基于物联网的扦插植株“监、控、养、护”智慧系统

1.  方案介绍：

在扦插温室当中植株的基质液和温湿度每天，每周，每季都会因为不同的环境因素和扦插物种的不同而不断变化。而对于扦插植株的生长环境以及基质的日常巡检（即温湿度监测与恒定保持，基质液的监测与及时补给）是保证扦插植株稳定繁育的基础。这两项工作技术要求并不高，但费时费力，重复性高，占用了植保人员大量的时间和精力。针对以上问题，研制基于物联网的扦插植株“监、控、养、护”智慧系统。

首先“扦插植株养护巡检机”由可移动监控平台和功能平台（探针式基质液包含率监测与补给装置，缓释丸状基肥球投掷装置）组成。其主要功能为扦插植株的生长情况的远程监控，代替人工进行扦插植株的生长情况的远程监控巡查；探针式基质液包含率监测与补给，对扦插植株的培养基质的基质液含有率进行监测，当包含率低于阈值时自动补给，亦可手动补给；缓释基肥投掷装置实现薄肥勤施，代替人工扇面式抛撒肥，实现减少人工劳动力投入并实现精准施肥。

其次“扦插温室环境监控系统”由四部分组成（基于温湿度阈值控制的绿色滴灌与抽排风机控制装置，温室进出人员统计装置，植株光照调节装置，云端数据存储）。其主要功能为绿色滴灌与抽排风机控制，通过设置温湿度阈值进行自动绿色滴灌的智能开关，抽排风功能可设置为基于阈值开关或手动开关；植株光照调节装置，可根据温室内喜光植株的需要进行照明强度时长与光照强度调节的装置；温室进出人员统计，可用作突发事件的视频监控查询时间节点依据，该记录保存于云端便于随时调用；云端数据存储与利用，可进行温湿度监测数据的云端存储，用于后期同类扦插植株培育作业的参考依据。

2.  主要功能参数：

（1）巡检机功能

扦插植株的生长情况的远程监控；智能巡检机代替人工进行扦插植株的生长情况的远程监控巡查。（移动平台+视频监控）

当智能巡检机行进到某一工位时候，可通过摄像头对二维码的扫描识别出该工位，并查询SQL数据库，得到对应植株信息显示在屏幕上，可以得到工位号、工作人员、生长时间、化肥种类。巡检机上承载着不同种类的液态化肥，通过二维码的扫描来辨识不同工位上植株所需要的液态化肥，使用水泵将相应化肥喷洒到对应工位的植株上。

探针式基质液包含率监测与补给；对扦插植株的培养基质的基质液含有率进行监测，当包含率低于阈值时自动补给，亦可手动补给。

缓释基肥投掷装置实现薄肥勤施；代替人工扇面式抛撒肥，实现减少人工劳动力投入并实现精准施肥。

（2）温室监控功能

绿色滴灌与抽排风机控制；通过设置温湿度阈值进行自动绿色滴灌的智能开关。抽排风功能可设置为基于阈值开关或手动开关。

植株光照调节装置；可根据温室内喜光植株的需要进行照明强度时长与光照强度调节的装置。

温室进出人员统计装置；可用作突发事件的视频监控查询时间节点依据，该记录保存于云端便于随时调用。

云端数据存储与利用；可进行温湿度监测数据的云端存储，用于后期同类扦插植株培育作业的参考依据。

3.  方案核心优势：

（1）利用智能巡检机代替人工进行扦插植株的生长情况的远程监控巡查。

（2）当巡检机行进到某一工位时候，可通过摄像头对二维码的扫描识别出该工位，并获取数据库中该工位植物的生长情况记录与化肥配比，完成对不同树苗的差异施肥。

（3）利用移动平台巡检机的全新设计的探针式监测装置进行基质液包含率的监测，替换以往的固定式传感器分布监测及人工周期性采样化验监测。

（4）利用缓释基肥（丸状基肥球）投掷装置实现薄肥勤施代替人工扇面式抛撒肥，实现减少人工劳动力投入并实现精准施肥。

（5）通过设置温湿度阈值进行自动绿色滴灌的智能开关。抽排风功能可设置为基于阈值开关或手动开关。

（6）可根据温室内喜光植株的需要进行照明强度时长与光照强度调节的装置。

（7）通过红外监测传感器进行温室进出人员统计，可用作突发事件的视频监控查询时间节点依据，该记录保存于云端便于随时调用。

（8）将扦插温室的温湿度监测数据进行实时云端存储，用于后期同类扦插植株培育作业的参考依据。

4.  方案应用细分市场：

产品市场定位为温室植株扦插种植研究院所、高校林场、实验基地、林业农场、特种植株种植户。农林业智慧化是建设现代农林业的基础，是实现现代化的重要标志。巡检机技术和温室环境监控系统的深入研究，可以更好地服务于农林业生产，进而提高农林业机械化和信息化程度。通过对国内外大量相关资料的查阅，发现巡检机技术和监控系统在生产中的应用愈来愈广泛，但是将两者结合的研究还相对较少。扦插植株养护巡检机大大降低了劳动强度，提高了劳动效率，解决了劳动力不足的难题。扦插温室环境监控系统通过物联网技术监控环境参数，为农林作物生产提高科学依据，优化林作物生长环境，可获得作物生长的最佳条件，提高产量和品质，实现农林业的精准化管理。

巡检机在一些发达国家的应用愈来愈广泛，而温室环境监控系统在发达国家已经趋于成熟，这证明了农业机械化和智慧化能给现代农林业带来倍增的经济效益。因此，巡检机器人的开发具有广阔的市场前景。中国的巡检机器人技术也在蓬勃发展，随着科学技术的不断进步，以及各国对巡检机器人的重视程度愈来愈高，农业巡检机器人和智慧化的温室环境监控系统将会被越来越多地应用到农林业生产中，项目产品的普及使用将会为国民经济的提高、社会的稳定发展起到推波助澜的作用。

框图：

实物图：