本發(fā)明涉及基于二維碼水果全程多源信息追溯的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

背景技術：

目前，我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式大部分仍然延續(xù)傳統(tǒng)以人力為主的方式，生產(chǎn)效率低，信息化程度低。隨著科學技術的不斷進步，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式對變革的訴求在不斷的加強，在逐步朝著更加人性化、智能化的方向演變。目前果樹栽培數(shù)據(jù)化監(jiān)控技術正在興起，但全方位監(jiān)控、調(diào)節(jié)以及在銷售過程中多源信息追溯的物聯(lián)網(wǎng)管理模式還不夠健全。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種基于二維碼水果全程多源信息追溯的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，該物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了果樹生產(chǎn)管理信息化、科學化、高效化的現(xiàn)代化果樹生長管理模式。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

基于二維碼水果全程多源信息追溯的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，包括環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，信號處理傳輸系統(tǒng)，中央處理系統(tǒng)，環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)，電力供配系統(tǒng)；

所述環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)包括土壤信息自動監(jiān)測儀、氣象信息監(jiān)測儀、以及視頻采集裝置；所述氣象信息監(jiān)測儀包括風速測量儀、雨量測量器、空氣溫濕度測量器、以及光照傳感器；

所述土壤信息自動監(jiān)測儀包括外表面上設有四個以上骨架、以及與骨架數(shù)量相同的監(jiān)測儀太陽能電板的儀器主體，設在儀器主體內(nèi)、用于支撐儀器主體的支撐件，穿過該支撐件中心位置、用于驅(qū)動所述儀器主體緩慢滾動的驅(qū)動軸，設在支撐件上與該驅(qū)動軸連接并為該驅(qū)動軸提供驅(qū)動力的驅(qū)動電機，設在支撐件上、與監(jiān)測儀太陽能電板連接的監(jiān)測儀電源控制器，均設在支撐件上且同時與監(jiān)測儀電源控制器連接的監(jiān)測儀太陽能電池組、監(jiān)測儀備用電源和監(jiān)測儀電源板，對稱設在儀器主體上并與驅(qū)動軸兩端可拆卸連接、用于開閉儀器主體的安裝蓋，設在支撐件上且與驅(qū)動電機連接的方向控制器，以及溫度傳感器、濕度傳感器、鹽分傳感器和土壤熱通量傳感器；所述溫度傳感器、濕度傳感器、鹽分傳感器和土壤熱通量傳感器分別設在不同的骨架上，所述監(jiān)測儀電源板分別與驅(qū)動電機和方向控制器電連接，所述儀器主體為球體、橢球體或圓柱體，所述骨架在儀器主體外表面上等距排列，所述每相鄰兩個骨架之間設一個監(jiān)測儀太陽能電板，所述骨架之間、且在監(jiān)測儀太陽能電板上部設置有透明保護膜；

所述環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括自動灌溉裝置、夜間光照裝置、自動泄洪裝置；

所述信號處理傳輸系統(tǒng)包括設在支撐件上的環(huán)境信號處理器，設在氣象信息監(jiān)測儀上的氣象信號處理器，與環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)連接的環(huán)境調(diào)節(jié)信號處理器，與視頻采集裝置連接的視頻信號處理器，基地信息收發(fā)裝置，以及通過無線網(wǎng)絡與基地信息收發(fā)裝置連接的中央信息收發(fā)裝置；

所述環(huán)境信號處理器分別與溫度傳感器、濕度傳感器、鹽分傳感器、土壤熱通量傳感器連接，所述氣象信號處理器分別與風速測量儀、雨量測量器、空氣溫濕度測量器、光照傳感器連接，所述環(huán)境調(diào)節(jié)信號處理器分別與自動灌溉裝置、夜間光照裝置、自動泄洪裝置連接；

所述電力供配系統(tǒng)包括太陽能發(fā)電裝置和備用供電電源，所述太陽能發(fā)電裝置包括太陽能電板、太陽能蓄電組、以及電源板；

所述控制系統(tǒng)包括與基地信息收發(fā)裝置連接的主控制器，分別與主控制器通過局域無線網(wǎng)絡連接的環(huán)境監(jiān)測控制器、氣象監(jiān)測控制器、視頻控制器、環(huán)境調(diào)節(jié)控制器、以及電源控制器，所述環(huán)境監(jiān)測控制器設在支撐件上并與環(huán)境信號處理器和方向控制器連接，所述環(huán)境調(diào)節(jié)控制器設在環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)上并且與環(huán)境調(diào)節(jié)信號處理器連接，所述氣象監(jiān)測控制器設在氣象信息監(jiān)測儀上并與氣象信號處理器連接，所述視頻控制器設在視頻采集裝置上并與視頻信號處理器連接，所述電源控制器設在電力供配系統(tǒng)上并分別與太陽能電板、太陽能蓄電組、備用供電電源、以及電源板連接；

所述中央處理系統(tǒng)包括與中央信息收發(fā)裝置連接的PC機，所述PC機用于數(shù)據(jù)接收存儲及分析、以及根據(jù)數(shù)據(jù)分析情況通過無線網(wǎng)絡發(fā)送工作指令；

所述電源板分別與風速測量儀、雨量測量器、空氣溫濕度測量器、光照傳感器、基地信息收發(fā)裝置、自動灌溉裝置、夜間光照裝置、泄洪裝置、環(huán)境調(diào)節(jié)控制器、主控制器、視頻采集裝置、環(huán)境調(diào)節(jié)信號處理器、視頻信號處理器、氣象信號處理器、氣象監(jiān)測控制器、視頻控制器電連接；

所述監(jiān)測儀電源板分別與溫度傳感器、濕度傳感器、鹽分傳感器、土壤熱通量傳感器、驅(qū)動電機、方向控制器、環(huán)境信號處理器、以及環(huán)境監(jiān)測控制器電連接。

進一步地，所述中央處理系統(tǒng)還包括與PC機連接的二維碼生成設備，以及與PC機連接的二維碼打印機。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明構(gòu)思奇妙、設計科學合理、使用方便，具備突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步。

(2)本發(fā)明在果樹生長期間將土壤信息、氣象信息、灌溉信息、視頻信息以及光照信息全面地進行采集，并通過無線網(wǎng)絡將上述所有信息傳送至中央控制系統(tǒng)進行分析存儲，從而對果樹生長進行全面的監(jiān)控，并且在分析發(fā)現(xiàn)任何異常情況時，又及時地通過無線網(wǎng)絡向主控制器傳送相應解決方案的指令，主控制器根據(jù)接收到的指令，通過環(huán)境調(diào)節(jié)控制器做出相應的環(huán)境調(diào)節(jié)措施，全程高效可控，實現(xiàn)了果樹生產(chǎn)管理信息化、科學化、高效化的現(xiàn)代化果樹生長物聯(lián)網(wǎng)管理模式。

(3)本發(fā)明將所采集的所有土壤信息、氣象信息、灌溉信息、視頻信息以及光照信息作為基礎數(shù)據(jù)進行存儲，并將該基礎信息通過二維碼生成設備生成二維碼后，通過二維碼打印機打印出相應的二維碼標簽貼入相應的水果產(chǎn)品中，客戶可以通過手機等通信設備掃描該二維碼標簽，來獲取相應進入存儲有與所掃描水果相對應的土壤信息、氣象信息、灌溉信息、視頻信息以及光照信息的平臺進行了解，實現(xiàn)了水果通過二維碼進行全程多源信息的追溯功能

(4)本發(fā)明的儀器主體在果園中通過方向控制器的操控，可以朝著預設的任意方向滾動，如此一臺土壤信息自動監(jiān)測儀就可以監(jiān)測很大的范圍，相比于現(xiàn)有技術每間隔一段距離就固定設置一個檢測儀器，極大地節(jié)約了成本。

(5)本發(fā)明采用太陽能發(fā)電為各設備提供工作用電，節(jié)約能源，實現(xiàn)能源綠色化，并且還設有備用電源，當出現(xiàn)連續(xù)陰雨天氣等突發(fā)事件時，使各設備的正常工作得到了保障。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中土壤信息自動監(jiān)測儀的外形結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明中土壤信息自動監(jiān)測儀的內(nèi)部支撐件結(jié)構(gòu)圖。

其中，附圖標記對應的名稱為：

1-環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、2-控制系統(tǒng)、3-信號處理傳輸系統(tǒng)、4-中央處理系統(tǒng)、5-環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)、6-電力供配系統(tǒng)、7-土壤信息自動監(jiān)測儀、8-氣象信息監(jiān)測儀、9-溫度傳感器、10-濕度傳感器、11-鹽分傳感器、12-土壤熱通量傳感器、13-風速測量儀、14-雨量測量器、15-空氣溫濕度測量器、16-光照傳感器、17-環(huán)境信號處理器、18-基地信息收發(fā)裝置、19-中央信息收發(fā)裝置、20-自動灌溉裝置、21-夜間光照裝置、22-泄洪裝置、23-PC機、24-環(huán)境監(jiān)測控制器、25-環(huán)境調(diào)節(jié)控制器、26-二維碼打印機、27-電源控制器、28-主控制器、29-太陽能發(fā)電裝置、30-備用供電電源、31-太陽能電板、32-太陽能蓄電組、33-電源板、34-視頻采集裝置、35-二維碼生成設備、37-環(huán)境調(diào)節(jié)信號處理器、38-視頻信號處理器、39-氣象信號處理器、40-氣象監(jiān)測控制器、41-視頻控制器、71-儀器主體、72-骨架、73-監(jiān)測儀太陽能電板、74-支撐件、75-驅(qū)動軸、76-驅(qū)動電機、77-監(jiān)測儀電源控制器、78-監(jiān)測儀太陽能電池組、79-監(jiān)測儀備用電源、710-監(jiān)測儀電源板、711-安裝蓋、712-方向控制器、713-透明保護膜。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖說明和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的方式包括但不僅限于以下實施例。

實施例

如圖1～3所示，基于二維碼水果全程多源信息追溯的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，包括環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)1，控制系統(tǒng)2，信號處理傳輸系統(tǒng)3，中央處理系統(tǒng)4，環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)5，電力供配系統(tǒng)6；

所述環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)1包括土壤信息自動監(jiān)測儀7、氣象信息監(jiān)測儀8、以及視頻采集裝置34；所述氣象信息監(jiān)測儀8包括風速測量儀13、雨量測量器14、空氣溫濕度測量器15、以及光照傳感器16；

所述土壤信息自動監(jiān)測儀7包括外表面上設有四個以上骨架72、以及與骨架72數(shù)量相同的監(jiān)測儀太陽能電板73的儀器主體71，設在儀器主體71內(nèi)、用于支撐儀器主體71的支撐件74，穿過該支撐件74中心位置、用于驅(qū)動所述儀器主體71緩慢滾動的驅(qū)動軸75，設在支撐件74上與該驅(qū)動軸75連接并為該驅(qū)動軸75提供驅(qū)動力的驅(qū)動電機76，設在支撐件74上、與監(jiān)測儀太陽能電板73連接的監(jiān)測儀電源控制器77，均設在支撐件74上且同時與監(jiān)測儀電源控制器77連接的監(jiān)測儀太陽能電池組78、監(jiān)測儀備用電源79和監(jiān)測儀電源板710，對稱設在儀器主體71上并與驅(qū)動軸75兩端可拆卸連接、用于開閉儀器主體71的安裝蓋711，設在支撐件74上且與驅(qū)動電機76連接的方向控制器712，以及溫度傳感器9、濕度傳感器10、鹽分傳感器11和土壤熱通量傳感器12；所述溫度傳感器9、濕度傳感器10、鹽分傳感器11和土壤熱通量傳感器12分別設在不同的骨架72上，所述監(jiān)測儀電源板710分別與驅(qū)動電機76和方向控制器712電連接，所述儀器主體71為球體、橢球體或圓柱體，所述骨架72在儀器主體71外表面上等距排列，所述每相鄰兩個骨架72之間設一個監(jiān)測儀太陽能電板73，所述骨架72之間、且在監(jiān)測儀太陽能電板73上部設置有透明保護膜713；

所述環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)5包括自動灌溉裝置20、夜間光照裝置21、自動泄洪裝置22；

所述信號處理傳輸系統(tǒng)3包括設在支撐件74上的環(huán)境信號處理器17，設在氣象信息監(jiān)測儀8上的氣象信號處理器39，與環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)5連接的環(huán)境調(diào)節(jié)信號處理器37，與視頻采集裝置34連接的視頻信號處理器38，基地信息收發(fā)裝置18，以及通過無線網(wǎng)絡與基地信息收發(fā)裝置18連接的中央信息收發(fā)裝置19；

所述環(huán)境信號處理器17分別與溫度傳感器9、濕度傳感器10、鹽分傳感器11、土壤熱通量傳感器12連接，所述氣象信號處理器39分別與風速測量儀13、雨量測量器14、空氣溫濕度測量器15、光照傳感器16連接，所述環(huán)境調(diào)節(jié)信號處理器37分別與自動灌溉裝置20、夜間光照裝置21、自動泄洪裝置22連接；

所述電力供配系統(tǒng)6包括太陽能發(fā)電裝置29和備用供電電源30，所述太陽能發(fā)電裝置29包括太陽能電板31、太陽能蓄電組32、以及電源板33；

所述控制系統(tǒng)2包括與基地信息收發(fā)裝置18連接的主控制器28，分別與主控制器28通過局域無線網(wǎng)絡連接的環(huán)境監(jiān)測控制器24、氣象監(jiān)測控制器40、視頻控制器41、環(huán)境調(diào)節(jié)控制器25、以及電源控制器27，所述環(huán)境監(jiān)測控制器24設在支撐件74上并與環(huán)境信號處理器17和方向控制器712連接，所述環(huán)境調(diào)節(jié)控制器25設在環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)5上并且與環(huán)境調(diào)節(jié)信號處理器37連接，所述氣象監(jiān)測控制器40設在氣象信息監(jiān)測儀8上并與氣象信號處理器39連接，所述視頻控制器41設在視頻采集裝置34上并與視頻信號處理器38連接，所述電源控制器27設在電力供配系統(tǒng)6上并分別與太陽能電板31、太陽能蓄電組32、備用供電電源30、以及電源板33連接；

所述中央處理系統(tǒng)4包括與中央信息收發(fā)裝置19連接的PC機23，所述PC機23用于數(shù)據(jù)接收存儲及分析、以及根據(jù)數(shù)據(jù)分析情況通過無線網(wǎng)絡發(fā)送工作指令；

所述電源板33分別與風速測量儀13、雨量測量器14、空氣溫濕度測量器15、光照傳感器16、基地信息收發(fā)裝置18、自動灌溉裝置20、夜間光照裝置21、泄洪裝置22、環(huán)境調(diào)節(jié)控制器25、主控制器28、視頻采集裝置34、環(huán)境調(diào)節(jié)信號處理器37、視頻信號處理器38、氣象信號處理器39、氣象監(jiān)測控制器40、視頻控制器41電連接；

所述監(jiān)測儀電源板710分別與溫度傳感器9、濕度傳感器10、鹽分傳感器11、土壤熱通量傳感器12、驅(qū)動電機76、方向控制器712、環(huán)境信號處理器17、以及環(huán)境監(jiān)測控制器24電連接。

進一步地，所述中央處理系統(tǒng)4還包括與PC機23連接的二維碼生成設備35，以及與PC機23連接的二維碼打印機26。

本發(fā)明啟動時，土壤信息自動監(jiān)測儀7、氣象信息監(jiān)測儀8、視頻采集裝置34在各自的控制器下實時的進行土壤、氣象以及果樹視屏等信息的檢測采集，并將相應的信息通過無線網(wǎng)絡傳送至PC機23，PC機23及時對各信息進行存儲和分析，通過接收到的信息分析出現(xiàn)異常時，PC機23及時做出消除異常情況的方案，并將實現(xiàn)該方案的操作方式指令通過中央信息收發(fā)裝置19和基地信息收發(fā)裝置18傳送至主控制器28，主控制器28再通過相應的環(huán)境調(diào)節(jié)控制器25對環(huán)境進行調(diào)節(jié)。

當PC機23接收到的數(shù)據(jù)顯示果園土壤處于干燥狀態(tài)不適宜果樹生長時，會及時給主控制器28發(fā)出灌溉指令，主控制器28通過無線局域網(wǎng)將該指令傳達至環(huán)境調(diào)節(jié)控制器25，環(huán)境調(diào)節(jié)控制器25接收到該指令時控制自動灌溉裝置20開始灌溉，當PC機23接收到土壤信息自動監(jiān)測儀7傳送的數(shù)據(jù)顯示經(jīng)灌溉的土壤適宜果樹生長時，傳達停止灌溉的指令，當環(huán)境調(diào)節(jié)控制器25接收到停止灌溉的指令時，控制自動灌溉裝置20停止灌溉，同理泄洪裝置(22)在環(huán)境調(diào)節(jié)控制器25的控制下進行疏泄洪水的環(huán)境調(diào)節(jié)。

當視頻采集裝置(34)傳給PC機23顯示果樹處于結(jié)果期時，因果樹在該階段需要更充分光照時間，為了增加水果品質(zhì)，當夜晚無陽光照射時，PC機23發(fā)出夜間照明指令，此時環(huán)境調(diào)節(jié)控制器25接收到指令后控制夜間光照裝置(21)打開進行照明。

本發(fā)明中土壤信息自動監(jiān)測儀在使用時，首先通過主控制器28將檢測路線傳送至環(huán)境監(jiān)測控制器24，再通過環(huán)境監(jiān)測控制器24傳送至方向控制器712，方向控制器712接收到指令后，控制驅(qū)動電機76開始工作，此時儀器主體71在驅(qū)動電機76和方向控制器712的作用下，按照設定的路線緩慢的滾動前行，同時，環(huán)境信號處理器17開始接收溫度傳感器9、濕度傳感器10、鹽分傳感器11、土壤熱通量傳感器12所測量的信號，并同步將接收到的信號轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡傳送至PC機23作為基礎數(shù)據(jù)進行存儲。

工作過程中，驅(qū)動電機76、環(huán)境信號處理器17和方向控制器712的工作用電都是通過監(jiān)測儀電源板710提供，當天氣晴朗時，監(jiān)測儀太陽能電板73接收太陽光進行發(fā)電，并將電能通過監(jiān)測儀電源控制器77存儲至監(jiān)測儀太陽能電池組78，同時監(jiān)測儀電源控制器77還控制監(jiān)測儀太陽能電池組78與監(jiān)測儀電源板710接通，此時監(jiān)測儀太陽能電池組78通過監(jiān)測儀電源板710為驅(qū)動電機76、環(huán)境信號處理器17和方向控制器712供電，當連續(xù)出現(xiàn)陰雨天氣時，監(jiān)測儀太陽能電池組78在持續(xù)供電后，因得不到電能的補充導致電壓降低，從而不足以為驅(qū)動電機76、環(huán)境信號處理器17和方向控制器712供電時，監(jiān)測儀電源控制器77則控制切斷監(jiān)測儀太陽能電池組78與監(jiān)測儀電源板710的連接，并同時控制監(jiān)測儀備用電源79與監(jiān)測儀電源板710連通，此時改由監(jiān)測儀備用電源79連監(jiān)測儀通電源板710為驅(qū)動電機76、環(huán)境信號處理器17和方向控制器712供電，直到天氣晴朗，監(jiān)測儀太陽能電池組78得到電能補充能夠恢復供電后，監(jiān)測儀電源控制器77又及時控制由監(jiān)測儀太陽能電池組78供電，如此本發(fā)明的土壤信息自動監(jiān)測儀能夠?qū)崿F(xiàn)全天候不間斷的進行土壤信息檢測工作，并且避免了人為或天氣因素致使檢測數(shù)據(jù)缺乏代表性的情況出現(xiàn)。

在檢測過程中，一片大范圍的果園可以同時投放多臺土壤信息自動監(jiān)測儀，其中，可以設定一定數(shù)量的土壤信息自動監(jiān)測儀按照固定并具備代表性的路線反復往返滾動檢測，再設定幾臺土壤信息自動監(jiān)測儀隨機機動檢測，以達到在使用少量自動監(jiān)測儀設備的情況下，檢測點還能全面覆蓋整個果園的目的，如此在多源信息追溯的過程中，甚至能追溯到每一小批次水果所生長的具體土壤信息。

本發(fā)明通過將現(xiàn)有器件設備進行科學組合運用，實現(xiàn)了果樹生產(chǎn)管理信息化、科學化、高效化的現(xiàn)代化果樹生長物聯(lián)網(wǎng)管理模式，本發(fā)明采集信息數(shù)據(jù)全面精確、代表性強，包括了能影響果樹生長的土壤、氣象、灌溉、光照等多方面信息，并將上述信息作為基礎信息進行存儲，且設計通過二維碼掃描讀取的方式呈現(xiàn)給客戶，達到了水果全程生長信息可追溯的目的，具備突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步。

上述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式之一，不應當用于限制本發(fā)明的保護范圍，但凡在本發(fā)明的主體設計思想和精神上作出的毫無實質(zhì)意義的改動或潤色，其所解決的技術問題仍然與本發(fā)明一致的，均應當包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。