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专利号: 2019106423197
申请人: 湖南科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 农业;林业;畜牧业;狩猎;诱捕;捕鱼
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于云计算技术的灌溉施肥系统,其特征在于,包括数据采集模块、数据分析模块、控制器、信号执行模块、药量分析模块、药量采集模块、加药动作模块、浓度采集模块和信号指示模块;

所述数据采集模块用于实时的采集植株的生长信息,并将其传输至数据分析模块,且生长信息包括植株高度数据、植株长度数据和植株宽度数据;

所述数据分析模块在接收到实时的生长信息后,即开始进行信号分析操作,以得到低喷药信号、高喷药信号、低伸量信号、中伸量信号、高伸量信号、高下角度信号、低上角度信号和双中角度信号,并将其一同经控制器传输至信号执行模块;

所述信号执行模块在接收到实时的高下角度信号、低上角度信号或双中角度信号后,则控制喷洒施肥设备中的电动马达(9)转动,电动马达(9)带动螺纹杆(6)转动,螺纹杆(6)经滑块(7)来带动螺纹套筒(8)运动,螺纹套筒(8)经第二电动推杆(10)、储液罐(12)来带动电动喷嘴(11)运动至预定位置处,同时还控制喷洒施肥设备中的第一电动推杆(3)工作,而第一电动推杆(3)在逐步运动至预定位置处时,将逐步带动伸缩弹簧(13)发生弹性形变,并依据伸缩弹簧(13)的弹力作用来逐步带动储液罐(12)运动,并由储液罐(12)来逐步带动电动喷嘴(11)运动至预定角度处;

所述信号执行模块在接收到实时的低伸量信号、中伸量信号或高伸量信号后,则控制喷洒施肥设备中的第二电动推杆(10)工作,而第二电动推杆(10)在逐步运动至预定位置处时,将由储液罐(12)来带动电动喷嘴(11)运动至预定位置处;

所述信号执行模块在接收到实时的低喷药信号或高喷药信号后,则控制喷洒施肥设备中的电动喷嘴(11)工作,并由电动喷嘴(11)来将储液罐(12)内的药物喷出指定时长;

且信号执行模块还将各植株的药物喷出指定时长传输至药量分析模块;

所述药量采集模块用于实时的采集药物的储量信息,并将其传输至药量分析模块,且储量信息包括药物温度数据和药物余量数据;

所述药量分析模块在接收到实时的各植株的药物喷出指定时长后,则将其与储量信息一同进行加药判定操作,以得到加药信号和恒定信号,并将加药信号传输至加药动作模块,而恒定信号不进行任何传输处理;

所述加药动作模块在接收到实时的加药信号后,即从浓度采集模块中提取与该加药信号相对应的储液罐(12)的内部浓度数据,所述浓度采集模块用于实时的采集储液罐(12)的内部浓度数据,同时还从数据采集模块中提取与该加药信号相对应的植株的生长信息,并一同进行注液处理操作,以得到高注水量信号和低注液量信号、低注水量信号和低注液量信号、低注水量信号和高注液量信号,并一同传输至信号指示模块;

所述信号指示模块则依据实时接收到的高注水量信号和低注液量信号、低注水量信号和低注液量信号、低注水量信号和高注液量信号,来控制第一电磁阀(18)和第二电磁阀(21)开启指定时长。

2.根据权利要求1所述的一种基于云计算技术的灌溉施肥系统,其特征在于,所述信号分析操作的具体步骤如下:

步骤一:获取到实时的生长信息,并将各植株在待喷药前的植株高度数据、植株长度数据和植株宽度数据分别标定为Qi、Wi和Ei,i=1...n,且Qi、Wi和Ei均一一对应;

步骤二:先依据公式qi=Qi*Wi*Ei,i=1...n,来求得各植株在待喷药前的生长围度系数;再依据公式 来求得各植株在待喷药前的维宽系数;最后依据公式 来求得各植株在待喷药前的喷角系数,且qi、wi和ei均

一一对应;

步骤三:在满足qi大于等于预设值a时,生成低喷药信号,反之生成高喷药信号;在满足wi大于等于预设值b且Wi、Ei均大于等于预设值c时,生成低伸量信号,在满足wi小于预设值b且Wi、Ei均小于预设值c时,生成高伸量信号,而在其它情况下,则生成中伸量信号;在满足ei大于等于预设值d且Qi大于等于预设值e时,生成高下角度信号,在满足ei小于预设值d且Qi小于预设值e时,生成低上角度信号,而在其它情况下,则生成双中角度信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于云计算技术的灌溉施肥系统,其特征在于,所述加药判定操作的具体步骤如下:

步骤一:实时获取到该次喷药的各植株的药物喷出指定时长,并将其标定为Ri,i=

1...n,以及实时获取到该次喷药的储量信息,并将与各植株相对应的该次喷药的前三小时的药物温度变化量数据标定为Ti,i=1...n,且将与各植株相对应的该次喷药的药物余量数据标定为Yi,i=1...n,且Ri、Ti和Yi均一一对应;

步骤二:先将Ri、Ti和Yi依次赋予权重值r、t和y,y大于r大于t且r+t+y=1,再依据公式Ui=Ri*r+Ti*t-Yi*y,i=1...n,来求得该次喷药的各植株的药量系数,并在Ui大于等于预设值u时,将与Ui相对应的储液罐(12)生成加药信号,而在其它情况下,则将与Ui相对应的储液罐(12)生成恒定信号。

4.根据权利要求1所述的一种基于云计算技术的灌溉施肥系统,其特征在于,所述注液处理操作的具体步骤如下:

步骤一:获取到与该加药信号相对应的储液罐(12)的内部浓度数据,并将各储液罐(12)的内部浓度数据标定为Pa,a=1...n,同时还获取到与该加药信号相对应的植株的生长信息,并将其中的各植株的植株高度数据、植株长度数据和植株宽度数据分别标定为Sa、Da和Fa,a=1...n,且Pa、与Sa、Da和Fa均一一对应;

步骤二:先依据公式 来

求得与该加药信号相对应的各储液罐(12)的注液系数,s、p分别为各自的修正因子,s小于p且s+p=1,在Ga大于等于预设值g、Pa大于等于预设值f时,将该储液罐(12)生成对应的高注水量信号和低注液量信号,在Ga大于等于预设值g、Pa小于预设值f,以及Ga小于预设值g、Pa大于等于预设值f时,将该储液罐(12)生成对应的低注水量信号和低注液量信号,在Ga小于预设值g、Pa小于预设值f时,将该储液罐(12)生成对应的低注水量信号和高注液量信号。

5.根据权利要求1所述的一种基于云计算技术的灌溉施肥系统,其特征在于,所述喷洒施肥设备由横杆(1)、限位块(2)、第一电动推杆(3)、竖板(4)、滑槽(5)、螺纹杆(6)、滑块(7)、螺纹套筒(8)、电动马达(9)、第二电动推杆(10)、电动喷嘴(11)、储液罐(12)、伸缩弹簧(13)、浓度传感器(14)、液位传感器(15)、温度传感器(16)、距离传感器(17)、第一电磁阀(18)、导液管(19)、导水管(20)和第二电磁阀(21)组成;

所述横杆(1)的底部均匀嵌入有竖板(4),所述竖板(4)的一侧中心处开设有滑槽(5),所述滑槽(5)的内部安装有滑块(7),所述滑块(7)的一侧通过螺栓固定有螺纹套筒(8),所述竖板(4)靠近底端的一侧通过螺栓固定有电动马达(9),所述电动马达(9)的一侧通过联轴器活动连接有螺纹杆(6),且螺纹杆(6)穿过螺纹套筒(8)并与其互为螺纹活动连接,所述螺纹杆(6)的一端通过点焊固定有限位块(2);

所述螺纹套筒(8)的一侧通过螺栓固定有第二电动推杆(10),所述第二电动推杆(10)的一端通过铰链活动连接有储液罐(12),所述储液罐(12)的一侧安装有电动喷嘴(11),所述储液罐(12)的顶部中心处通过点焊固定有伸缩弹簧(13),且伸缩弹簧(13)的一端与横板(1)的底部之间通过点焊固定有第一电动推杆(3);

所述储液罐(12)的底部内壁分别嵌入有浓度传感器(14)和液位传感器(15),所述储液罐(12)的一侧分别嵌入有温度传感器(16)和距离传感器(17),所述储液罐(12)的顶部一侧分别安装有导液管(19)和导水管(20),且导液管(19)的一侧设置有第一电磁阀(18),且导水管(20)的一侧设置有第二电磁阀(21),所述导液管(19)和导水管(20)分别与外部存液槽和存水槽相连接,所述第一电动推杆(3)、电动马达(9)、第二电动推杆(10)、电动喷嘴(11)、第一电磁阀(18)和第二电磁阀(21)均与外部电源电性连接。