基于二維碼的農作物生長環境的跟蹤系統的制作方法

本發明涉及農作物的發育生長環境的監控，特別是涉及基于二維碼的農作物生長環境的跟蹤系統。

背景技術：

所有的農作物生長發育都受環境因素的影響，主要是溫度、光照、水分、空氣、土壤及養分條件。在這些環境條件中，不管哪種因素發生變化，都會影響農作物的生長和發育。因此，調節環境因素，使之適應于農作物的發育生長是栽培中極為重要的工作。

然而，諸環境條件之間的相互關系極為復雜。存在著相互聯系、相互制約的關系，它們對農作物的生長發育是綜合的影響，但在一定情況下，其中一個因素起主導作用。

所謂環境，泛指農作物生存四周空間所存在的一切事物，如前面已經提到的氣候（如溫度、光照、水分等）、土壤、生物等因素的綜合。這些事物中的每一個因素，稱為環境條件（或因素）。但是并不是所有的環境條件都與農作物有關系，我們需要研究了解的只是那些在不同的時間或地點，對于農作物的生命活動直接或間接地有著密切關系的環境條件，這樣的環境條件又稱為生態條件。

不同的農作物具有不同的生長發育規律，這種內在的規律統稱為生態習性，這是農作物長期受特定的生態環境綜合影響而形成的，能夠遺傳，屬于遺傳特性。而另一方面，農作物對生態環境的變化又能產生各種不同的反應和多種多樣的自適應性，這常稱為生態適應性。

因此通過描述得出，農作物生長發育期間需要遵從三個關系原則：一是必須遵守農作物遺傳規律的生態習性，比如水生農作物就不能在沙漠中種植。二是盡可能地不挑戰農作物對生態環境變化的生態適應性忍受能力，比如耐旱農作物應避免在低洼易汲水地塊栽培。三是處理好農作物生長發育規律與生態條件的關系，比如說農作物在不同季節或區域需要的最佳溫度、光照、水分、空氣、土壤及養分等生態環境條件不全相同，它是一門有規律、充滿知識與需要觀察力的科學。面對不斷的變化，要按農作物生長發育規律辦事，盡可能地調用一切手段加以滿足或趨近。

其中將土壤、生物等因素如土壤構造及養分、空氣、甚至基因、種苗等稱之為農作物發育、生長的基礎條件；氣候如溫度、光照、水分、還有季節因數等認為是影響農作物生長和發育的生態條件。通過不斷調控生態軟環境因素，使之適應農作物發育生長規律是農業管理中極為重要的工作。也是精細化耕作，提高農作物收成的必由之路。

農作物的一切生命活動都必須在一定的溫度條件下才能正常進行。溫度的高低直接影響著農作物的分布、生長發育以及體內的一切生理變化。農作物的正常生長還需要一定的晝夜溫差（較高的日溫和較低的夜溫），這咱現象稱為生長的溫周期現象。這也是農作物適應自然界溫度白天較高晚上較低的結果。

光照是制造營養物質的來源。一般來說，光照充足，光合作用旺盛，形成的碳水化合物多，農作物體內干物質積累就多，生長發育就健壯。根據農作物對光照強度要求的不同，可分為：陽性農作物（長日照農作物）、陰性農作物（短日照農作物）、中性農作物（日中性農作物）。每種農作物都有其各自的光飽和點和光補償點。每種農作物都不能放在光強度低于其光補償點的環境下較長時間，長期把農作物放置于高于其光補償點但又接近補償點的地方，對生長發育也是很不利的。

水是農作物體的重要組成部分，也是農作物生命活動的必要條件，水是農作物進行光合作用的重要原料；土壤中的營養物質，只有溶解于水時才能被吸收利用，體內各種生理機能活動也必須在水的參與下才能開展。因此，沒有水農作物就不能生存。在栽培管理上應掌握寧濕勿干的原則。

春多，宜午澆；夏足，宜早、晚澆；秋天少澆；冬天根據土壤的干濕，幾天澆一次。農作物還受農歷節氣的影響

傳統農業技術中，主要依賴長期從事田間管理所積累的科學經驗，它們都來源于農業專家們對現象的感知度和理解所需的專業知識。現多停留在感性認識和定性描述階段，無法對當前監測中出現的生態環境條件偏差進行直觀提示。

通常影響農作物生長和發育的氣候條件，又稱為生態條件因數歸納起來有。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種可沿直接通過二維碼掃描便得到農作物生長環境狀態的基于二維碼的農作物生長環境的跟蹤系統。

為了實現上述目的，采用以下技術方案：基于二維碼的農作物生長環境的跟蹤系統，包括移動終端應用軟件、設置在農作物大棚內部的監控裝置、數據服務器及網絡終端，所述監控裝置包括空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、土壤鹽分傳感器、光照傳感器和聲音傳感器等；所述數據服務器包括地理位置采集模塊、信息采集模塊、信息處理模塊、信息存儲模塊、信息轉換模塊以及后臺管理單元；所述監控裝置與所述數據服務器通訊連接，所述數據服務器與所述網絡終端通訊連接；所述移動終端應用軟件用于獲取網絡終端上的電子信息；

所述基于二維碼的農作物生長環境的跟蹤系統的跟蹤方法，具體如下：

步驟一：所述信息采集模塊用于采集所述監控裝置收集到的關于空氣濕度、空氣溫度、土壤濕度、土壤溫度、土壤鹽分、光照強度和聲音等信息；

步驟二：所述信息處理模塊即將信息采集模塊收到的信息與具體農作物大棚的位置和具體的時間點相對應并傳輸給數據存儲模塊；

步驟三：所述信息轉換模塊將信息存儲模塊中的存儲信息轉換成二維碼；

步驟四：所述轉換生成的二維碼和信息存儲模塊中的原始信息均通過后臺管理單元上傳至網絡終端；

步驟五：所述移動終端應用軟件通過在網上管理人員信息的實名驗證，便可獲取網絡終端上的電子信息掃描二維碼；

步驟六：繼而移動終端應用軟件便可獲取與二維碼對應的相關關于農作物大棚內部的空氣濕度、空氣溫度、土壤濕度、土壤溫度、土壤鹽分、光照強度和聲音等信息。

進一步地，所述步驟三種的信息轉換模塊將信息存儲模塊中的存儲信息轉換成二維碼的具體步驟如下：

步驟（1）：信息轉換模塊接收信息存儲模塊中的農作物大棚內部的詳細信息，該詳細信息包括：空氣濕度、空氣溫度、土壤濕度、土壤溫度、土壤鹽分、光照強度和聲音等信息以及對應的地理位置和時間信息；

步驟（2）：信息轉換模塊將采集到的詳細信息進行編碼處理，自動生成二維碼；

步驟（3）：輸入該二維碼對應的關鍵詞，將該二維碼的所有信息通過后臺管理模塊上傳至網絡終端。

進一步地，所述信息采集模塊、信息處理模塊、信息存儲模塊、信息轉換模塊以及后臺管理單元為每1至5分鐘更新一次，即網絡終端上的二維碼也隨之更新，便于管理人員隨時可以了解農作物生長環境的狀況。

進一步地，所述移動終端應用軟件可通過網絡終端調取數據服務器中的信息存儲模塊的原始信息，用于了解農作物大棚內近期的環境狀況，并做其環境未來趨勢的分析，提前采取相應的措施。

進一步地，所述網絡終端還包括用于管理的信息核對模塊，所述管理的信息核對包括管理人員的證件號、姓名、登錄密碼和對應管理區域的識別。

進一步地，所述監控裝置內部的傳感器可根據具體的實際情況進行選擇使用。

進一步地，所述空氣濕度傳感器包括懸掛板，所述懸掛板下端掛有殼體，所述殼體的內部設有隔板，所述隔板將殼體分為上腔體和下腔體；所述下腔體的一側設有進氣管，所述下腔體的內部還設有過濾器；所述上腔體與下腔體之間通過第一管道連接；所述上腔體內部還設有連接桿，所述連接桿的頂端與所述殼體的頂部連接，所述連接桿的底端與所述隔板的上表面連接；所述連接桿上還設有固定座，所述固定座內安裝有控制器，所述固定座的上方還設有固定桿，所述固定桿的一端與連接桿垂直連接，所述固定桿的另一端連接有濕度傳感器。

進一步地，所述濕度傳感器與控制器通訊連接；所述濕度傳感器還與所述監控裝置通訊連接。

進一步地，所述第一管道上安裝有空氣泵，用于將下腔體已凈化的空氣抽入上腔體中。

進一步地，所述上腔體與下腔體之間還設有第二管道，用于上腔體內的空氣循環。

本發明的有益效果：本發明在大棚內設置包括空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、土壤鹽分傳感器、光照傳感器和聲音傳感器的監控裝置，并將采集到的信息及時反饋到數據服務器，經數據服務器的處理后生成二維碼，管理人員僅需通過已送終端應用軟件登錄到網絡終端，通過掃描二維碼便可讀取大棚內環境的相關信息；管理人員在時時刻刻、無論身在何處都可對大棚內部的環境信息進行采集，隨時了解農作物的生長情況，減少了管理人員的精力和來回走動的時間；并通過獲取到的相關信息對大棚內部情況可做對應的改善措施，避免發生無法挽回的狀況；同時管理人員還可以通過網絡終端調取數據服務器中的信息存儲模塊的原始信息，用于了解農作物大棚內近期的環境狀況，可匯成曲線圖，通過數據分析可對大棚環境的發展趨勢做一次預估，并判斷是否需要做相應的措施，同時，還有利于管理人員做統計分析，對某一農作物的生長環境、生長習性做更深一步的了解，從而賺取最大的利潤，避免在無數次探索中措施良機、節約了成本。

附圖說明

圖1是本發明的系統連接示意圖；

圖2是本發明中的空氣濕度傳感器的結構示意圖。

圖2的各標注為：1懸掛板，2隔板，3上腔體，4下腔體，5進氣管，6過濾器，7第一管道，8連接桿，9固定座，10控制器，11固定桿，12濕度傳感器，13空氣泵，14第二管道。

具體實施方式

下面結合附圖說明對本發明做進一步地描述。

基于二維碼的農作物生長環境的跟蹤系統，包括移動終端應用軟件、設置在農作物大棚內部的監控裝置、數據服務器及網絡終端，所述監控裝置包括空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、土壤鹽分傳感器、光照傳感器和聲音傳感器；所述數據服務器包括地理位置采集模塊、信息采集模塊、信息處理模塊、信息存儲模塊、信息轉換模塊以及后臺管理單元；所述監控裝置與所述數據服務器通訊連接，所述數據服務器與所述網絡終端通訊連接；所述移動終端應用軟件用于獲取網絡終端上的電子信息；

所述基于二維碼的農作物生長環境的跟蹤系統的跟蹤方法，具體如下：

步驟一：所述信息采集模塊用于采集所述監控裝置收集到的關于空氣濕度、空氣溫度、土壤濕度、土壤溫度、土壤鹽分、光照強度和聲音等信息；

步驟二：所述信息處理模塊即將信息采集模塊收到的信息與具體農作物大棚的位置和具體的時間點相對應并傳輸給數據存儲模塊；

步驟三：所述信息轉換模塊將信息存儲模塊中的存儲信息轉換成二維碼；

步驟四：所述轉換生成的二維碼和信息存儲模塊中的原始信息均通過后臺管理單元上傳至網絡終端；

步驟五：所述移動終端應用軟件通過在網上管理人員信息的實名驗證，便可獲取網絡終端上的電子信息掃描二維碼；

步驟六：繼而移動終端應用軟件便可獲取與二維碼對應的相關關于農作物大棚內部的空氣濕度、空氣溫度、土壤濕度、土壤溫度、土壤鹽分、光照強度和聲音等信息。

所述步驟三種的信息轉換模塊將信息存儲模塊中的存儲信息轉換成二維碼的具體步驟如下：

步驟（1）：信息轉換模塊接收信息存儲模塊中的農作物大棚內部的詳細信息，該詳細信息包括：空氣濕度、空氣溫度、土壤濕度、土壤溫度、土壤鹽分、光照強度和聲音等信息以及對應的地理位置和時間信息；

步驟（2）：信息轉換模塊將采集到的詳細信息進行編碼處理，自動生成二維碼；

步驟（3）：輸入該二維碼對應的關鍵詞，將該二維碼的所有信息通過后臺管理模塊上傳至網絡終端。

所述信息采集模塊、信息處理模塊、信息存儲模塊、信息轉換模塊以及后臺管理單元為每1至5分鐘更新一次，即網絡終端上的二維碼也隨之更新，便于管理人員隨時可以了解農作物生長環境的狀況，所述數據服務器的更新時間可認為設置。

所述移動終端應用軟件可通過網絡終端調取數據服務器中的信息存儲模塊的原始信息，用于了解農作物大棚內近期的環境狀況，并做其環境未來趨勢的分析，提前采取相應的措施。

所述網絡終端還包括用于管理的信息核對模塊，所述管理的信息核對包括管理人員的證件號、姓名、登錄密碼和對應管理區域的識別。

所述空氣濕度傳感器包括懸掛板1，所述懸掛板1下端掛有殼體，所述殼體的內部設有隔板2，所述隔板2將殼體分為上腔體3和下腔體3；所述下腔體4的一側設有進氣管5，所述下腔體4的內部還設有過濾器6；所述上腔體3與下腔體4之間通過第一管道7連接；所述上腔體4內部還設有連接桿8，所述連接桿8的頂端與所述殼體的頂部連接，所述連接桿8的底端與所述隔板2的上表面連接；所述連接桿8上還設有固定座9，所述固定座9內安裝有控制器10，所述固定座9的上方還設有固定桿11，所述固定桿11的一端與連接桿8垂直連接，所述固定桿11的另一端連接有濕度傳感器12。

所述濕度傳感器12與控制器10通訊連接；所述濕度傳感器12還與所述監控裝置通訊連接。

所述第一管道上7安裝有空氣泵13，用于將下腔體4已凈化的空氣抽入上腔體3中。

所述上腔體3與下腔體4之間還設有第二管道14，用于上腔體3內的空氣循環。

以黃瓜為例，首先黃瓜對生長環境的基本要求如下：(1)溫度：喜溫不耐寒和高溫。10～30℃都能生長，但白天25～32℃，夜間14～16℃生長最好。10℃左右晝夜溫差有利于黃瓜生長。在-2～0℃時植株即受凍害，4℃以下受寒害。低溫鍛煉的幼苗可短期忍耐-1～2℃。10～12℃以下生長緩慢，10℃以下停止生育，10℃稱為“黃瓜經濟的最低溫度”；37℃以上溫度抑制其生長，超過48℃危害生長發育。在高濕度(空氣)下可忍受2小時48℃的高溫。防治霜霉病，采用高溫悶棚時一定要澆水，不超過2小時。黃瓜光合作用積累養分以25～32℃時最佳。白天上午應保持在25℃左右溫度，下午可略降低溫度。二氧化碳施肥上午進行。為促進養分轉運和降低植株本身的消耗上半夜控制溫度在16～18℃，下半夜10～14℃。

根部生長的適溫為20～23℃，最低溫為8～12℃，最高溫32～38℃。根生長的溫度不低于15℃。地溫低于12℃時，根系不伸展，根毛不發生，吸水吸肥受阻，所以地上部不生長，葉色變黃。地溫過低根系生長不良，發生“漚根”、“花打頂”等現象。早春定植過早，地溫過低，雖幼苗未凍死，但會影響根系和以后植株生長，幼苗變黃，當溫度升高后，緩苗恢復生長慢，抗逆性差，所以要適時定植。

陰天光照不良或日照時數少時，育苗和生產設施內的晝溫和夜溫都應比良好光照下略低一些。低夜溫和較大的晝夜溫差有利于花芽向雌性花方向轉化。幼苗期低夜溫處理可在第2片真葉時開始，處理時最低夜溫不低于12℃(地溫16～18℃)，處理10天，4片真葉展開時處理結束，此時到第11節的雌花已決定。如果低溫處理的時間過長(如從子葉展開一直到定植)，溫度過低(低于10～12℃)，易造成雌花分化過多，雌花畸形率高，影響正常坐瓜，而且植株的根系易受低溫傷害。

不同生育階段的適宜溫度如下：

1)發芽期：溫燙浸種50～55℃，催芽28～30℃。吸水膨脹的胚芽煅煉-1℃16小時，然后是25℃8小時。播種到出苗28～30℃，出苗至子葉初展28～12℃。子葉展平至心葉出現20～10℃。

2)幼苗期：第1葉展平為22～12℃，第2葉展平22～14℃。第3葉展平22～15℃，第4葉展平為22～14℃。幼苗煅煉為22～10℃。

3)初花期：24～14℃。

4)結果期：結果初期根瓜采收時24～15℃，腰瓜采收26～16℃。結果盛期白天28～32℃，夜間18～15℃，結果末期白天為25～26℃，夜間15～16℃。

5)回頭瓜盛期：適溫白天為28～30℃，夜間為18～16℃。

(2)光照：喜光蔬菜，光照充足有利于提高產量。黃瓜為短日照蔬菜，但不同生態型的品種對日照長短要求不同，華北型黃瓜對日照長短要求不嚴，華南型黃瓜有一定的短日性。總的看8～11小時的短日照有利于雌花分化和形成。

(3)水分：喜濕、怕澇、不耐旱，要求較高的土壤濕度和空氣濕度。黃瓜根系較淺，吸收能力弱，要求土壤絕對含水量20％左右。但土壤水分過多，甚至積水，不僅影響根系呼吸，甚至出現根系窒息而死。當空氣濕度在70％～80％時生長良好，濕度過大會引起多種病害發生，當達到飽和時葉片水分蒸發很小，從而影響根系對水分、養分的吸收。

不同生育階段對水分要求不同：①發芽期。浸種催芽時要求水分充足，促進種子內物質的轉化，利于迅速出芽，但播種時水分不能過大，以免爛種。②幼苗期。適當供水，不可過濕，促控結合，以防寒根、徒長和病害發生。③初花期。對水分要適當控制，以平衡水分、溫度和坐果三者的平衡，地上部和地下部的平衡，營養生長和生殖生長的平衡。④結果期。此期營養生長和生殖生長同時進行，植株的葉面積迅速增加，果實的收獲量很大，此期必須要有充足的水分供應。

(4)土壤：黃瓜為淺根系作物，吸收肥水能力差。所以要求含有機質豐富、通氣性好的肥沃壤土。在砂性土壤上栽培黃瓜，早春土壤增溫快，土壤通氣性好，生長前期易發苗，但漏水漏肥嚴重，植株易早衰。栽培中應多施有機肥，并經常追肥澆水，而在粘性土壤上栽培黃瓜，土壤通氣性差、排水不良，早春增溫慢，黃瓜苗期不易發苗，生長慢，但坐果后生長速度加快，即“發老不發小”。在粘性土壤上栽培早春要注意采取保溫和增溫措施，防止漚根等現象發生，栽培中也要加強施入有機肥。

黃瓜生長適宜的ph為5.5～7.6，ph在4.3以下就會枯死，最適宜的土壤ph值為6.5。

由于過多追施化肥，易造成土壤中鹽類濃度增加，所以黃瓜栽培中要注意加強施入有機肥，采收期間也盡可能多追施有機肥。特別是保護地，由于連年種植黃瓜等蔬菜，同時化肥施用過多，使土壤嚴重鹽積化，影響黃瓜的正常生長。對鹽類濃度較高的保護地要盡可能增施有機肥，或使之多接受雨水把鹽分淋溶到土壤下層(或農閑時大水漫灌壓鹽)，以減少其危害。

(5)肥料：黃瓜生長期長，生長量大，保護地栽培每茬畝產量常在5000公斤左右，所以黃瓜生長期間需大量的肥料。黃瓜生長發育過程中有機肥很重要，它不僅供應黃瓜多種營養元素，且可改善土壤結構，促進黃瓜根系生長。氮、磷、鉀的吸收量以鉀最多，氮次之、磷較少。每生產5000公斤黃瓜，大約需氮14公斤，磷4.5公斤，鉀19.5公斤，同時還需要一些微量元素。黃瓜生產中一般較重視氮肥的施用，實際上還應重視鉀肥的施用，特別是多年種植黃瓜的保護地更要加強鉀肥管理。黃瓜較喜歡硝酸性氮肥，氨態氮不利于根系活動，所以施用硝態氮或尿素等較安全，但要注意施肥方法。

由此可見，黃瓜對其生長環境的要求是相當的苛刻的，故管理人員可以通過在黃瓜大棚內設置有空氣溫度傳感器、土壤溫度傳感器、光照傳感器、土壤濕度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤鹽分傳感器的監控裝置進行實時監控，管理人員在需要及時了解大棚內環境狀況時，僅需使用移動終端軟件核實管理人員的證件號、姓名、登錄密碼和對應管理區域便可獲取由數據服務器生成的二維碼，并掃描，便可得知大棚內部的具體情況。

同時，若管理人員對某種類型的黃瓜做生長環境的考察分析，僅需通過網絡終端調取數據服務器中的信息存儲模塊的原始信息，便能客觀的得到近期內關于空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度和光照強度等具體時間點的數值，其發展趨勢便一步了然，管理人員可根據此數值對大棚內的環境做進一步的改善，也更有利于管理人員在短時間內了解到該品種的黃瓜的生長習性。