[发明专利]一种水肥药一体化系统及工作方法

权利要求书

1.一种水肥药一体化系统，其特征在于，包括：

监控设备，用于对作物的生长状态进行拍摄监控；

所述监控设备包括高清全景摄像头和运行轨道，所述高清全景摄像头固定在运行轨道上；

上位机平台，用于对监控设备获取的信息进行分析，得出作物需要的灌溉水量、肥料类型和施肥量、农药类型和使用量；

所述上机位平台根据基础信息选择嵌入的作物生长模型，并与作物正常生长状态的图片进行算法对比和分析，配合环境监测站电导率的数据及土壤中氮、磷、钾含量的数据，确定园区是否进行施肥；所述上位机平台对上传的作物垂直向上的图像，根据小波自适应比例萎缩去噪算法，自适应步长果蝇算法改进的Kmeans算法对所述作物图像进行背景分割，结合由环境监测站获取作物的实际蒸散量与气象墒情数据计算的作物参比蒸散量，求得作物实时蒸散量，即需要灌溉的水量，确认该作物是否需要灌溉；通过诱虫设备与上传的虫情图片，与农业监控中心虫类鉴别服务器、虫类信息服务器的数据，并配合种植面积进行算法分析，获取昆虫的虫类与密度，确定作物是否进行喷洒农药；

所述上位机平台部分，包括：基础信息，设备运行状态，天气预报，区域状态，环境监测，任务统计量；所述基础信息，包含用户名称，联系方式，种植地，种植作物，种植面积；所述设备运行状态，实时监测园区内的总设备数量，当前运行的设备数量，离线设备运行数量以及预警设备数量；天气预报数据与当地气象部门数据保持一致；所述区域状态，实时监测各区域的灌溉、施肥、喷药、农事、寻园、采集的工作状态；所述环境监测，实时获取环境监测站的实时数据；所述任务统计量，统计园区每月，每季度以及每年的灌溉、施肥、喷药使用量；所述上位机平台远程控制控制系统的泵阀启停，以及下发灌溉、施肥，喷药决策；远程控制监控设备运行轨道的启停，以及自定义园区内的图像采集点；

控制系统，接收上位机平台传输的信息，通过控制柜控制泵阀的启停，从而对作物进行灌溉、施肥和用药。

2.如权利要求1所述的一种水肥药一体化系统，其特征在于，还包括：环境监测设备，所述环境监测设备包括气象监测站，土壤墒情监测站，土壤养分监测仪和遥测终端机。

3.如权利要求2所述的一种水肥药一体化系统，其特征在于，还包括输配水管网，用于对作物进行滴灌和雾化喷洒作业。

4.如权利要求1所述的一种水肥药一体化系统，其特征在于，所述监控设备还包括诱虫装置，所述诱虫装置包括太阳能供电装置和昆虫诱捕室。

5.如权利要求1所述的一种水肥药一体化系统，其特征在于，所述上位机平台通过短信的方式将灌溉水量、肥料类型和施肥量，农药类型与使用量的决策信息发送至用户手机。

6.如权利要求1所述的一种水肥药一体化系统，其特征在于，所述控制系统还包括注肥泵，所述注肥泵通过控制柜将肥料桶中的肥液经过排水管输送至输配水管网中的主干管内。

7.如权利要求1所述的一种水肥药一体化系统，其特征在于，所述控制系统还包括过滤装置，采用两级过滤方式用于过滤机井中的沙石、水草杂质。

8.如权利要求1所述的一种水肥药一体化系统，其特征在于，所述控制系统还包括加压泵，所述加压泵连接农药箱与输配水管网中的高位毛管，控制柜控制加压泵将农药箱中的农药输送至高位毛管中。

9.一种水肥药一体化工作方法，基于如权利要求1-8任意一项所述的一种水肥药一体化系统，其特征在于，包括以下步骤：

通过监控设备对作物的生长状态进行拍摄监控；

所述监控设备包括高清全景摄像头和运行轨道，所述高清全景摄像头固定在运行轨道上；

对监控设备获取的信息进行分析，通过上位机平台得出作物需要的灌溉水量、肥料类型和施肥量、农药类型和使用量；

所述上机位平台根据基础信息选择嵌入的作物生长模型，并与作物正常生长状态的图片进行算法对比和分析，配合环境监测站电导率的数据及土壤中氮、磷、钾含量的数据，确定园区是否进行施肥；所述上位机平台对上传的作物垂直向上的图像，根据小波自适应比例萎缩去噪算法，自适应步长果蝇算法改进的Kmeans算法对所述作物图像进行背景分割，结合由环境监测站获取作物的实际蒸散量与气象墒情数据计算的作物参比蒸散量，求得作物实时蒸散量，即需要灌溉的水量，确认该作物是否需要灌溉；通过诱虫设备与上传的虫情图片，与农业监控中心虫类鉴别服务器、虫类信息服务器的数据，并配合种植面积进行算法分析，获取昆虫的虫类与密度，确定作物是否进行喷洒农药；

所述上位机平台部分，包括：基础信息，设备运行状态，天气预报，区域状态，环境监测，任务统计量；所述基础信息，包含用户名称，联系方式，种植地，种植作物，种植面积；所述设备运行状态，实时监测园区内的总设备数量，当前运行的设备数量，离线设备运行数量以及预警设备数量；天气预报数据与当地气象部门数据保持一致；所述区域状态，实时监测各区域的灌溉、施肥、喷药、农事、寻园、采集的工作状态；所述环境监测，实时获取环境监测站的实时数据；所述任务统计量，统计园区每月，每季度以及每年的灌溉、施肥、喷药使用量；所述上位机平台远程控制控制系统的的泵阀启停，以及下发灌溉、施肥，喷药决策；远程控制监控设备运行轨道的启停，以及自定义园区内的图像采集点；

通过控制系统接收上位机平台传输的信息，通过控制柜控制泵阀的启停，从而对作物进行灌溉、施肥和用药。