CN108719024A - 一种基于叶绿素检测的自动化种植系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于叶绿素检测的自动化种植系统，包括检测单元、施肥单元、灌溉单元、调节单元、驱赶单元和中央处理单元，检测单元用于检测作物的叶绿素变化情况，施肥单元用于通过深层埋肥、浅层施肥和抛洒肥料来进行不同生长程度的作物，灌溉单元通过调节不同程度和方式的灌溉来对应不同生长程度的作物，调节单元用于检测农田的环境并进行调节，驱赶单元用于在作物生长过程中通过物理或者化学的方式来驱赶破坏作物的生物和吸收中和污染物质，中央处理单元通过接收上述单元的信息，进行综合处理；本发明通过上述单元的设置来实现作物的自动化种植，通过叶绿素含量的变化来自动化变更施肥和灌溉的方式和含量，科学有效的增加了作物种植的效率。
Description
技术领域
本发明涉及自动化领域，具体涉及一种基于叶绿素检测的自动化种植系统。
背景技术
叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，是一类含脂的色素家族，位于类囊体膜。叶绿素吸收大部分的红光和紫光但反射绿光，所以叶绿素呈现绿色，它在光合作用的光吸收中起核心作用。叶绿素为镁卟啉化合物，包括叶绿素a、b、c、d、f以及原叶绿素和细菌叶绿素等。叶绿素不很稳定，光、酸、碱、氧、氧化剂等都会使其分解。酸性条件下，叶绿素分子很容易失去卟啉环中的镁成为去镁叶绿素。叶绿素有造血、提供维生素、解毒、抗病等多种用途。
中国是世界上最大的发展中国家和传统的农业大国。随着科技的发展，要完成建设社会主义新农村及现代农业的历史重任，必须依托信息技术、生物技术等高新技术的强力支撑，尤其是要加快农业信息化的步伐。农业信息化是提高农业生产管理水平的有效途径，也是促进农业发展、推进社会主义新农村建设、促进农民增收的有效途径，对实现从传统农业向现代农业的转变、加快我国农业现代化建设以及整体社会经济发展具有重大意义，现有的农田自动化系统中，不能有效的根据作物的生长形态来调整肥料的结构和灌溉的方式。
发明内容
发明目的：
本发明是针对现在的自动化种植系统不能有效的根据作物的生长过程来改变肥料的结构和灌溉的方式的问题所提出的一种基于叶绿素检测的自动化种植系统，能够有效的解决现在的自动化种植系统不能有效的根据作物的生长过程来改变肥料的结构和灌溉方式的问题，有效的增加了作物生长的效率。
技术方案：
一种基于叶绿素检测的自动化种植系统，包括检测单元、施肥单元、灌溉单元、调节单元、驱赶单元和中央处理单元，所述检测单元用于通过作物表面颜色、光的波长和有机物含量的变化来检测作物的叶绿素变化情况，将变化情况发送给所述中央处理单元；所述施肥单元用于通过所述中央处理单元的控制来调节施肥的方式，通过深层埋肥、浅层施肥和抛洒肥料来进行不同生长程度的作物的施肥；所述灌溉单元用于通过调节不同程度和方式的灌溉来对应不同生长程度的作物；所述调节单元用于检测农田的环境并进行调节，改变作物的种植深浅和间距，调节施肥和灌溉的路线；所述驱赶单元用于在作物生长过程中通过物理或者化学的方式来驱赶破坏作物的生物和吸收中和污染物质；所述中央处理单元通过接收上述检测单元、调节单元和驱赶单元的信息，进行综合处理，生成对应的处理指令来调节各个单元的运行。
进一步地，所述检测单元包括颜色模块、波长模块和有机物模块，所述颜色模块用于通过检测作物的颜色深浅来判别作物的叶绿素浓度；所述波长模块用于通过对比光的照射得到的波长来判断作物的叶绿素含量；所述有机物模块用于通过红外线来判断有机物的热量变化，通过热量变化来判断叶绿素变化。
进一步地，所述施肥单元包括浅层模块、深层模块、抛洒模块，所述浅层模块用于作物浅层的施肥，通过定量放置肥料的方式来完成施肥；所述深层模块用于通过测量不同土层的物质含量来进行补充，直接将肥料埋入不同的土层；所述抛洒模块用于肥料的直接抛洒，通过控制抛洒的速度和浓度来达到均匀的施肥。
进一步地，所述灌溉单元包括定量模块和喷洒模块，所述定量模块用于直接向作物根部进行水源的补充；所述喷洒模块用于范围的喷洒灌溉，通过调节喷洒的力度和范围来均匀喷洒。
进一步地，所述调节单元包括环境检测调节模块、农田模块、路线模块，所述环境检测调节模块用于检测作物生长的环境，通过环境的改变来调节适合作物生长的环境，包括空气含量、温度和光照程度；所述农田模块用于通过作物生长情况来改变调节作物生长的位置和间距；所述路线模块通过作物不同的生长情况、分布和肥料的用处来调节施肥和灌溉的路线。
进一步地，所述驱赶单元包括生物模块和污染模块，所述生物模块用于通过调节声音的频率和光线的照射来驱赶破坏作物的生物；所述污染模块通过检测污染的物质，来进行化学的中和将作物进行隔离。
进一步地，所述中央处理单元通过将获取的信息进行分析和对比，通过分析叶绿素的变化率来调节肥料的成分含量和灌溉的用量，调节施肥和灌溉的方式。
进一步地，所述种植系统还设有补充单元，用于检测作物的生产情况，在检测到作物患有疾病或者被破坏时，通过重新种植来进行作物的补充。
本发明实现以下有益效果：
1.本发明通过所述检测单元来智能的检测叶绿素的含量，通过叶绿素的改变来调整肥料的结构和施肥的方式，改变灌溉的方式，能够有效的增加种植的效率，减少劳动力的浪费。
2.本发明通过调节单元和驱赶单元来进行作物的保护，通过物理和化学的方式来保护作物的生长环境，通过所述补充单元来补充植株，增加作物的密度和防止土地的浪费。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。
图1为本发明自动化种植系统的结构框图；
图2为本发明一个实施例检测单元结构框图；
图3为本发明一个实施例施肥单元结构框图；
图4为本发明一个实施例灌溉单元结构框图；
图5为本发明一个实施例调节单元结构框图；
图6为本发明一个实施例驱赶单元结构框图。
附图标记：
检测单元010；施肥单元020；灌溉单元030；调节单元040；驱赶单元050；中央处理单元060；补充单元070；颜色模块011；波长模块012；有机物模块013；浅层模块021；深层模块022；抛洒模块023；定量模块031；喷洒模块032；调节模块041；农田模块042；路线模块043；生物模块051；污染模块052。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参见图1-6，本发明提供一种技术方案，一种基于叶绿素检测的自动化种植系统，包括检测单元010、施肥单元020、灌溉单元030、调节单元040、驱赶单元050和中央处理单元060，其中，所述检测单元010用于通过作物表面颜色、光的波长和有机物含量的变化来检测作物的叶绿素变化情况，将变化情况发送给所述中央处理单元060，通过所述叶绿素的变化来判断作物的生产情况；所述施肥单元020用于通过所述中央处理单元060的控制来调节施肥的方式，通过深层埋肥、浅层施肥和抛洒肥料来进行不同生长程度的作物的施肥，利用不同的施肥方式来达到最好的施肥效果；所述灌溉单元030用于通过调节不同程度和方式的灌溉来对应不同生长程度的作物，利用喷洒的水流的大小和速度进行灌溉；所述调节单元040用于检测农田的环境并进行调节，改变作物的种植深浅和间距，调节施肥和灌溉的路线；所述驱赶单元050用于在作物生长过程中通过物理或者化学的方式来驱赶破坏作物的生物和吸收中和污染物质，通过保护作物生长环境的方式来辅助作物生长；所述中央处理单元060通过接收上述检测单元010、调节单元040和驱赶单元050的信息，进行综合处理，生成对应的处理指令来调节各个单元的运行，通过各个单元的配合运行来达到最佳的种植效果，保证作物的生长过程。
其中，所述检测单元010包括颜色模块011、波长模块012和有机物模块013，所述颜色模块011用于通过检测作物的颜色深浅来判别作物的叶绿素浓度，通过判别作物四周的颜色和网络中作物生长不同阶段的颜色来判断当前作物的叶绿素含量，颜色过浅表示所述叶绿素含量过少，颜色较深表示叶绿素含量比较多；所述波长模块012用于通过对比光的照射得到的波长来判断作物的叶绿素含量，通过照射光得到的波长长度来判断叶绿素的含量；所述有机物模块013用于通过红外线来判断有机物的热量变化，通过热量变化来判断叶绿素变化，叶绿素多的产生的有机物比较多，含有的热量较多。
其中，所述施肥单元020包括浅层模块021、深层模块022、抛洒模块023，所述浅层模块021用于作物浅层的施肥，通过定量放置肥料的方式来完成施肥，根据叶绿素的不同来施放不同数量的肥料；所述深层模块022用于通过测量不同土层的物质含量来进行补充，直接将肥料埋入不同的土层，通过直接埋入的方法来使作物根部直接获取养分和改变土层的营养物质结构；所述抛洒模块023用于肥料的直接抛洒，通过控制抛洒的速度和浓度来达到均匀的施肥，在抛洒的过程中，远处的作物需要施肥时，增加肥料的浓度。
其中，所述灌溉单元030包括定量模块031和喷洒模块032，所述定量模块031用于直接向作物根部进行水源的补充，通过直接的控制水量的多少来进行水分的补充；所述喷洒模块032用于范围的喷洒灌溉，通过调节喷洒的力度和范围来均匀喷洒，在进行范围广的灌溉时，通过加大喷洒的力度和在中间增加用于调节喷洒的阻隔板来进行调节，进行均匀的灌溉。
其中，所述调节单元040包括环境检测调节模块041、农田模块042、路线模块043，所述环境检测调节模块041用于检测作物生长的环境，通过环境的改变来调节适合作物生长的环境，包括空气含量、温度和光照程度；所述农田模块042用于通过作物生长情况来改变调节作物生长的位置和间距，根据测量一片区域内作物的叶绿素含量来判断这片区域内作物的生长情况，当部分叶绿素含量过低时，通过调节种植的密度来改变作物受光照的密度，增加有机物和叶绿素的含量，使作物更好的生长；所述路线模块043通过作物不同的生长情况、分布和肥料的用处来调节施肥和灌溉的路线，首先对叶绿素高的作物进行施肥，剩下的肥料施向叶绿素含量低的作物，通过不同时间施放来调节同次施肥的浓度，将浓度略高的施向叶绿素低的作物。
其中，所述驱赶单元050包括生物模块051和污染模块052，所述生物模块051用于通过调节声音的频率和光线的照射来驱赶破坏作物的生物，通过摄像摄取、红外线扫描和震动检测来判断生物的接近，利用高强度的光线和声波的频率来驱赶生物，保护作物；所述污染模块052通过检测污染的物质，来进行化学的中和将作物进行隔离，检测到浓度高的不可中和物质时，通过挖掘隔离条和吸取化学物质来进行隔离，防止作物被破坏。
其中，所述中央处理单元060通过将获取的信息进行分析和对比，通过分析叶绿素的变化率来调节肥料的成分含量和灌溉的用量，调节施肥和灌溉的方式，所述叶绿素含量低的作物，进行根部的直接施肥和多次灌溉，所述叶绿素含量高的作物进行表层施肥，所述施肥的方式为间断时间多次施肥，通过计算植物摄取肥料的速度来间断的施肥，防止肥料的浪费，根据不同肥料的性质选取不同的时间进行施肥，水肥的施放选择早上和晚上。
其中，所述种植系统还设有补充单元070，用于检测作物的生产情况，在检测到作物患有疾病或者被破坏时，通过重新种植来进行作物的补充，所述检测的方式为摄像的获取和紫外线的扫描，合理增加种植密度，防止土地的破坏。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于叶绿素检测的自动化种植系统，包括检测单元、施肥单元、灌溉单元、调节单元、驱赶单元和中央处理单元，其特征在于：所述检测单元用于通过作物表面颜色、光的波长和有机物含量的变化来检测作物的叶绿素变化情况，将变化情况发送给所述中央处理单元；所述施肥单元用于通过所述中央处理单元的控制来调节施肥的方式，通过深层埋肥、浅层施肥和抛洒肥料来进行不同生长程度的作物的施肥；所述灌溉单元用于通过调节不同程度和方式的灌溉来对应不同生长程度的作物；所述调节单元用于检测农田的环境并进行调节，改变作物的种植深浅和间距，调节施肥和灌溉的路线；所述驱赶单元用于在作物生长过程中通过物理或者化学的方式来驱赶破坏作物的生物和吸收中和污染物质；所述中央处理单元通过接收上述检测单元、调节单元和驱赶单元的信息，进行综合处理，生成对应的处理指令来调节各个单元的运行。
2.根据权利要求1所述的一种基于叶绿素检测的自动化种植系统，其特征在于：所述检测单元包括颜色模块、波长模块和有机物模块，所述颜色模块用于通过检测作物的颜色深浅来判别作物的叶绿素浓度；所述波长模块用于通过对比光的照射得到的波长来判断作物的叶绿素含量；所述有机物模块用于通过红外线来判断有机物的热量变化，通过热量变化来判断叶绿素变化。
3.根据权利要求1所述的一种基于叶绿素检测的自动化种植系统，其特征在于：所述施肥单元包括浅层模块、深层模块、抛洒模块，所述浅层模块用于作物浅层的施肥，通过定量放置肥料的方式来完成施肥；所述深层模块用于通过测量不同土层的物质含量来进行补充，直接将肥料埋入不同的土层；所述抛洒模块用于肥料的直接抛洒，通过控制抛洒的速度和浓度来达到均匀的施肥。
4.根据权利要求1所述的一种基于叶绿素检测的自动化种植系统，其特征在于：所述灌溉单元包括定量模块和喷洒模块，所述定量模块用于直接向作物根部进行水源的补充；所述喷洒模块用于范围的喷洒灌溉，通过调节喷洒的力度和范围来均匀喷洒。
5.根据权利要求1所述的一种基于叶绿素检测的自动化种植系统，其特征在于：所述调节单元包括环境检测调节模块、农田模块、路线模块，所述环境检测调节模块用于检测作物生长的环境，通过环境的改变来调节适合作物生长的环境，包括空气含量、温度和光照程度；所述农田模块用于通过作物生长情况来改变调节作物生长的位置和间距；所述路线模块通过作物不同的生长情况、分布和肥料的用处来调节施肥和灌溉的路线。
6.根据权利要求1所述的一种基于叶绿素检测的自动化种植系统，其特征在于：所述驱赶单元包括生物模块和污染模块，所述生物模块用于通过调节声音的频率和光线的照射来驱赶破坏作物的生物；所述污染模块通过检测污染的物质，来进行化学的中和将作物进行隔离。
7.根据权利要求1所述的一种基于叶绿素检测的自动化种植系统，其特征在于：所述中央处理单元通过将获取的信息进行分析和对比，通过分析叶绿素的变化率来调节肥料的成分含量和灌溉的用量，调节施肥和灌溉的方式。
8.根据权利要求1所述的一种基于叶绿素检测的自动化种植系统，其特征在于：所述种植系统还设有补充单元，用于检测作物的生产情况，在检测到作物患有疾病或者被破坏时，通过重新种植来进行作物的补充。
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