一种数字化果树种植管理系统的制作方法

1.本发明涉及果树种植管理技术领域，更具体地涉及一种数字化果树种植管理系统。


背景技术：

2.沃柑属于春桔，是晚熟型的杂柑品种，此品种具有长势旺盛，冬季果实落地少，挂果能力强，挂果采收期长的特点，从成熟期的1-2月份可以采收上市，最长可以到5月份之间均可采收，且由于其在3月前后上市，能够与其他品种错开上市，因此价格好，销量高，具有较好的市场；
3.果树在进行种植管理时，首先需要对果树的水分进行把控，果树营养的传递，叶片的蒸腾都需要足够的水分来保证，其次需要对果树进行施肥，如果土壤中的营养不足时，此时土地贫瘠会对果树的产量造成较大的影响，最后需要对虫害进行防护，防止害虫啃食果实，而造成果实无法出售的问题，但是传统的果树种植管理系统存在以下问题：
4.传统进行果树种植管理时，一般对种植的土壤进行检测，对果树生长时的养分以及水分进行检测，但是仅通过土壤检测的方式，无法对养分以及水分进行精准检测，如空气较为干燥时，此时土壤中存在足够的水分，但是也会在短时间内蒸发掉，因此其会快速出现缺水的情况，又或者土壤中进行检测位置的养分虽然足够，但是其深入若是养分不足，则也无法保证果树进行充足的生长，因此亟须一种用于沃柑果树的种植管理系统。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施条例提供一种数字化果树种植管理系统，以解决背景技术中所提出的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数字化果树种植管理系统，包括采集单元、处理单元、分析单元、中控单元、警报单元、灌溉单元、调整单元、养分单元以及施肥单元，所述采集单元用于采集沃柑果树的生长环境信息数据，所述处理单元将采集单元所采集的数据进行处理，所述分析单元接收处理单元处理后的数据并计算出水分值m，所述中控单元接收水分值m以及土壤水分信息数据tr与阈值进行对比后向警报单元与灌溉单元发送指令，所述警报单元接收中控单元所发送的指令并到沃柑果树种植区域进行检测，所述灌溉单元接收中控单元所发送的指令并进行灌溉，所述养分单元用于检测沃柑果树生长的土壤养分信息，所述施肥单元用于检测沃柑果树的土壤施肥；
7.所述采集单元包括水分采集模块、湿度采集模块以及温度采集模块，所述水分采集模块采集果树土壤内的水分信息，所述湿度采集模块采集地面上的湿度信息以及叶片处的湿度信息，所述温度采集模块采集地面上的温度信息，且采集单元将采集到的数据发送给处理单元。
8.在一个优选的实施方式中，所述处理单元接收果树土壤内的水分信息并转化为土壤水分信息数据tr，所述处理单元接收地面上的湿度信息以及叶片处的湿度信息，并转化
为地面湿度信息dm与叶片湿度信息yp，且处理单元将地面湿度信息dm与叶片湿度信息yp进行平均处理，并生成为湿度信息sd，所述分析单元将地面上的温度信息转化为温度信息wd，所述处理单元将转化的数据发送给分析单元。
9.在一个优选的实施方式中，所述分析单元接收土壤水分信息数据tr、湿度信息sd以及温度信息wd并进行关联处理，并生成水分值m，其关联处理公式为m＝[ηwd(k2tr2+k1sd2)]sgn(tr-sd)，式中m为水分值，sgn为取整函数，k1与k2均为权重，且0≤k1≤1，0≤k2≤1，k1+k2＝1，η为土壤水分与空气湿度之间的相关系数，当水分值m为零时，所述分析单元将土壤水分信息数据tr发送给中控单元，当水分值m不为零时，所述分析单元将土壤水分信息数据tr发送给中控单元。
[0010]
在一个优选的实施方式中，所述中控单元接收水分值m以及土壤水分信息数据tr，水分值m与中控单元内的第一预警阈值y1以及第一补充阈值b1进行对比，且预警阈值y1大于补充阈值y2，当水分值m大于预警阈值y1时，此时中控单元不进行处理，当水分值m小于等于预警阈值y1且大于补充阈值y2时，此时中控单元发送警报指令给警报单元，当水分值m小于等于补充阈值y2时，此时中控单元发送给补充指令给灌溉单元，土壤水分信息数据tr与第二预警阈值y2以及第一补充阈值b2进行对比，土壤水分信息数据tr大于第二预警阈值y2时，此时中控单元不进行处理，当土壤水分信息数据tr小于等于第二预警阈值y2且大于第二补充阈值b2时，此时中控单元发送警报指令给警报单元，当土壤水分信息数据tr小于等于第二补充阈值b2时，此时中控单元发送给补充指令给灌溉单元。
[0011]
在一个优选的实施方式中，所述警报单元接收警报指令并安排工作人员在沃柑果树种植区域进行检测，且工作人员可发送给补充指令以及解除指令给中控单元，所述中控单元接收补充指令后，控制灌溉单元进行灌溉处理并进行次数统计，所述中控单元接收解除指令并进行次数统计，所述灌溉单元接收补充指令进行灌溉处理。
[0012]
在一个优选的实施方式中，所述中控单元记录解除指令的次数以及补充指令的次数，且将次数信息发送给调整单元，所述调整单元接收解除指令的次数以及补充指令的次数并计算其占比，当解除指令次数为总次数的40％及以下时，此时调整单元将分析单元所发送的数据降低1％后再进行发送，且解除指令次数为总次数的60％及以上时，此时调整单元将分析单元所发送的数据提高1％后再进行发送。
[0013]
在一个优选的实施方式中，所述调整单元进行解除指令的次数以及补充指令的次数计算时，其采用最近的二十次进行计算，当计算次数不足二十次时，此时不进行数据计算。
[0014]
在一个优选的实施方式中，述养分单元包括前期模块以及实时模块，所述前期模块采集沃柑果树在进行采集后的土壤养分信息，所述实时模块采集果树生长时的土壤养分信息，所述实时模块所采集的土壤养分信息低于标准养分信息时，此时养分单元发送施肥指令给中控单元，所述中控单元控制施肥单元进行施肥工作。
[0015]
在一个优选的实施方式中，所述前期模块采集沃柑果树在进行果实采摘后的土壤养分信息，所述前期模块在沃柑果树果实采摘后的一个月后进行土壤养分信息采集，且所述前期模块所采集到的土壤养分信息低于标准信息时，此时养分单元会向中控单元发送施肥指令。
[0016]
本发明的技术效果和优点：
[0017]
1、本发明通过设有采集单元，采集果树土壤内的水分信息、采集地面上的湿度信息、叶片处的湿度信息以及地面上的温度信息，所采集到的数据更加全面，避免采集数据较少时，无法进行准确判断的问题，对果树后续的生长状态进行预测，保证沃柑果树在不同的环境内仍能良好地生长，避免其出现突然缺水的问题，保证其能够进行长时间的健康生长；
[0018]
2、本发明将土壤水分信息数据tr、湿度信息sd以及温度信息wd进行关联计算，进而得出最终的水分值m，本技术将三种因素均进行考虑，本技术所计算出的水分值能够准确的表达沃柑果树对水分的需求程度，且通过水分值m与土壤水分信息数据tr保证本技术能够顺利运行；
[0019]
3、本发明通过设有养分单元，养分单元内的实时模块对果树生长时的土壤养分进行实时采集，当土壤养分不足时，及时进行补充，养分单元内的前期模块对果实采摘后的沃柑果树土壤养分进行采集，因此保证沃柑果树有足够的养分进行休养，防止沃柑果树出现养分不足而死亡的情况。
附图说明
[0020]
图1为本发明的整体系统组成示意图。
具体实施方式
[0021]
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种数字化果树种植管理系统并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
[0022]
参照图1，本发明提供了一种数字化果树种植管理系统，包括采集单元、处理单元、分析单元、中控单元、警报单元、灌溉单元、调整单元、养分单元以及施肥单元，采集单元用于采集沃柑果树的生长环境信息数据，处理单元将采集单元所采集的数据进行处理，分析单元接收处理单元处理后的数据并计算出水分值m，中控单元接收水分值m以及土壤水分信息数据tr与阈值进行对比后向警报单元与灌溉单元发送指令，警报单元接收中控单元所发送的指令并到沃柑果树种植区域进行检测，灌溉单元接收中控单元所发送的指令并进行灌溉，养分单元用于检测沃柑果树生长的土壤养分信息，施肥单元用于检测沃柑果树的土壤施肥；
[0023]
采集单元包括水分采集模块、湿度采集模块以及温度采集模块，水分采集模块采集果树土壤内的水分信息，湿度采集模块采集地面上的湿度信息以及叶片处的湿度信息，温度采集模块采集地面上的温度信息，且采集单元将采集到的数据发送给处理单元。
[0024]
本技术实施例中，采集单元所采集的数据为果树土壤内的水分信息、采集地面上的湿度信息、叶片处的湿度信息以及地面上的温度信息，因此本技术所采集到的数据更加全面，避免采集数据较少时，无法进行准确判断的问题，本技术对土壤内以及地面上的数据均进行采集，从而对果树现在的生长状态以及后续的生长状态进行预测，进行及时进行处理，保证沃柑果树在不同的环境内仍能良好地生长，并且可以避免其出现突然缺水的问题，保证其能够进行长时间的健康生长。
[0025]
进一步的，处理单元接收果树土壤内的水分信息并转化为土壤水分信息数据tr，
处理单元接收地面上的湿度信息以及叶片处的湿度信息，并转化为地面湿度信息dm与叶片湿度信息yp，且处理单元将地面湿度信息dm与叶片湿度信息yp进行平均处理，并生成为湿度信息sd，分析单元将地面上的温度信息转化为温度信息wd，处理单元将转化的数据发送给分析单元，本技术的处理单元将地面湿度信息dm与叶片湿度信息yp进行平均处理，并生成为湿度信息sd，此时对果树上方的湿度信息进行精确的掌控，且本技术最终采用一个湿度信息sd代替地面湿度信息dm与叶片湿度信息yp两个湿度信息，进行最终的计算时更加快速，继而提高系统整体的运行速度，便于对多区且大片的果树进行同时管理，进而使得本技术更具有实用性。
[0026]
进一步的，分析单元接收土壤水分信息数据tr、湿度信息sd以及温度信息wd并进行关联处理，关联处理公式为m＝[ηwd(k2tr2+k1sd2)]sgn(tr-sd)，式中m为水分值，sgn为取整函数，k1与k2均为权重，且0≤k1≤1，0≤k2≤1，k1+k2＝1，η为土壤水分与空气湿度之间的相关系数，当水分值m为零时，分析单元将土壤水分信息数据tr发送给中控单元，当水分值m不为零时，分析单元将土壤水分信息数据tr发送给中控单元。
[0027]
本技术实施例中，本技术将土壤水分信息数据tr、湿度信息sd以及温度信息wd进行关联计算，进而得出最终的水分值m，本技术将三种因素均进行考虑，当空气中的湿度较大时，此时土壤中水分水不足时，仍可暂时无需担心缺水的问题，而当土壤中的水分较多，而空气中的湿度较低且温度较高时，此时水分会中土壤中快速蒸发，需要进行水分补充，从而保证沃柑果树健康生长，因此本技术所计算出的水分值能够准确的表达沃柑果树对水分的需求程度，sgn为取整函数，输入正数时，其输出为1，输入负数时，其输出为-1，输入，0时，其输出为0，当土壤水分信息数据tr与湿度信息sd一致时，则表示此时土壤中的水分信息受到空气的影响较小，此时直接采用土壤水分信息数据tr进行计算即可，保证本技术能够顺利运行。
[0028]
进一步的，中控单元接收水分值m以及土壤水分信息数据tr，水分值m与中控单元内的第一预警阈值y1以及第一补充阈值b1进行对比，且预警阈值y1大于补充阈值y2，当水分值m大于预警阈值y1时，此时中控单元不进行处理，当水分值m小于等于预警阈值y1且大于补充阈值y2时，此时中控单元发送警报指令给警报单元，当水分值m小于等于补充阈值y2时，此时中控单元发送给补充指令给灌溉单元，土壤水分信息数据tr与第二预警阈值y2以及第一补充阈值b2进行对比，土壤水分信息数据tr大于第二预警阈值y2时，此时中控单元不进行处理，当土壤水分信息数据tr小于等于第二预警阈值y2且大于第二补充阈值b2时，此时中控单元发送警报指令给警报单元，当土壤水分信息数据tr小于等于第二补充阈值b2时，此时中控单元发送给补充指令给灌溉单元，警报单元接收警报指令并安排工作人员在沃柑果树种植区域进行检测，且工作人员可发送给补充指令以及解除指令给中控单元，中控单元接收补充指令后，控制灌溉单元进行灌溉处理并进行次数统计，中控单元接收解除指令并进行次数统计，灌溉单元接收补充指令进行灌溉处理。
[0029]
本技术实施例中，设置有预警阈值y1以及补充阈值y2，当水分值m以及土壤水分信息数据tr低于预警阈值y1时，则表示此时存在水分较低的风险，因此需要进行现场查看，从而判断其是否需要进行水分补充，并且工作人员的观察结果需要返回到中控单元内，便于中控单元进行统一调配，而当分值m以及土壤水分信息数据tr低于补充阈值y2，表示此时的沃柑果树已经存在缺水的现象，因此及时进行补救，此时灌溉单元进行灌溉，解决果树缺水
的问题。
[0030]
进一步的，中控单元记录解除指令的次数以及补充指令的次数，且将次数信息发送给调整单元，调整单元接收解除指令的次数以及补充指令的次数并计算其占比，当解除指令次数为总次数的40％及以下时，此时调整单元将分析单元所发送的数据降低1％后再进行发送，且解除指令次数为总次数的60％及以上时，此时调整单元将分析单元所发送的数据提高1％后再进行发送，调整单元记录解除指令的次数以及补充指令的次数，当解除指令次数为总次数的40％及以下时，此时大部分情况下需要进行水分补充，因此进行警报时，容易出现缺水情况，依次将分析单元所发送的数据降低，保证其更早的触发预警阈值y1，而解除指令次数为总次数的60％及以上时，表示此时大部分为不缺水的情况，因此将分析单元所发送的数据提高，减少其触发预警阈值y1，因此进行调整后，使得预警阈值y1被触发时，缺不缺水的情况接近50％，进行预警时，存在缺水的情况，也存在不缺水的情况，而非进行预警后，已经能够对果树的情况进行预测，此时会降低工作人员工作时的警惕心，并且此时缺水也是轻度缺水，不会对果树的成长造成较大影响，及时进行水分补充，果树仍可进行正常生长。
[0031]
进一步的，调整单元进行解除指令的次数以及补充指令的次数计算时，其采用最近的二十次进行计算，当计算次数不足二十次时，此时不进行数据计算，调整单元采用最近的二十次进行计算，保证前期的计算结果不会对后期的结果造成偏差，并且当次数不足时，无需进行计算，避免少量计算时，会引入较大的误差，因此本技术的调整单元能够对水分值m以及土壤水分信息数据tr进行不断调整，保证其在触发预警阈值y1以及补充阈值y2时的准确性。
[0032]
进一步的，养分单元包括前期模块以及实时模块，前期模块采集沃柑果树在进行采集后的土壤养分信息，实时模块采集果树生长时的土壤养分信息，实时模块所采集的土壤养分信息低于标准养分信息时，此时养分单元发送施肥指令给中控单元，中控单元控制施肥单元进行施肥工作，前期模块采集沃柑果树在进行果实采摘后的土壤养分信息，前期模块在沃柑果树果实采摘后的一个月后进行土壤养分信息采集，且前期模块所采集到的土壤养分信息低于标准信息时，此时养分单元会向中控单元发送施肥指令。
[0033]
本技术实施例中，养分单元包括前期模块以及实时模块，实时模块对果树生长时的土壤养分进行实时采集，当土壤养分不足时，及时进行补充，保证沃柑果树的健康成长，而前期模块对果实采摘后的沃柑果树土壤养分进行采集，因此保证沃柑果树有足够的养分进行休养，防止沃柑果树出现养分不足而死亡的情况，进而保证沃柑果树可进行长期生长。
[0034]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
[0035]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0036]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个
网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0037]
另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0038]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
[0039]
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种数字化果树种植管理系统，其特征在于：包括采集单元、处理单元、分析单元、中控单元、警报单元、灌溉单元、调整单元、养分单元以及施肥单元，所述采集单元用于采集沃柑果树的生长环境信息数据，所述处理单元将采集单元所采集的数据进行处理，所述分析单元接收处理单元处理后的数据并计算出水分值m，所述中控单元接收水分值m以及土壤水分信息数据tr与阈值进行对比后向警报单元与灌溉单元发送指令，所述警报单元接收中控单元所发送的指令并到沃柑果树种植区域进行检测，所述灌溉单元接收中控单元所发送的指令并进行灌溉，所述养分单元用于检测沃柑果树生长的土壤养分信息，所述施肥单元用于检测沃柑果树的土壤施肥；所述采集单元包括水分采集模块、湿度采集模块以及温度采集模块，所述水分采集模块采集果树土壤内的水分信息，所述湿度采集模块采集地面上的湿度信息以及叶片处的湿度信息，所述温度采集模块采集地面上的温度信息，且采集单元将采集到的数据发送给处理单元。2.根据权利要求1所述的一种数字化果树种植管理系统，其特征在于：所述处理单元接收果树土壤内的水分信息并转化为土壤水分信息数据tr，所述处理单元接收地面上的湿度信息以及叶片处的湿度信息，并转化为地面湿度信息dm与叶片湿度信息yp，且处理单元将地面湿度信息dm与叶片湿度信息yp进行平均处理，并生成为湿度信息sd，所述分析单元将地面上的温度信息转化为温度信息wd，所述处理单元将转化的数据发送给分析单元。3.根据权利要求1所述的一种数字化果树种植管理系统，其特征在于：所述分析单元接收土壤水分信息数据tr、湿度信息sd以及温度信息wd并进行关联处理，其关联处理公式为m＝[ηwd(k2tr2+k1sd2)]sgn(tr-sd)，式中m为水分值，sgn为取整函数，k1与k2均为权重，且0≤k1≤1，0≤k2≤1，k1+k2＝1，η为土壤水分与空气湿度之间的相关系数，当水分值m为零时，所述分析单元将土壤水分信息数据tr发送给中控单元，当水分值m不为零时，所述分析单元将土壤水分信息数据tr发送给中控单元。4.根据权利要求3所述的一种数字化果树种植管理系统，其特征在于：所述中控单元接收水分值m以及土壤水分信息数据tr，水分值m与中控单元内的第一预警阈值y1以及第一补充阈值b1进行对比，且预警阈值y1大于补充阈值y2，当水分值m大于预警阈值y1时，此时中控单元不进行处理，当水分值m小于等于预警阈值y1且大于补充阈值y2时，此时中控单元发送警报指令给警报单元，当水分值m小于等于补充阈值y2时，此时中控单元发送给补充指令给灌溉单元，土壤水分信息数据tr与第二预警阈值y2以及第一补充阈值b2进行对比，土壤水分信息数据tr大于第二预警阈值y2时，此时中控单元不进行处理，当土壤水分信息数据tr小于等于第二预警阈值y2且大于第二补充阈值b2时，此时中控单元发送警报指令给警报单元，当土壤水分信息数据tr小于等于第二补充阈值b2时，此时中控单元发送给补充指令给灌溉单元。5.根据权利要求4所述的一种数字化果树种植管理系统，其特征在于：所述警报单元接收警报指令并安排工作人员在沃柑果树种植区域进行检测，且工作人员可发送给补充指令以及解除指令给中控单元，所述中控单元接收补充指令后，控制灌溉单元进行灌溉处理并进行次数统计，所述中控单元接收解除指令并进行次数统计，所述灌溉单元接收补充指令进行灌溉处理。6.根据权利要求5所述的一种数字化果树种植管理系统，其特征在于：所述中控单元记
录解除指令的次数以及补充指令的次数，且将次数信息发送给调整单元，所述调整单元接收解除指令的次数以及补充指令的次数并计算其占比，当解除指令次数为总次数的40％及以下时，此时调整单元将分析单元所发送的数据降低1％后再进行发送，且解除指令次数为总次数的60％及以上时，此时调整单元将分析单元所发送的数据提高1％后再进行发送。7.根据权利要求6所述的一种数字化果树种植管理系统，其特征在于：所述调整单元进行解除指令的次数以及补充指令的次数计算时，其采用最近的二十次进行计算，当计算次数不足二十次时，此时不进行数据计算。8.根据权利要求1所述的一种数字化果树种植管理系统，其特征在于：所述养分单元包括前期模块以及实时模块，所述前期模块采集沃柑果树在进行采集后的土壤养分信息，所述实时模块采集果树生长时的土壤养分信息，所述实时模块所采集的土壤养分信息低于标准养分信息时，此时养分单元发送施肥指令给中控单元，所述中控单元控制施肥单元进行施肥工作。9.根据权利要求8所述的一种数字化果树种植管理系统，其特征在于：所述前期模块采集沃柑果树在进行果实采摘后的土壤养分信息，所述前期模块在沃柑果树果实采摘后的一个月后进行土壤养分信息采集，且所述前期模块所采集到的土壤养分信息低于标准信息时，此时养分单元会向中控单元发送施肥指令。

技术总结
本发明涉及果树种植管理技术领域，且公开了一种数字化果树种植管理系统，包括采集单元、处理单元、分析单元、中控单元、警报单元、灌溉单元、调整单元、养分单元以及施肥单元，所述采集单元用于采集沃柑果树的生长环境信息数据，所述处理单元将采集单元所采集的数据进行处理，所述分析单元接收处理单元处理后的数据并计算出水分值M；本发明通过设有采集单元，采集果树土壤内的水分信息、采集地面上的湿度信息、叶片处的湿度信息以及地面上的温度信息，所采集到的数据更加全面，避免采集数据较少时，无法进行准确判断的问题，对果树后续的生长状态进行预测，保证沃柑果树在不同的环境内仍能良好地生长，避免其出现突然缺水的问题。避免其出现突然缺水的问题。避免其出现突然缺水的问题。


技术研发人员：纪素峰 纪素平 罗华福 陆厚业 陈浩生 陈华娟
受保护的技术使用者：广西旗鸣信息科技有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/9/16