一种园林土壤智慧管理方法、装置、计算机及存储介质与流程

1.本发明涉及园林土壤监测技术领域，更具体的是涉及园林土壤智慧管理方法、装置、计算机及存储介质技术领域。


背景技术：

2.园林绿地是如今城市中处于休闲娱乐和环保种植等目的而设置的一种景观。一般来说，在园林中均有较多的种植区域，按照不同区域种植不同的植物花卉，通常都需要专业人员对不同种植区域的植物花卉进行养殖，其中最重要的一个环节便是浇水，使种植区域的土壤保持在一个适宜植物生长的区域，由于园区内通常种植区域很多，每个区域还对应不同品种的植物花卉，因此对于专业人员来说进行一一维护是较为繁琐的工作，疲劳状态下也容易出错。
3.因此，在现有技术中，已经开始使用智能监控法实现实时土壤湿度的监测和智能化灌溉，例如在专利号为cn201910081419.7名称为一种园林节水灌溉装置的发明专利中，便公开了以下内容：灌溉控制中心根据园林灌溉要求设定土壤的湿度阈值，并判断当前各子区域的土壤湿度是否在该湿度阈值范围之内，如果低于该湿度阈值，所述灌溉控制中心向对应的控制器发送开启灌溉设备的指令，实现园林灌溉的精准控制。
4.事实上除了土壤的灌溉以外，随着土壤营养等物质的流逝，土壤的保水性能和通气性也会下降，以上两点均不利于植物的成长。而现有的智能化监测系统仅考虑了与灌溉相关的土壤湿度问题，缺乏对土壤保水性能和土壤通气性能的自动监测。因此现有的智能化园林绿地土壤监控系统存在对土壤健康状况的监测不够全面的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：解决现有智能化监测系统只能单一监测土壤湿度的问题。为了解决上述技术问题，本发明提供一种园林土壤智慧管理方法、装置、计算机及存储介质。
6.本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
7.一种园林土壤智慧管理方法，包括以下步骤：
8.通过主控模块针对每个种植区域的土壤湿度分别设定三个湿度阈值，湿度阈值包括最高适宜湿度、最佳适宜湿度和最低适宜湿度，并在每个种植区域的土壤中设置土壤湿度传感器对土壤湿度进行实时监测并将数据发送到主控模块；
9.由主控模块控制每个种植区域的浇水系统进行定时浇水，使种植区域的土壤湿度达到最高适宜湿度；
10.若一个种植区域的土壤湿度低于最低适宜湿度，由主控模块控制浇水系统对该种植区域进行补充浇水，直到土壤湿度达到最佳适宜湿度；
11.对土壤保水性能进行检测，主控模块判断土壤保水性能是否达到保水阈值，若未达到则进行警报提醒并实施改善措施，若达到则不做处理；
12.在土壤湿度达到最高适宜湿度时，在主控模块的控制下周期性对土壤通气性能进
行检测，判断土壤通气性能是否达到通气阈值，若未达到则进行警报提醒并实施改善措施，若达到则不做处理。
13.优选地，所述针对每个种植区域的土壤湿度分别设定三个湿度阈值的方法为：
14.从存储有多种植物的培养方案的植物大数据库读取数据，获取对应种植区域所种植的植物的培养方案，根据培养方案设定该种植区域的土壤湿度的三个所述湿度阈值。
15.优选地，所述每个对种植区域进行定时浇水的方法为：
16.从所述植物大数据库读取对应种植区域所种植的植物的培养方案，根据所述培养方案设定该种植区域的定时浇水周期。
17.优选地，所述对土壤保水性能进行检测的方法为：
18.当土壤湿度达到所述最高适宜湿度的时候，计时器开始计时，在下一次定时浇水前，土壤湿度下降到所述最低适宜湿度则停止计时，获取种植区域的土壤湿度从所述最高适宜湿度下降到所述最低适宜湿度的下降时间，若下降时间大于预设的时间阈值，则判断土壤保水性能未达到保水阈值；若下降时间不大于预设的时间阈值或在下一次定时浇水前土壤湿度未下降到所述最低适宜湿度，则判断土壤保水性能达到保水阈值。
19.优选地，所述周期性对土壤通气性能进行检测的周期为，每8-12次定时浇水后进行一次土壤通气性能检测。
20.优选地，所述周期性对土壤通气性能进行检测的方法为：
21.采用土壤呼吸测量装置检测单位时间内二氧化碳的排量，若小于排气阈值则判断所述土壤通气性能未达标，否则判断所述土壤通气性能达标。
22.优选地，当所述土壤保水性能未达标或所述土壤通气性能未达标时，施加相应有机肥料对所述土壤保水性能或所述土壤通气性能进行改善。
23.为了解决以上问题，本发明还公开了一种园林土壤智慧管理装置，包括：
24.植物大数据库读取数据：用于存储多种植物的培养方案；
25.湿度阈值设定模块，用于从植物大数据库读取数据，获取每个种植区域所种植的植物的培养方案，根据培养方案设定每个种植区域的土壤湿度的三个所述湿度阈值并发送给主控模块，湿度阈值包括最高适宜湿度、最佳适宜湿度和最低适宜湿度；
26.定时浇水模块，用于对每个种植区域进行定时浇水，使种植区域的土壤湿度达到最高适宜湿度；
27.补充浇水模块，用于在一个种植区域的土壤湿度低于最低适宜湿度时对该种植区域进行补充浇水，使得土壤湿度达到最佳适宜湿度；
28.土壤湿度检测模块，用于对每个种植区域的土壤湿度分别进行实时检测；
29.土壤保水性能检测模块，用于对土壤保水性能进行检测，判断土壤保水性能是否达到保水阈值；
30.土壤通气性能检测模块，用于在土壤湿度达到最高适宜湿度时，周期性对土壤通气性能进行检测，判断土壤通气性能是否达到通气阈值；
31.提示模块，用于在土壤保水性能未达到保水阈值或土壤通气性能未达到保水阈值时进行警报和提示；
32.主控模块，用于对湿度阈值设定模块、定时浇水模块、补充浇水模块、土壤湿度检测模块、土壤保水性能检测模块、土壤通气性能检测模块和提示模块进行统一控制和管理。
33.为了解决以上问题，本发明还公开了一种计算机，包括存储器和处理器，所述存储器中存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时实现以上任一项所述一种园林土壤智慧管理方法的步骤。
34.为了解决以上问题，本发明还公开了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以上任一项所述一种园林土壤智慧管理方法的步骤。
35.本发明的有益效果如下：
36.本发明对土壤进行多方面状态的管理，包括土壤湿度、土壤保水性能和土壤通气性能，提取的数据更全面，更全方面地保障植物的成长环境；本发明帮主及时调整土壤保水性能也可以实现节约水资源；根据种植的植物种类不同对园林绿地内不同区域的土壤进行分别和统一的管理，便于操作和观测结果；通过植物大数据库存储有多种植物的培养方案，适应于多种种植区域的土壤管理，且便于扩展，需要增加种植区域时候可以直接从植物大数据库读取控制所需的数据，数据确实的时候也可以添加相关数据，应用灵活性强。
附图说明
37.图1是实施例1的流程示意图；
38.图2是实施例5的结构示意图。
具体实施方式
39.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
40.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
41.实施例1
42.如图1所示，本实施例提供一种园林土壤智慧管理方法，包括以下步骤：
43.通过主控模块针对每个种植区域的土壤湿度分别设定三个湿度阈值，湿度阈值包括最高适宜湿度、最佳适宜湿度和最低适宜湿度，并在每个种植区域的土壤中设置土壤湿度传感器对土壤湿度进行实时监测并将数据发送到主控模块；
44.由主控模块控制每个种植区域的浇水系统进行定时浇水，使种植区域的土壤湿度达到最高适宜湿度；也就是说传感器检测到土壤湿度达到最高适宜湿度的时候即由控制系统判断浇水完毕并控制停止浇水系统的浇水动作，设置一个最高适宜湿度可以修正环境带来的变量，例如若采用定量浇水方案，在高湿度天气和下雨等情况下会造成土壤过湿。特别说明的是，为了保障土壤湿度保持合适的范围，通常设置的浇水周期需要保证以下条件：在任何时候土壤的湿度都不低于该种植区域的最低适宜湿度。
45.若一个种植区域的土壤湿度低于最低适宜湿度，由主控模块控制浇水系统对该种
植区域进行补充浇水，直到土壤湿度达到最佳适宜湿度；
46.对土壤保水性能进行检测，主控模块判断土壤保水性能是否达到保水阈值，若未达到则进行警报提醒并实施改善措施，若达到则不做处理；
47.在土壤湿度达到最高适宜湿度时，在主控模块的控制下周期性对土壤通气性能进行检测，判断土壤通气性能是否达到通气阈值，若未达到则进行警报提醒并实施改善措施，若达到则不做处理。
48.具体地，所述针对每个种植区域的土壤湿度分别设定三个湿度阈值的方法为：
49.从存储有多种植物的培养方案的植物大数据库读取数据，获取对应种植区域所种植的植物的培养方案，根据培养方案设定该种植区域的土壤湿度的三个所述湿度阈值。因为每种植物的习性不同，需求的生长环境也不同，有的好湿润，有的爱干燥，提前将不同植物的喜好湿度储存在植物大数据，可以方便智能化系统直接确认对应种植区域里的植物适应的土壤湿度是多少，因而可以自动设置相应的土壤湿度阈值，并且一般来说植物耐受的土壤湿度都不会是一个具体的数值，而是一个区域，并且在这个区域中存在一个最佳值，固这里设置了3个湿度阈值，即最高适宜湿度、最佳适宜湿度和最低适宜湿度，分别代表植物耐受的土壤湿度的最高上限、最佳值和最低下限。
50.此外，所述每个对种植区域进行定时浇水的方法为：
51.从所述植物大数据库读取对应种植区域所种植的植物的培养方案，根据所述培养方案设定该种植区域的定时浇水周期。同样地，基于不同植物的不同习性，可以设置不同的浇水周期，智能化系统直接从植物大数据库进行确认即可。如此设置还有一个方便之处，便是园林开辟新的种植区域的时候，只需要把新的种植区域包括其植物名称接入智能化系统，便可直接纳入土壤管理，不需要额外编程等操作，即便是之前的植物大数据库中不存在的植物，也可以直接将该植物和对应属性录入植物大数据库，无论以上哪种情况均只需完成一个简单的数据录入工作，所以有很强的灵活性和可扩展性。
52.现有的智能监控法只能实现实时土壤湿度的监测和智能化灌溉，一般来说便是对土壤湿度进行监测，土壤湿度低于某阈值便执行浇水操作。但是在实际种植中，随着土壤营养等物质的流逝，土壤的保水性能和通气性也会下降，以上两点均不利于植物的成长。所以现有的智能化监测系统缺乏对土壤保水性能和土壤通气性能的自动监测，也就是说为了实现对植物的全方面维护，依然有较为繁琐的监测工作需要交由人工执行，面对数量较多的种植区域，人工对土壤通气性能或土壤保水性能的监测均比较麻烦，也容易出现遗漏的情况，本实施例很好地解决了这个问题，将土壤保水性能和土壤通气性能纳入的智能化监测范围。除了这些以外，本实施例增加了定时浇水的功能，增强对植物的养护和保障植物生长在更为适宜的土壤环境，而不是只有植物渴到极致才进行浇水或者现有技术把湿度阈值设定较高时也可能出现不必要的浇水。
53.本实施例通过控制模块对不同的种植区域进行统一化管理，并且通过植物大数据库对每个种植区域定制土壤的管理方案，能很好地兼顾到每一片种植区域，对症下药。
54.实施例2
55.本实施例基于实施例1的技术方案，作为本实施例的一个优选方案，所述对土壤保水性能进行检测的方法为：
56.当土壤湿度达到所述最高适宜湿度的时候，计时器开始计时，在下一次定时浇水
前，土壤湿度下降到所述最低适宜湿度则停止计时，获取种植区域的土壤湿度从所述最高适宜湿度下降到所述最低适宜湿度的下降时间，若下降时间大于预设的时间阈值，则判断土壤保水性能未达到保水阈值；若下降时间不大于预设的时间阈值或在下一次定时浇水前土壤湿度未下降到所述最低适宜湿度，则判断土壤保水性能达到保水阈值。
57.土壤保水性能代表了土壤的蓄水能力，当土壤蓄水能力下降的时候，会出现土壤水分流失过快的问题，这样一来首先一方面会导致植物成长环境下降，土壤湿度会过快地下降到植物所需的土壤湿度的最低适宜湿度以下；另一方面，对应本实施例的技术方案，若一个种植区域的土壤湿度低于最低适宜湿度，由主控模块控制浇水系统对该种植区域进行补充浇水，直到土壤湿度达到最佳适宜湿度，该措施可以在土壤保水性下降时及时补充水分，并且不改变本身的定时浇水设置，也就不会改变整体维护策略，只需要额外浇水进行平衡，但是当土壤保水性能太差的时候，需要频繁进行补充浇水，同时土壤里的水分也在快速流失，真正浇水的量并没有很大比例真的起到了左右，所以在土壤保水性能严重下滑的情况下这也是一种对于水资源的浪费，所以本实施例对土壤保水性能进行监测，具体就是监测水分的流失速度，也就是可以通过土壤湿度从每次定时浇水后达到的高适宜湿度开始计时，在下一次定时浇水前下降到最低适宜湿度所花费的时间即可代表土壤内水分的流失速度，所以设置时间阈值来判断土壤保水性能是否达到保水阈值，很容易推断的是，如果在下一次定时浇水前土壤湿度未下降到最低适宜湿度即说明土壤保水性能达到保水阈值。
58.实施例3
59.本实施例基于前序实施例的技术方案，相关部分不再赘述。
60.本实施例的重点在于实现在土壤湿度达到最高适宜湿度时，在主控模块的控制下周期性对土壤通气性能进行检测，判断土壤通气性能是否达到通气阈值，若未达到则进行警报提醒并实施改善措施，若达到则不做处理。
61.在植物的种植培育中，除了保障土壤保水性能以外，土壤通气性能也是一个衡量土壤健康状态的重要指标，它影响着土壤的气体交换和自净能力。土壤透气性与土壤颗粒的大小成正比，并受土壤的含水量、温度、大气压力和气温等条件的影响。一般情况下，土壤湿度高的时候土壤通气性能会下降，因为本发明需要在土壤湿度达到最高适宜湿度时检测土壤的通气性，这样确保在土壤湿度达到较高值的时候土壤也有足够的通气性。大多数情况下本发明中每个种植区域的土壤最高湿度即为每次定期浇水后，所以选择在定期浇水后进行土壤通气性能的检查。作为本实施例中的一个优选方案，所述周期性对土壤通气性能进行检测的周期为，每8-12次定时浇水后进行一次土壤通气性能检测，一般来说土壤通气性能下降情况不至于需要过于频繁的检查，这样周期性检查可以减少系统工作的繁琐性。
62.进一步地，所述周期性对土壤通气性能进行检测的方法为：
63.采用土壤呼吸测量装置检测单位时间内二氧化碳的排量，若小于排气阈值则判断所述土壤通气性能未达标，否则判断所述土壤通气性能达标。土壤呼吸测量装置为已经较为成熟的技术，例如型号为li-8150的仪器便可直接测量土壤内二氧化碳的通量，以该型号仪器为例，由于这里只需要测量二氧化碳通量，可以进行重新设计或定制，只取二氧化碳通量的功能，也可结合性价比选取其他土壤呼吸测量仪，只要能达到测量土壤的二氧化碳排量的功能即可，在这里可以根据具体测量的数据值设定相应的阈值。具体采用哪种仪器可以根据种植区域情况进行选择，进行选择的时候也需考虑成本和仪器体积的问题，实现节
约成本很便于安装。
64.实施例4
65.本实施例基于前序实施例中的一种园林土壤智慧管理方法，具体步骤不再赘述。
66.在本实施例中，当所述土壤保水性能未达标或所述土壤通气性能未达标时，施加相应有机肥料对所述土壤保水性能或所述土壤通气性能进行改善。
67.比如对秸秆进行加工制备的有机肥料便可以提升土壤保水性能，一些复合微生物制剂也可以达到相同效果；另一方面增加土壤通气性能的复合肥料也属于较为成熟的技术，有的用于提升土壤通气性能的复合肥料可以调节土壤ph值改善土壤结构以提高土壤通气性能，也有的含有微生物可以储存、释放一定的气体，以改善土壤的孔隙率，以此提高土壤通气性能。
68.特别说明的是在土壤保水性能和土壤通气性能的修复上需要进行一个平衡，比如说为了增加土壤通气性能而一味地扩大土壤孔隙率也可能造成土壤保水性能的严重下降，相反地，如果过度增强土壤保水性能也可能导致土壤通气性能的严重下滑。所以当土壤保水性能或土壤通气性能出现问题的时候，施加的相应有机肥料不是越多越好，这一点可以由培育经验值获取。
69.实施例5
70.本实施例提供一种园林土壤智慧管理装置，包括：
71.植物大数据库读取数据：用于存储多种植物的培养方案；
72.湿度阈值设定模块，用于从植物大数据库读取数据，获取每个种植区域所种植的植物的培养方案，根据培养方案设定每个种植区域的土壤湿度的三个所述湿度阈值并发送给主控模块并发送给主控模块，湿度阈值包括最高适宜湿度、最佳适宜湿度和最低适宜湿度；
73.定时浇水模块，用于对每个种植区域进行定时浇水，使种植区域的土壤湿度达到最高适宜湿度；
74.补充浇水模块，用于在一个种植区域的土壤湿度低于最低适宜湿度时对该种植区域进行补充浇水，使得土壤湿度达到最佳适宜湿度；
75.土壤湿度检测模块，用于对每个种植区域的土壤湿度分别进行实时检测；
76.土壤保水性能检测模块，用于对土壤保水性能进行检测，判断土壤保水性能是否达到保水阈值；
77.土壤通气性能检测模块，用于在土壤湿度达到最高适宜湿度时，周期性对土壤通气性能进行检测，判断土壤通气性能是否达到通气阈值；
78.提示模块，用于在土壤保水性能未达到保水阈值或土壤通气性能未达到保水阈值时进行警报和提示；
79.主控模块，用于对湿度阈值设定模块、定时浇水模块、补充浇水模块、土壤湿度检测模块、土壤保水性能检测模块、土壤通气性能检测模块和提示模块进行统一控制和管理。
80.以上园林土壤智慧管理装置适用于前面实施例的园林土壤智慧管理方法，具体地：
81.在主控模块的控制下湿度阈值设定模块针对每个种植区域的土壤湿度分别设定三个湿度阈值，湿度阈值包括最高适宜湿度、最佳适宜湿度和最低适宜湿度，并在每个种植
区域的土壤中设置土壤通气性能检测模块对土壤湿度进行实时监测并将数据发送到主控模块；
82.由主控模块控制每个种植区域的定时浇水模块进行定时浇水，使种植区域的土壤湿度达到最高适宜湿度；
83.若一个种植区域的土壤湿度低于最低适宜湿度，由主控模块控制补充浇水模块对该种植区域进行补充浇水，直到土壤湿度达到最佳适宜湿度；
84.主控模块通过控制土壤保水性能检测模块对土壤保水性能进行检测，主控模块判断土壤保水性能是否达到保水阈值，若未达到则通过提示模块进行警报提醒，若达到则不做处理；
85.在土壤湿度达到最高适宜湿度时，主控模块控制土壤通气性能检测模块周期性对土壤通气性能进行检测，判断土壤通气性能是否达到通气阈值，若未达到则通过提示模块进行警报提醒，若达到则不做处理。
86.进一步说明的是，提示模块可以采取声光报警、远程消息推送等方式对工作人员进行提示预警。
87.实施例6
88.本实施例提供了一种计算机，包括存储器和处理器，所述存储器中存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时实现以上实施例1的所述一种园林土壤智慧管理方法的步骤。计算可以在常用的计算机设备中进行选取使用，例如笔记本电脑、桌上台式电脑、能够执行云端计算控制等服务的设备等，计算机为常用设备，本身已包括了可用于处理和统筹任务的处理器，用户可以通过多种外设对计算机进行操控，例如键盘、鼠标和触控板等。
89.具体地，所述存储器可以是所述计算机设备的内部存储单元或者计算机的外部存储设备，例如相应的计算机的硬盘或内存，也可以是通过usb接口连接的移动硬盘或者闪存卡等。在工作中，存储器存储计算机程序，也可以用来暂存程序运行过程中产生的中间数据以及最终运算结果。
90.所述处理器在一些实施例中可以是中央处理器(central processing unit，cpu)、plc控制器、单片机等，具体可以对应实施例1或实施例2中的主控模块，主要对所有涉及的模块进行控制和管理。因此本实施例中，所述处理器用于运行所述存储器中存储的程序代码或者处理数据，例如运行实施例1所公开的一种园林土壤智慧管理方法的程序代码。
91.此外，本实施例还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1的一种园林土壤智慧管理方法的步骤。常用的可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器、静态随机访问存储器、只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、可编程只读存储器、磁性存储器、磁盘、光盘等。