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智慧农业

竹荪种植自动化浇灌方案

方案背景:(竹荪成长特性说明)
1.      生长环境:竹荪喜欢生长在温暖、湿润、空气流通的环境中,尤其适合种植在腐烂的竹林或腐殖质丰富的土壤中。
2.      温度要求:竹荪适宜的生长温度为20℃到30℃之间。低于20℃时,生长缓慢;高于30℃时,菌体容易腐败。
3.      湿度要求:竹荪生长对湿度要求较高,空气湿度在80%至90%之间最为适宜,土壤的湿润程度也需保持在适中水平。
4.      光照要求:竹荪属于半阴性菌,强光对其生长不利,因此需要避免阳光直射。遮阴处理是竹荪种植中的重要环节。
5.      发菌条件:发菌期间保持25℃左右的温度和80%-90%的湿度,避免阳光直射。发菌过程大约需20-30天。
6.      出菇温湿度控制:竹荪出菇期对温湿度要求严格,需保持20-30℃的适宜温度和80%-90%的空气湿度。过高的湿度容易引起菌体腐烂,过低则抑制竹荪的生长。
 
方案概述
竹荪种植自动化浇灌解决方案结合传感器、物联网和智能控制系统,旨在为竹荪生长提供最佳的水分、温度、湿度和营养管理。通过安装在树林中的软管吊装喷淋系统和土壤、气象传感器,实时监测环境条件,数据通过4G网络传输至云服务器,经数据分析后,云服务器xmsiybOS灌溉云平台根据竹荪的生长需求,自动控制智能联网脉冲电磁阀进行浇灌操作,实现精准、节能的自动化管理。
方案架构
1.      软管吊装喷淋造雾系统
2.      设备组成:软管、造雾喷头、脉冲电磁阀
3.      工作方式:软管系统吊装于竹荪种植区域上方,造雾喷头均匀分布,能够在设定区域内实现覆盖式喷雾浇灌,模仿自然雨雾环境,适合竹荪这种对湿度要求较高的作物。
 
传感器系统
1.      土壤传感器:安装在竹荪生长区域的土壤中,实时监测土壤温度、湿度及养分(氮磷钾)浓度。
2.      土壤温度传感器:监测地表和地下不同深度的土壤温度。
3.      土壤湿度传感器:测量土壤中的水分含量,确保适宜竹荪生长的湿度。
4.      土壤养分传感器(氮磷钾):监测土壤中的主要养分,帮助确定竹荪所需的肥料管理。
5.      气象传感器:监测竹荪种植环境中的气象条件,包括空气温湿度、光照强度和降雨量。
6.      空气温湿度传感器:确保空气温度和湿度符合竹荪的适宜生长条件。
7.      光照强度传感器:检测阳光强度,调节遮阳系统或决定是否进行喷雾操作。
8.      雨量传感器:记录自然降雨量,防止过度灌溉或确定补充灌溉的时间。
智能控制系统
1.      云服务器处理数据:所有传感器采集到的数据通过4G网络实时传输至云服务器。服务器根据预设的竹荪生长模型和实时数据,进行数据分析处理,计算出是否需要进行浇灌或调整环境参数。
2.      脉冲电磁阀控制:当云服务器处理数据后,根据竹荪的需求通过智能算法发出指令,自动控制软管吊装喷淋系统中的脉冲电磁阀,开启或关闭喷淋系统,确保灌溉精准到位。
3.      数据传输与通信
4.      4G网络传输:所有传感器通过4G通信模块,将采集到的环境和土壤数据实时上传至云服务器。
5.      云平台数据分析:云服务器集成了竹荪种植环境的最优条件和算法,能够智能分析当前环境,计算合适的浇灌频率和时长。
6.      控制指令反馈:云服务器根据分析结果,通过4G网络发出指令,控制脉冲电磁阀进行自动开关调节,实现自动化灌溉控制。
(系统平台))
(阀门控制开关界面)
 
(手机微信小程序控制界面)
 
方案原理
1.      传感器数据采集:土壤传感器和气象传感器分别采集种植区域的土壤和空气的温度、湿度、养分、光照强度和降雨量数据。
2.      数据通过传感器模块进行本地处理后,通过4G通信模块上传至云服务器。
3.      云服务器数据分析:云服务器接收到传感器上传的数据后,利用内置的竹荪种植参数模型进行对比分析,判断当前环境条件是否适合竹荪的生长。
4.      若土壤湿度或养分低于预设标准,或空气湿度较低,云服务器将计算需要补充的水量或养分,并生成相应的浇灌指令。
5.      控制系统执行指令:云服务器将分析得出的指令通过4G网络传送至智能脉冲电磁阀控制系统,调节喷淋系统的开启或关闭。
6.      造雾喷头启动后,均匀喷洒水雾,增加空气湿度,确保土壤和空气湿度达到适宜竹荪生长的条件。
7.      反馈与调节:浇灌结束后,传感器再次采集数据,并将新的环境参数传送到云服务器进行更新,确保环境条件始终保持在最佳范围内。
8.      系统具有反馈机制,能够根据实时变化做出调整,避免过度浇灌或不足。
 
方案优势
1.      避免人工忘记浇水,造成竹荪干枯。或忘记关水,浪费水资源或过度浇灌。
2.      给空气降温,避免竹荪在高温环境腐化死亡。
3.      高效节水:精准控制浇灌频率和水量,避免水资源浪费。
4.      提升产量与品质:通过自动化调控环境条件,确保竹荪在最佳环境下生长,提高产量和品质。
5.      低成本维护:自动化控制降低了人工干预的需求,节省了劳动力和维护成本。
6.      智能化管理:结合云平台的数据分析,能够根据环境变化及时调整策略,实现全自动、智能化的灌溉管理。
 
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