一种农业灌溉节水系统技术方案

本发明专利技术涉及一种农业灌溉节水系统，系统包括：Web平台、无线网关、无线终端设备；其中，Web平台和无线网关之间采用移动通信网络进行通信，无线网关和无线终端设备之间采用近距离无线通信网络进行通信。Web平台下发控制指令给无线网关，无线网关将指令转发给无线终端设备，再由无线终端设备作出相应的操作并返回结果。所述Web平台包括灌溉计划模块，其用于针对不同作物、不同环境属性、以及实时墒情数据、管道压力等来制定灌溉策略。本系统实现了智能化、有针对性的灌溉策略制定；并能实时监测区域环境，远距离控制设备，进而实现自动化灌溉；提高了灌溉的节水能力和精准度。

Water saving system for agricultural irrigation

The invention relates to a water saving system, agricultural irrigation system including: Web platform, wireless gateway and wireless terminal equipment; wherein, the Web platform and wireless gateway using mobile communication networks for communication between the wireless gateway and wireless terminal equipment using short-range wireless communication network communication. Under the Web platform, the control instructions are sent to the wireless gateway, and the wireless gateway forwards the instructions to the wireless terminal device, then performs the corresponding operation by the wireless terminal device and returns the result. The Web platform includes an irrigation planning module for formulating irrigation strategies for different crops, different environmental attributes, and real-time moisture data, pipe pressure, etc.. This system has realized the intelligent, the specific irrigation strategy formulation, and can real-time monitor the region environment, long-distance control equipment, then realizes the automated irrigation; enhances the irrigation water conservation ability and the precision.

【技术实现步骤摘要】
一种农业灌溉节水系统
本专利技术涉及农业灌溉
，尤其涉及一种农业灌溉节水系统。
技术介绍
当前农业生产管理面临着许多困难与瓶颈，主要为：农业生产环境多变，信息要素难以快速准确、低成本地获取，农业生产主体复杂，需求也千变万化，难以精确捕捉等。随着经济的发展，农业用水日益紧缺，对于农业管理中节水的需求越来越紧迫。现有技术中，采用人工控制喷灌速度和流量，以实现节水灌溉的方法中，工作人员只是凭借已有经验，进行调节控制，不仅精确度低，还增加了农业种植成本，同时也造成水资源不必要的浪费。为了实现灌溉过程中的节水要求，现有智能灌溉主要考虑区域气候因素，而忽视了已有灌溉状态、农作物品种差别、瞬时气候等因素的影响，使得灌溉测量不能实时调整，且不能不能针对局部进行灌溉。因此，有必要提供一种农业灌溉节水系统，能针对不同区域、不同作物，不同灌溉时间、不同需水量进行灌溉策略定制，并能实时监测区域环境、制定有针对性的灌溉策略，实现自动化灌溉，以及提高灌溉的节水能力和精准度。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种农业灌溉节水系统，用以解决现有农业灌溉系统自动化程度不高的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：提供一种农业灌溉节水系统，包括：Web平台、无线网关、无线终端设备；其中，Web平台和无线网关之间采用移动通信网络进行通信，无线网关和无线终端设备之间采用近距离无线通信网络进行通信。所述Web平台进一步包括：信息接收模块、显示模块、输入模块、注册模块、数据库、通信模块、统计模块、灌溉计划模块；其中，信息接收模块用于接收无线网关上传的信息；显示模块用于实现显示功能；输入模块用于实现命令输入功能；注册模块用于实现无线网关和无线终端设备的注册认证；数据库用于数据存储；统计模块用于根据用户需求对相关数据进行统计分析，并图表化展现；通信模块用于根据用户需求向无线网关发出控制指令；灌溉计划模块用于制定灌溉策略。优选的，上述灌溉计划模块根据以下规则制定灌溉策略：a.将不同作物、不同环境属性的地块划分为不同的灌溉单元；b.在每个灌溉单元中，根据墒情数据、管道压力数据、气象数据、海拔、种植作物进行统计分析，插花式编制轮灌组，并对轮灌组的灌溉顺序进行编制；c.根据作物需求不同，制定触发灌溉的墒情下限和停止灌溉的墒情上限，并设置灌溉时长上限；d.根据采集的环境信息，对墒情上下限进行动态调整；e.通过建模统计分析得到最佳灌溉策略。所述无线网关利用太阳能供电。无线网关根据项目面积、阀门分布情况进行排布，每个无线网关设置不同的频点或网络ID，与关联的无线终端设备进行通讯。所述无线终端设备进一步包括控制终端设备和采集终端设备；其中，控制终端设备包括阀门、水泵、软启动器、变频器；采集终端设备包括土壤温湿度、压力、光照、降水、二氧化氮、管道压力、流量、采集植物生长参数的传感设备，以及视频设备。采集终端设备能进行定时采集和上报，并响应Web平台的召测。优选的，上述阀门的控制方法为：由Web平台发送阀门开/关的控制指令给无线网关，无线网关将上述控制指令转发给对应的阀门，由阀门执行控制指令。优选的，上述阀门上设置有压力传感器，还设置有物理开关状态接口；阀门将管道压力状态、阀门开/关状态、命令状态、连线状态和报警信息实时上报给无线网关，由无线网关进一步上报给Web平台。优选的，上述阀门控制方法中还包括单查过程，所述单查是由Web平台发送查询请求给无线网关进行指定阀门的查询，无线网关根据阀门的实时上报，将阀门的状态反馈给Web平台。本专利技术有益效果如下：本专利技术公开了一种农业灌溉节水系统，能针对不同区域、不同作物，不同灌溉时间、不同需水量进行灌溉策略定制，实现智能化、有针对性的制定灌溉策略；并能实时监测区域环境，远距离控制设备，进而实现自动化灌溉；提高了灌溉的节水能力和精准度。可以应用于农业灌溉、温室大棚、环境监测、机井控制、城市管网、灾情预警等多种场景。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为农业灌溉节水系统的结构示意图；图2为插花式编制轮灌组的示意图；图3为灌溉顺序的示意图；图4为无线网关的注册和连接保持的通信示意图；图5为农业灌溉节水系统的数据召测控制流程图；图6为农业灌溉节水系统的阀门控制流程图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。根据本专利技术的一个具体实施例，公开了一种农业灌溉节水系统，如图1所示，所述系统包括：Web平台、无线网关、无线终端设备；Web平台和无线网关之间采用移动通信网络，如GPRS进行通信，无线网关和无线终端设备之间采用近距离无线通信网络进行通信。所述Web平台按功能分为后台和前台两部分。后台功能包括：根据不同用户进行权限分配；对用户、设备、项目的管理；对采集数据的查询、统计分析；对智能设备的运行情况的监控；对通讯协议的管理；对无线终端设备进行召测参数设置；对无线终端设备进行远程升级；通过智能节灌算法实现灌溉策略的制定等。前台功能包括：实现展示和命令输入，展示包括：节灌项目在地图上的展示，对灌溉策略及轮灌计划的展示，种植信息、土壤墒情信息、管道压力等的信息显示；命令输入包括上述展示控制指令、对灌溉策略及轮灌计划的管理指令，统计指令等等指令的输入。例如，上述节灌项目在地图上的展示具体为：用户登录成功后，在地图上定位到项目所在位置，用户可以直观看到项目的整体范围；还能看到灌溉单元的划分，以及项目中包含的网关设备的位置；同时还能看到哪些出地桩在灌溉；进入具体灌溉单元则可以看到分干管和出地桩的位置。具体地，所述Web平台包括：信息接收模块、显示模块、输入模块、注册模块、数据库、通信模块、统计模块、灌溉计划模块；其中，信息接收模块用于接收无线网关上传以及无线终端设备通过无线网关上传的信息；显示模块用于实现上述Web平台前台的显示功能；输入模块用于实现上述Web平台前台的命令输入功能；注册模块用于实现无线网关和无线终端设备的注册认证；数据库用于实现数据存储；统计模块用于根据用户需求对相关数据进行统计分析，并图表化展现；通信模块用于根据用户命令、升级、注册、灌溉策略等需求向无线网关发出控制指令；灌溉计划模块用于按照预设规则，根据具体节灌项目的种植情况、水源情况、海拔情况、气象情况进行综合判断制定灌溉策略，其中，所述预设规则如下：a.将不同作物、不同环境属性的地块划分为不同的灌溉单元；b.在每个灌溉单元中，根据墒情数据、管道压力数据、气象数据、海拔、种植作物进行统计分析，插花式编制轮灌组，并对轮灌组的灌溉顺序进行编制；所述插花式编制轮灌组，并不是现有技术中按照地理方位顺序和物理分干管顺序来控制阀门，而是依据墒情数据、管道压力数据、气象数据、海拔、种植作物等实际情况来编制轮灌组，进而在灌溉时通过选择轮灌组来控制阀门。例如，如图2所示，当前右侧选中轮灌组编制内的阀门既不在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农业灌溉节水系统，其特征在于，所述系统包括：Web平台、无线网关、无线终端设备；其中，Web平台和无线网关之间采用移动通信网络进行通信，无线网关和无线终端设备之间采用近距离无线通信网络进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种农业灌溉节水系统，其特征在于，所述系统包括：Web平台、无线网关、无线终端设备；其中，Web平台和无线网关之间采用移动通信网络进行通信，无线网关和无线终端设备之间采用近距离无线通信网络进行通信。2.根据权利要求1所述的农业灌溉节水系统，其特征在于，所述Web平台进一步包括：信息接收模块、显示模块、输入模块、注册模块、数据库、通信模块、统计模块、灌溉计划模块；其中，信息接收模块用于接收无线网关上传的信息；显示模块用于实现显示功能；输入模块用于实现命令输入功能；注册模块用于实现无线网关和无线终端设备的注册认证；数据库用于数据存储；统计模块用于根据用户需求对相关数据进行统计分析，并图表化展现；通信模块用于根据用户需求向无线网关发出控制指令；灌溉计划模块用于制定灌溉策略。3.根据权利要求2所述的农业灌溉节水系统，其特征在于，所述灌溉计划模块根据以下规则制定灌溉策略：a.将不同作物、不同环境属性的地块划分为不同的灌溉单元；b.在每个灌溉单元中，根据墒情数据、管道压力数据、气象数据、海拔、种植作物进行统计分析，插花式编制轮灌组，并对轮灌组的灌溉顺序进行编制；c.根据作物需求不同，制定触发灌溉的墒情下限和停止灌溉的墒情上限，并设置灌溉时长上限；d.根据采集的环境信息，对墒情上下限进行动态调整；e.通过建模统计分析得到最佳灌溉策略。4.根据权利要求1所述的农业灌溉节水系统，其特征在于，所述无线...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜超，段艳强，
申请(专利权)人：北京慧图科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11