一种火龙果种植参数采集系统的制作方法

1.本发明涉及一种火龙果种植参数采集系统。


背景技术：

2.火龙果是贵州特色经济作物之一，近几年来，随着果园种植管理技术含量的提升，火龙果产量和品质跟国内的火龙果主产区(例如，广西、海南等地)还有很大差距。为此，火龙果提质增效成为全省近几年来亟需攻克的技术难题。目前，贵州针对火龙果提质增效主要基于人工测定果园土壤环境数据(包括：n、p、k、ph、电导率、有机矿物元素，温湿度等)，而后综合相关农学、统计学等知识，并借助相关数据分析软件(如excel、spass等)构建集成一套提质增效模型用于指导火龙果园生产管理。由于所测参数多，测定周期长、数据量大、人工分析流程专业要求高，导致建模成本高昂。然而，为了减少建模成本，多数土肥专家普遍根据相关研究经验，设定土壤环境中相关参数的采集周期(一般3天为一个采集周期或连续一个周采集)，采集参数量少，加之，土壤环境复杂，其变化规律难以实时掌握，所建模型与实际变化规律差异比较大。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供了一种火龙果种植参数采集系统，该火龙果种植参数采集系统能够有效针对火龙果生长特性和种植特性，准确为火龙果种植的提质增效模型构建提供的科学数据。
4.本发明通过以下技术方案得以实现。
5.本发明提供的一种火龙果种植参数采集系统，包括近端汇聚平台；所述近端汇聚平台通过区域总线连接十个以上传感器，传感器在果园的任一种植区域中以“v”字形分布安装。
6.所述近端汇聚平台连接十六个传感器。
7.所述传感器为土壤温湿度传感器和/或土壤npk传感器。
8.所述传感器安装在塑料圆柱桶中部署。
9.所述传感器在果园的任一种植区域中，每一行或每一列仅安装一套。
10.所述区域总线包括两路电源线和两路信号线，两路电源线通过网关电源输入端接入近端汇聚平台，两路信号线通过网关信号数字端接入近端汇聚平台，网关电源输入端和网关信号数字端均位于网关中。
11.所述电源线通过电源开关接入交流电源。
12.所述近端汇聚平台通过通信网线连接有远端分析平台。
13.所述塑料圆柱桶中盛装有土壤，塑料圆柱桶底部有孔洞使得塑料圆柱桶内土壤与外部土壤相通。
14.本发明的有益效果在于：能够有效针对火龙果生长特性和种植特性，准确为火龙果种植的提质增效模型构建提供的科学数据，可为火龙果种植的提质增效模型准确构建及
优化提供充足的科学依据，确保构建的模型更加贴近产业实际发展规律；数据采集有效性极高，并且能大幅降低田间噪声电流影响。
附图说明
15.图1是本发明系统物理连接结构示意图；
16.图2是本发明十六个采集点的部署规律示意图；
17.图3是本发明每个采集点部署方式的示意图；
18.图4是本发明系统运行机制架构图；
19.图中：1-传感器，2-塑料圆柱桶，3-数据采集点部署位，4-a型架式种植区，5-a型架式种植行，6-梯形架式种植行，7-梯形种植架式种植区域，8-远端分析平台，9-通信网线，10-网关电源输入端，11-网关信号数字端，12-近端汇聚平台，13-区域总线，14-数据采集点，15-网关，16-电源开关，17-交流电源。
具体实施方式
20.下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
21.实施例1
22.如图1至图3所示的一种火龙果种植参数采集系统，包括近端汇聚平台12；所述近端汇聚平台12通过区域总线13连接十个以上传感器1，传感器1在果园的任一种植区域中以“v”字形分布安装。
23.实施例2
24.基于实施例1，近端汇聚平台12连接十六个传感器1。
25.实施例3
26.基于实施例1，传感器1为土壤温湿度传感器和/或土壤npk传感器。
27.实施例4
28.基于实施例1，传感器1安装在塑料圆柱桶2中部署。
29.实施例5
30.基于实施例1，传感器1在果园的任一种植区域中，每一行或每一列仅安装一套。
31.实施例6
32.基于实施例1，区域总线13包括两路电源线和两路信号线，两路电源线通过网关电源输入端10接入近端汇聚平台12，两路信号线通过网关信号数字端11接入近端汇聚平台12，网关电源输入端10和网关信号数字端11均位于网关15中。
33.实施例7
34.基于实施例6，电源线通过电源开关16接入交流电源17。
35.实施例8
36.基于实施例1，近端汇聚平台12通过通信网线9连接有远端分析平台8。
37.实施例9
38.基于实施例4，塑料圆柱桶2中盛装有土壤，塑料圆柱桶2底部有孔洞使得塑料圆柱桶2内土壤与外部土壤相通。
39.实施例10
40.基于上述实施例，数据采集平台，部署于火龙果园田间，包括1个电箱(作为近端汇聚平台12)和16个数据采集点。电箱内置网关1个，带电源隔离功能的电源开关1个；电源开关输入端连接220v交流电，输出端与网关电源输入端子连接；每个数据采集点通过一根4芯铜芯线缆“手把手”串联与网关的信号端子和电源端子连接通讯。
41.数据采集点包括1个土壤温湿度传感器和1个土壤npk传感器，温湿度传感器的电源正负极、信号正负极分别与npk传感器电源正负极、信号正负极对应连接，而后与一根四芯铜芯线缆对应接线端子连接与网关通讯。
42.每个数据采集点分别部署在一个15cm
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30cm塑料圆柱桶(减少田间存在的电流噪声对传感器测定养分数据的影响)内，桶内盛满压紧湿润的土壤，其底部有直径2cm的圆形孔洞6个与田间土壤环境相通。
43.16个数据采集点在相同种植架式(包括a型和梯形2两种架式)下，采用“v”字形分布安装在火龙果果园不同种植行之间，且每个种植行分布一个数据采集点。
44.数据采集点采集范围为距地表深度20-30cm,直径10cm的圆柱体的土壤环境，采集数据包括土壤温度、湿度、氮、磷、钾等5个参数。
45.数据处理分析平台包括硬件系统和数据分析软件系统。
46.硬件系统包括台式电脑和显示屏一套，台式电脑与显示屏通过hidim信号线连接通讯。
47.数据分析软件系统内置于台式电脑，并在显示器上显示分析结果。
48.数据分析软件系统采用b/s架构，前端基于javaee平台，采用成熟的spring mvc以及mybaties框架实现；后台数据库采用mysql技术实现。
49.数据分析软件系统由用户管理模块、设备管理模块、参数采集模块、数据库管理模块、参数统计分析模块等5个部分组成。
50.用户管理模块实现系统用户基本信息添加、修改、增删，以及用户角色类型定义等功能；所述设备管理模块主要实现设备所属区域(基于百度地图定位)、站点信息(网关设备的唯一识别号)、设备数据类型(温湿度、npk等)、设备编号(每个传感器在所述物联网系统中的访问地址)的统一管理和调度查询；所述参数采集模块根据数据采集定时器发送参数采集指令，在进程管理队列中取出相应的参数采集进程执行采集任务，遍历完毕16个采集点参数采集，然后校验参数有效性和准确性，调度数据库管理模块录入数据；所述数据库管理模块主要实现对采集参数的存储管理；所述的参数统计分析模块实现参数-时序曲线绘制、直方图绘制等、参数列表查阅等，并采用视图显示分析结果。以便分析各个参数随时间推移的变化规律。
51.如图4所示，数据采集平台和数据处理分析平台之间的运行机制为：系统上电启动后，数据处理分析平台实时监听来自网关的握手请求，接受请求后，等待定时器的采集指令信号，收到指令后，向网关发送参数采集指令，轮询16个采集点数据。网关上报数据后，数据处理分析平台审核数据，录入数据到后台数据库。然后调用参数分析功能生成参数-时序图等供用户实时查阅分析。