【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生态监测，具体为基于物联网的耕地生态监测系统及方法。
技术介绍
1、耕地是自然土壤经过人类农业生产活动的影响和改造，形成的适宜农作物生长的土壤；耕地是劳动的产物市农业生产的最基本的生产资料，耕地是人类赖以生存和发展的基础。耕地依赖于承载的农作物、农田动物、微生物,它们是通过物质的转换进行循环的；首先是通过绿色农作物的光合作用把二氧化碳、水和无机养料合成植物体的有机物质，然后再以植物为食料的动物及昆虫把部分植物性的蛋白质转化为动物性蛋白质，最后由微生物把动物和昆虫的残体及其排泄物分解成为无机物质回到耕地土壤环境中，再被农作物重新利用；这就形成了植物生长，动物转化和微生物分解还原的统一循环运动，在循环转换中创造经济价值；随着科技的不断发展和人们对农业生产效率的追求，实时监测农作物的生长环境、土壤水分、气象情况等信息，可以有效帮助农民更好地管理农作物，提高农业生产效率。
2、但现有技术中，对于耕地土壤的状态分析通常由农户根据个人长期种植经验进行判断，此类方法需确保农户具有足够的经验，因此不适宜新手农户或经验不足农户，具有较高的局限性，从而降低了现有耕地生态监测方法的可行性。
3、因此，不满足现有的需求，对此我们提出了基于物联网的耕地生态监测系统及方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于物联网的耕地生态监测系统及方法，通过在农户手机内装载耕地生态监测系统，定时采集耕地中土壤盐度、湿度、土壤ph值、土壤基础养分含量和土壤重金属含量并传至农户
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、基于物联网的耕地生态监测系统，包括：
4、控制终端，为农户智能手机，用于
5、接收和解析耕地生态数据，根据实时的耕地土壤状况，远程操控目标耕地进行灌溉、测土配方施肥和除虫工作，确保耕地农作物产量和农业效益；
6、数据采集单元，用于
7、采用传感器定时对耕地中土壤盐度、湿度、土壤ph值、土壤基础养分含量和土壤重金属含量进行动态监测，评估耕地的质量和生态状况，并基于无线通信单元将其土壤数据实时传输至数据处理单元进行分析；
8、无线通信单元，用于为数据采集单元与控制终端之间建立数据交互网络通道，采用蜂窝、wif i或lora通信技术中任意一种，为耕地生态监测系统实现远距离的数据传输，为实施农业生产提供参考依据；
9、数据处理单元，用于
10、预先设定出耕地中土壤盐度阈值、湿度阈值、土壤ph阈值、土壤基础养分含量阈值和土壤重金属含量阈值，并将当前耕地中土壤盐度、湿度、土壤ph值、土壤基础养分含量和土壤重金属含量与其阈值进行比对，获得当前耕地中土壤盐状况、干湿状况、ph状况及土壤含量各项状况；
11、耕地调整单元，用于
12、根据当前耕地中土壤盐状况、干湿状况、ph状况及土壤含量各项状况为依据，结合控制终端进行远程操控，对当前耕地土壤开展适宜的灌溉、测土配方施肥和除虫工作。
13、进一步的，所述控制终端，包括
14、数据接收模块，用于实时接收耕地中土壤盐度、湿度、ph值和土壤盐状况、干湿状况、ph状况以及耕地调整单元中所反馈的当前耕地策略指令信息；
15、指令收发模块，用于根据耕地调整单元中所反馈的当前耕地策略指令信息为依据，结合当前耕地中土壤盐状况、干湿状况、ph状况向耕地现场发出对应的工作指令；
16、指令反馈模块，用于在耕地现场完成当前所发送的工作指令后，将工作完成指令反馈至控制终端。
17、进一步的，所述指令反馈模块将工作完成指令反馈至控制终端后，控制终端继续向数据采集单元发出耕地土壤监测指令，若确定当前耕地中土壤盐度、湿度、ph值均处于阈值范围后，控制终端则暂停工作指令的发送；若确定当前耕地中土壤盐度、湿度、ph值均未处于阈值范围后，控制终端则根据当前耕地土壤的状态继续向耕地现场发送适宜的工作指令，直至耕地土壤状态符合预定阈值为止。
18、进一步的，所述数据采集单元，包括
19、点位分布模块，用于根据目标耕地的面积实况，在目标耕地范围内布设多个传感器监测点，使多个监测点位形成模块化分布，确保目标耕地范围内土壤状况监测的全面性；
20、定时采集模块，用于预先设定出每日各监测点中传感器的监测时间节点与一次性监测时长，督促控制终端根据预定时间远程操控各传感器定时采集土壤数据；
21、定时传输模块，用于为各传感器设定出交替传输节点，将耕地中土壤盐状况、干湿状况、ph状况分批次传输至控制终端。
22、进一步的，所述数据采集单元，还包括
23、土壤采样模块，用于采用对角线方法确定目标耕地中土壤采样点，挖掘土壤并混合后采用四分法取样，确保样品的代表性。
24、进一步的，所述数据处理单元，包括
25、阈值预设模块，用于提取耕地中历史土壤盐度、湿度、土壤ph值、土壤基础养分含量和土壤重金属含量的平均值，获得土壤盐度阈值、湿度阈值、土壤ph阈值、土壤基础养分含量阈值和土壤重金属含量阈值，作为判断当前耕地土壤状况的参考依据；
26、数据比对模块，用于将当前耕地中土壤盐度、湿度、土壤ph值、土壤基础养分含量和土壤重金属含量分别与土壤盐度阈值、湿度阈值、土壤ph阈值、土壤基础养分含量阈值和土壤重金属含量阈值进行比对，获得当前耕地中土壤盐状况、干湿状况、ph状况及土壤含量各项状况；
27、结果输出模块，用于通过无线通信单元将当前耕地中土壤盐状况、干湿状况、ph状况及土壤含量各项状况实时反馈至控制终端。
28、进一步的，所述阈值预设模块在提取平均值时，包括收集耕地中土壤处于正常状态的土壤盐度、湿度、土壤ph值、土壤基础养分含量和土壤重金属含量，再采用提取中间值法分别提取出土壤盐度中间值、湿度中间值和ph中间值，作为土壤三种状态阈值。
29、进一步的，所述耕地调整单元，包括
30、策略预设模块，用于收集以往耕地中土壤存在的各项问题及其解决策略，并按问题属性将土壤问题及其解决策略进行分类保存，得到策略资料库；
31、策略选定模块，用于根据当前耕地中土壤所存在的问题在策略资料库检索出相同的土壤问题，并得到相应的解决策略；
32、策略反馈模块，用于将当前检索的解决策略实时反馈至控制终端进行远程操控。
33、进一步本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于物联网的耕地生态监测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于物联网的耕地生态监测系统，其特征在于：所述控制终端，包括
3.根据权利要求2所述的基于物联网的耕地生态监测系统，其特征在于：所述指令反馈模块将工作完成指令反馈至控制终端后，控制终端继续向数据采集单元发出耕地土壤监测指令，若确定当前耕地中土壤盐度、湿度、pH值均处于阈值范围后，控制终端则暂停工作指令的发送；若确定当前耕地中土壤盐度、湿度、pH值均未处于阈值范围后，控制终端则根据当前耕地土壤的状态继续向耕地现场发送适宜的工作指令，直至耕地土壤状态符合预定阈值为止。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的耕地生态监测系统，其特征在于：所述数据采集单元，包括
5.根据权利要求4所述的基于物联网的耕地生态监测系统，其特征在于：所述数据采集单元，还包括
6.根据权利要求1所述的基于物联网的耕地生态监测系统，其特征在于：所述数据处理单元，包括
7.根据权利要求6所述的基于物联网的耕地生态监测方法，其特征在于：所述阈值预设模块在提取平均值时，包括
8.根据权利要求1所述的基于物联网的耕地生态监测系统，其特征在于：所述耕地调整单元，包括
9.根据权利要求8所述的基于物联网的耕地生态监测系统，其特征在于：所述策略预设模块，包括
10.基于物联网的耕地生态监测方法，基于权利要求1-9任一项所述的基于物联网的耕地生态监测系统实现，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.基于物联网的耕地生态监测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于物联网的耕地生态监测系统，其特征在于：所述控制终端，包括
3.根据权利要求2所述的基于物联网的耕地生态监测系统，其特征在于：所述指令反馈模块将工作完成指令反馈至控制终端后，控制终端继续向数据采集单元发出耕地土壤监测指令，若确定当前耕地中土壤盐度、湿度、ph值均处于阈值范围后，控制终端则暂停工作指令的发送；若确定当前耕地中土壤盐度、湿度、ph值均未处于阈值范围后，控制终端则根据当前耕地土壤的状态继续向耕地现场发送适宜的工作指令，直至耕地土壤状态符合预定阈值为止。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的耕地生态监测系统，其特征在于：所述数据采集单元，包括
5.根据权利要求4所述的基于物联网的耕地生态监测系统，其特征在于：所述数据...
【专利技术属性】
技术研发人员：栗滢超，刘向华，谢晓彤，廉中康，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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