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一种基于农业物联网的智能桑基鱼塘管理系统的制作方法

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2024-12-09 13:14

本实用新型涉及智能控制领域，尤其是涉及一种基于农业物联网的智能桑基鱼塘管理系统。

背景技术：

桑基鱼塘，作为最早能体现我国劳动人民的绿色循环理念的生态农业，一直被沿用至今，其基本理念即:桑树取叶喂养桑蚕；桑蚕的排泄物蚕沙用于投喂鱼料；而鱼塘的沉淀物则用于灌溉桑树林的有机肥料。随着社会经济的不断发展和变迁，桑基鱼塘在现代农业中的各类问题凸显，动植物的虫害严重、人们对农产品的绿色环保要求不断提升、规模产业化不够、农业劳动力不足，且现有技术无法解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于农业物联网的智能桑基鱼塘管理系统，该智能桑基鱼塘管理系统克服了现有技术的不足，利用智能控制实现了桑蚕、桑叶、鱼类的科学精准养殖，降低了人力资源成本，环保节能，能对整个系统进行实施监控和远程操作。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于农业物联网的智能桑基鱼塘管理系统，包括蚕室区、鱼塘区和桑基区，其特征在于：该智能桑基鱼塘管理系统还包括数据采集单元、STM32控制单元、应用单元和摄像单元；

所述数据采集单元分别安装在蚕室区和桑基区内，用于采集蚕室区和桑基区内的空气质量值、空气温湿度和土壤湿度值，用于检测桑基鱼塘中蚕室区和桑基区的各种环境参数，并将采集到的各种数据传输到STM32控制单元；

所述STM32控制单元包括阈值设定模块和定时模块；所述阈值设定模块是将数据采集单元采集到的各种数据信号，进行阈值设定，并将采集到的各种数据信号与设定的阈值进行比较，根据判定结果发出控制指令；所述定时模块是设定定时信号，在到达设定的定时时间后发出控制指令；所述STM32控制单元中的阈值设定模块和定时模块发出控制信号通过WIFI模块或GSM模块传输给应用单元；

所述应用单元包括加热加湿器、排气扇、传送带、给食阀、抽泥机、机械臂和蚕粪分离器以及用户端；所述加热加湿器安装在蚕室区内，根据STM32控制单元的控制指令对蚕室区中的温湿度进行调节；所述排气扇安装在蚕室区内，根据STM32控制单元的控制指令对蚕室区中的空气质量进行调节；所述传送带安装在蚕室区和鱼塘区之间，根据STM32控制单元的控制指令将蚕室区产出的食物传送到鱼塘区；所述给食阀安装在鱼塘区的上方，根据STM32控制单元的控制指令将食物投放到鱼塘区；所述抽泥机安装在鱼塘区内，在抽泥机上安装有输送管道，所述输送管道和一端与抽泥机连接，另一端伸入到桑基区内，所述抽泥机根据STM32控制单元的控制指令对鱼塘区和桑基区中的土壤进行调节，根据需要抽出鱼塘区内的水或者泥，通过输送管道输送到桑基区，对桑基区进行灌溉或者施肥；所述机械臂放置在桑基区和蚕室区之间，根据STM32控制单元的控制指令将桑基区内的桑叶采摘之后传送到蚕室区；所述蚕粪分离器放置在蚕室区内，根据STM32控制单元的控制指令将蚕室区内的蚕与蚕粪进行分离，得到蚕的排泄物蚕粪再通过传送带传送到鱼塘区中喂鱼；

所述用户端包括电脑或手机；用户可通过用户端中的电脑或手机对加热加湿器、排气扇、传送带、给食阀、抽泥机、机械臂和蚕粪分离器进行控制；

所述摄像单元安装在桑基区内，包括摄像头；所述摄像头与用户端连接，根据STM32控制单元发出的控制指令进行相应的操作,并将摄像的结果传输到用户端。

所述数据采集单元是采集蚕室区和桑基区内环境参数的传感器，分别为安装在蚕室区的空气质量传感器、温湿度传感器和安装在桑基区内的土壤湿度传感器，分别采集蚕室区内的空气质量值、空气温湿度和桑基区内的土壤湿度值，用于检测桑基鱼塘中蚕室区和桑基区的各种环境参数。

所述STM32控制单元中的阈值设定模块至少包括三个，分别为空气质量阈值设定模块、温湿度阈值设定模块和土壤湿度阈值设定模块，分别对蚕室区和桑基区内的空气污染的上限值、温湿度的上限值和土壤湿度的上限值进行设定；所述阈值设定模块将数据采集单元所采集到的各种数据信号与设定的阈值进行比较，根据判定结果，分别控制排气扇、加热加湿器和抽泥机的运行。

所述STM32控制单元中的定时模块至少包括四个定时器，分别为传食定时器、投食定时器、摘叶定时器和分离蚕粪定时器，所述传食定时器、投食定时器、摘叶定时器和分离蚕粪定时器分别设定定时信号，在到达设定的定时时间后发出控制指令，并通过WIFI模块或GSM模块分别传输给应用单元，分别控制传送带、给食阀、机械臂和蚕粪分离器的运行。

所述STM32控制单元中的定时模块还包括拍照定时器；所述拍照定时器与摄像单元中的摄像头连接，用于定时对桑叶进行拍照，并将照片传输到用户端，进行病虫害鉴别。

在上述技术方案中，本实用新型的一种基于农业物联网的智能桑基鱼塘系统是通过安装在桑基区和蚕室区内部的数据采集单元中多个传感器，包括空气质量传感器、温湿度传感器和土壤湿度传感器，这些传感器能够实时检测桑基区和蚕室区中空气质量、空气温湿度和土壤含水量，一旦发现超过系统设定的预警值，将传输到STM32控制单元，由STM32控制单元给出相应的处理指令，并传输给对应的应用模块中对应的排气扇、加热加湿器以及抽泥机，来进行相应的操作；STM32控制单元中还设定定时传食、定时投食、定时摘叶、定时分离蚕粪四个定时器，定时器时间达到预设值，将自动打开定时传食的传送带、定时投食的给食阀、定时摘叶的机械臂和定时分离蚕粪的蚕粪分离器。另外STM32控制单元可通过电脑、手机与用户建立连接，各传感器的实时数据、相应的应用模块的各种状态都可以在电脑、手机上显示，能够实时进行对桑基鱼塘内部情况的了解与记录，用户可在用户端下达指令进行相应的操作。桑基区中安装的摄像头用于定时对桑叶进行拍照，并将照片传输到用户端进行病虫害鉴别，用户可得知桑叶是否患有病虫害以及患有何种病虫害。本实用新型的有益效果是：第一，本实用新型通过数据采集、传输和智能分析处理，对桑基鱼塘这一传统生态农业进行了智能化的设计，实现了自动化的改良蚕室环境、分离蚕粪、投食、采摘桑叶以及灌溉。第二，对桑基区、鱼塘区和蚕室区之间利用机械臂，传送带和抽泥机，利用智能控制实现了自动一体化，降低了对人力资源的要求；第三，本实用新型对桑基区和蚕室区分别安装了空气质量传感器、温湿度传感器和土壤湿度传感器，通过对桑基区和蚕室区的各种环境参数进行监测，能实时观察动植物的生长环境，一旦监测到数据异常，及时远程控制改良，实现了桑蚕、桑叶、鱼类的科学精准养殖；第四，本实用新型安装了拍照定时器等定时模块，实现了动植物虫害的智能鉴别，能对出现虫害的桑树进行及时确诊，保证桑叶和蚕茧的绿色健康；第五，本实用新型利用电脑或手机，对整个系统进行实施监控和远程操作。

附图说明

图1是本实用新型一种基于农业物联网的智能桑基鱼塘管理系统的结构示意图；

图2是本实用新型一种基于农业物联网的智能桑基鱼塘管理系统的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清晰、完整地阐述，所述的实施例仅为本实用新型的一部分，基于本实用新型中的实用新型要点，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实用新型创造，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2所示，本实施例的一种基于农业物联网的智能桑基鱼塘管理系统，包括蚕室区1、鱼塘区7和桑基区10、数据采集单元13、STM32控制单元14、应用单元21和摄像单元23。

本实施例中的数据采集单元13分别安装在蚕室区1和桑基区10内，用于采集蚕室区1和桑基区10内的空气质量值、空气温湿度和土壤湿度值，用于检测桑基鱼塘中蚕室区1和桑基区10的各种环境参数，并将采集到的各种数据传输到STM32控制单元14。本实施例的数据采集单元是采集蚕室区1和桑基区10内环境参数的传感器，分别为安装在蚕室区1内的空气质量传感器4、温湿度传感器5和桑基区10内的土壤湿度传感器11，分别采集蚕室区1内的空气质量值、空气温湿度和桑基区10内的土壤湿度值，用于检测桑基鱼塘中蚕室区1和桑基区10的各种环境参数。

本实施例中的STM32控制单元14包括阈值设定模块26和定时模块27。阈值设定模块26是将数据采集单元13采集到的各种数据信号，进行阈值设定，并将采集到的各种数据信号与设定的阈值进行比较，根据判定结果发出控制指令。定时模块27是设定定时信号，在到达设定的定时时间后发出控制指令；所述STM32控制单元14中的阈值设定模块26和定时模块27发出控制信号通过WIFI模块或GSM模块传输给应用单元21。本实施例中，STM32控制单元14中的阈值设定模块26至少包括三个，分别为空气质量阈值设定模块15、温湿度阈值设定模块16和土壤湿度阈值设定模块17，分别对蚕室区1和桑基区10内的空气污染的上限值、温湿度的上限值和土壤湿度的上限值进行设定。本实施例的阈值设定模块26将数据采集单元13所采集到的各种数据信号与设定的阈值进行比较，根据判定结果，分别控制应用单元21中的排气扇3、加热加湿器2和抽泥机9的运行。本实施例中，STM32控制单元14中的定时模块27至少包括四个定时器，分别为传食定时器18、投食定时器19、摘叶定时器20和分离蚕粪定时器30，所述传食定时器18、投食定时器19、摘叶定时器20和分离蚕粪定时器30分别设定定时信号，在到达设定的定时时间后发出控制指令，并通过WIFI模块或GSM模块分别传输给应用单元21，分别控制传送带6、给食阀8、机械臂12和蚕粪分离器31的运行。本实施例中，STM32控制单元14中的定时模块27还包括拍照定时器25，拍照定时器25与摄像单元23中的摄像头24连接，用于定时对桑叶进行拍照，并将照片传输到用户端22的电脑28或手机29中，进行病虫害鉴别。

本实施例中的应用单元21包括加热加湿器2、排气扇3、传送带6、给食阀8、抽泥机9、机械臂12和蚕粪分离器31以及用户端22。本实施例中，加热加湿器2安装在蚕室区1内，根据STM32控制单元14的控制指令对蚕室区1中的温湿度进行调节。排气扇3安装在蚕室区1内，根据STM32控制单元14的控制指令对蚕室区1中的空气质量进行调节。传送带6安装在蚕室区1和鱼塘区7之间，根据STM32控制单元14的控制指令将蚕室区1产出的食物传送到鱼塘区7。给食阀8安装在鱼塘区7的上方，根据STM32控制单元14的控制指令将食物投放到鱼塘区7。抽泥机9安装在鱼塘区7内，在抽泥机9上安装有输送管道32，输送管道32和一端与抽泥机9连接，另一端伸入到桑基区10内，抽泥机9根据STM32控制单元14的控制指令对鱼塘区7和桑基区10中的土壤进行调节，根据需要抽出鱼塘区7内的水或者泥，通过输送管道32输送到桑基区10，对桑基区10进行灌溉或者施肥。本实施例的机械臂12放置在桑基区10和蚕室区1之间，根据STM32控制单元的控制指令将桑基区10内的桑叶采摘之后传送到蚕室区1。蚕粪分离器31放置在蚕室区1内，根据STM32控制单元的控制指令将蚕室区1内的蚕与蚕粪进行分离，得到蚕的排泄物蚕粪再通过传送带6传送到鱼塘区7中喂鱼。

本实施例的用户端22包括电脑28和手机29。用户可通过用户端22中的电脑28和手机29对加热加湿器2、排气扇3、传送带6、给食阀8、抽泥机9、机械臂12和蚕粪分离器31进行远程控制。

本实施例的摄像单元23安装在桑基区10内，包括摄像头24；所述摄像头24与用户端22连接，根据STM32控制单元14发出的控制指令进行相应的操作,并将摄像的结果传输到用户端22。

在本实施例中，通过安装在桑基区10和蚕室区1内部的数据采集单元13中多个传感器，包括空气质量传感器4、温湿度传感器5和土壤湿度传感器11，这些传感器能够实时检测桑基区10和蚕室区1中空气质量、空气温湿度和土壤含水量，一旦发现超过系统设定的预警值，将传输到STM32控制单元14，由STM32控制单元14给出相应的处理指令，并传输给对应的应用模块21中对应的排气扇3、加热加湿器2以及抽泥机9，来进行相应的操作。STM32控制单元14中还设定定时传食、定时投食、定时摘叶、定时分离蚕粪四个定时器，定时器时间达到预设值，将自动打开定时传食的传送带6、定时投食的给食阀8、定时摘叶的机械臂12和定时分离蚕粪的蚕粪分离器31。另外STM32控制单元14可通过电脑28、手机29与用户建立连接，各传感器的实时数据、相应的应用模块的各种状态都可以在电脑28、手机29上显示，能够实时进行对桑基鱼塘管理系统内部情况的了解与记录，用户可在用户端下达指令进行相应的远程操作。桑基区10中安装的摄像头24用于定时对桑叶进行拍照，并将照片传输到用户端22中进行病虫害鉴别，用户可得知桑叶是否患有病虫害以及患有何种病虫害。本实施例通过数据采集、传输和智能分析处理，对桑基鱼塘这一传统生态农业进行了智能化的设计，实现了自动化的改良蚕室环境、分离蚕粪、投食、采摘桑叶以及灌溉。

以上所述，仅是本实用新型的实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效方法的变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。