区域内植被详细信息的模块，区域监测单元包括但不限于土壤水分传感器、光照强度传感器和土壤pH传感器。

优选地：所述区域补偿单元为根据种植区域内植被的生长需求变化，调控相应补偿组件的模块，区域补偿单元包括但不限于灭虫灯、浇灌组件、补光组件，灭虫灯用于对种植区域内植被进行灭虫处理。

本发明的有益效果为：

1.本发明棚内/棚外摄像头实时监测棚内/棚外的场景，并自动存储，便于后期查找有效信息，作业人员进出入大棚时，需输入出入验证密码，识别成功后，控制单元控制连接安防门启动，便于作业人员进出大棚，有效避免非大棚作业人员进出大棚，提高大棚的安全防护。

2.本发明利用环境监测单元实时检测大棚内植被生长的环境条件，环境调配单元调节对应补充组件，使得棚内环境参数至设定值范围，降低种植植被的损失率。

3.本发明通过特征采集单元采集出现异常问题的植被信息，并连同录入的治疗信息，发送至信息库内存储，便于后期为同类别植被提供快速治疗依据，有效的缩短同类植被的后期治疗时间。

4.本发明大棚内划分有各个种植区域，各区域内均设置区域监测单元，利用区域监测单元检测种植区域内植被生长需求条件，区域补偿单元调节使得种植区域内植被的生长需求参数至设定值范围，具体监测不同植被的生长情况，满足不同植被的生长需求，提高植被生长质量。

5.本发明利用灭虫灯对种植区域内植被进行灭虫处理，降低影响植被生长的害虫出现，实现了对温室大棚的精细化、自动化管理，节约人力。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于大数据的温室大棚智能管理系统的实施例1流程示意图；

图2为本发明提出的一种基于大数据的温室大棚智能管理系统的实施例2流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

实施例1：

一种基于大数据的温室大棚智能管理系统，如图1所示，包括控制单元、信息库、安防识别单元、环境监测单元、环境调配单元和特征采集单元，所述信息库与控制单元通信连接；所述安防识别单元与控制单元通信连接；所述环境监测单元的信号输出端与控制单元通信连接；所述环境调配单元的开关控制端与控制单元通信连接；所述特征采集单元与信息库通信连接。

所述信息库为存储大棚内环境标准参数、种植的植被标准参数和大棚工作人员信息的模块，环境标准参数包括大棚内气体、温湿度等信息；植被信息包括植被生长环节的需求参数、颜色变化及防害事项等；工作人员信息包括指纹、面容、有效身份ID号及声音的信息。

所述安防识别单元包括安防门、出入验证密码、报警器及棚内/棚外摄像头，使用时，棚内/棚外摄像头实时监测棚内/棚外的场景，并自动存储，便于后期查找有效信息，作业人员进出入大棚时，需输入出入验证密码，识别成功后，控制单元控制连接安防门启动，便于作业人员进出大棚，有效避免非大棚作业人员进出大棚，提高大棚的安全防护。

所述环境监测单元为监测大棚内的环境变化的模块，环境监测单元包括但不限于二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器，二氧化碳浓度传感器的型号为BM3000-CO2，温度传感器的型号为WRM-101系列，湿度传感器的型号为BYTATS-2系列，烟雾传感器的型号为JTY-GD-S836，用于实时检测大棚内二氧化碳、温湿度及烟雾情况，若某一检测数据大于或低于设定值范围，则发送信号至控制单元，便于实时监测棚内的环境变化信息，降低种植植被的损失率。

所述环境调配单元为根据大棚内的环境变化，调节对应的环境参数模块，环境调配单元包括但不限于设置于棚外的太阳能吸热组件、二氧化碳气体补充组件、室内加热组件、设置于棚内的喷雾组件及灭火器，太阳能吸热组件为系统提供电力支撑，当检测棚内环境温湿度、二氧化碳及烟雾浓度等大于或低于安全设定值的范围时，控制单元控制环境调配单元启动，调节对应补充组件，使得棚内环境参数至设定值范围。

所述特征采集单元包括全方位拍摄器和录入模块，全方位拍摄器为生长期间出现异常的植被进行全方位拍摄采集图像；录入模块为根据采集图像填写异常植被的特征信息及有效治疗信息，通过特征采集单元采集出现异常问题的植被信息，并连同录入的治疗信息，发送至信息库内存储，便于后期为同类别植被提供快速治疗依据。

进一步的，所述特征信息包括植被名称、出现异常的成长周期、异常状态、植被颜色、植被大小、植被生长周边环境等。

本实施例在使用时，信息库存储大棚内环境标准参数、种植的植被标准参数和大棚工作人员信息，为智能管理系统提供标准参数依据，使用时，棚内/棚外摄像头实时监测棚内/棚外的场景，并自动存储，便于后期查找有效信息，作业人员进出入大棚时，需输入出入验证密码，识别成功后，控制单元控制连接安防门启动，避免非大棚作业人员进出大棚，环境监测单元用于实时检测大棚内二氧化碳、温湿度及烟雾情况等环境条件，若某一检测数据大于或低于设定值范围，则发送信号至控制单元，控制单元控制环境调配单元启动，调节对应补充组件，如二氧化碳气体补充组件、室内加热组件、设置于棚内的喷雾组件及灭火器，使得棚内环境参数至设定值范围，通过特征采集单元采集出现异常问题的植被信息，并连同录入的治疗信息，发送至信息库内存储，便于后期为同类别植被提供快速治疗依据。

实施例2：

一种基于大数据的温室大棚智能管理系统，如图2所示，所述智能管理系统还包括区域监测单元和区域补偿单元，所述区域监测单元的信号输出端与控制单元通信连接；所述区域补偿单元的开关控制端与控制单元通信连接。

所述区域监测单元为监测大棚内划分的各个种植区域内植被详细信息的模块，区域监测单元包括但不限于土壤水分传感器、光照强度传感器和土壤pH传感器，土壤水分传感器的型号为NHSF48，光照强度传感器的型号为JY-ST-102，土壤pH传感器的型号为HAD-TPH，用于实时检测各个种植区域内植被生长需求的土壤水分、植被光照强度、土壤的酸碱度等信息，若区域内某一检测数据不在设定值范围，则发送信号至控制单元，便于实时监测区域内的植被生长需求信息，提高植被的成长质量，其中，若土壤的酸碱度不在设定值范围，传递信号至控制单元，其控制安防识别单元中的报警器启动，对人们进行警示。

所述区域补偿单元为根据种植区域内植被的生长需求变化，调控相应补偿组件的模块，区域补偿单元包括但不限于灭虫灯、浇灌组件、补光组件，灭虫灯用于对种植区域内植被进行灭虫处理，降低影响植被生长的害虫出现；当检测到区域内某一项参数大于或低于设定值范围时，控制单元控制区域补偿单元启动，调节对应补偿组件，使得种植区域内植被的生长需求参数至设定值范围。

本实施例在使用时，信息库存储大棚内环境标准参数、种植的植被标准参数和大棚工作人员信息，为智能管理系统提供标准参数依据，使用时，棚内/棚外摄像头实时监测棚内/棚外的场景，并自动存储，便于后期查找有效信息，作业人员进出入大棚时，需输入出入验证密码，识别成功后，控制单元控制连接安防门启动，避免非大棚作业人员进出大棚，环境监测单元用于实时检测大棚内二氧化碳、温湿度及烟雾情况等环境条件，若某一检测数据大于或低于设定值范围，则发送信号至控制单元，控制单元控制环境调配单元启动，调节对应补充组件，如二氧化碳气体补充组件、室内加热组件、设置于棚内的喷雾组件及灭火器，使得棚内环境参数至设定值范围，大棚内划分有各个种植区域，各区域内均设置区域监测单元，区域监测单元用于实时检测种植区域内植被生长需求的土壤水分、植被光照强度、土壤的酸碱度等信息，若区域内某一检测数据不在设定值范围，则发送信号至控制单元，控制单元控制区域补偿单元启动，调节对应补偿组件，如浇灌组件、补光组件，使得种植区域内植被的生长需求参数至设定值范围，其中，若土壤的酸碱度不在设定值范围，传递信号至控制单元，其控制安防识别单元中的报警器启动，对人们进行警示，灭虫灯对种植区域内植被进行灭虫处理，降低影响植被生长的害虫出现，通过特征采集单元采集出现异常问题的植被信息，并连同录入的治疗信息，发送至信息库内存储，便于后期为同类别植被提供快速治疗依据。

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揭露的技术范围内，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。