一种智慧灌溉控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智慧灌溉控制系统及其控制方法，包括数据采集模块、数据接收模块、中央处理模块、灌溉设备管理模块、灌溉设备终端执行模块和反馈数据模块，数据采集模块用于采集相关数据发送给数据接收模块；所述数据接收模块将接收到的数据发送给中央处理模块进行处理形成灌溉要求，中央处理模块将灌溉要求下发给灌溉设备管理模块；灌溉设备形成灌溉指令，并将灌溉指令下发给灌溉设备终端执行模块；灌溉设备终端执行模块控制相应的灌溉设备执行相应的动作；反馈数据模块将灌溉设备终端的执行数据反馈给数据采集模块。本发明专利技术实现对水肥药一体灌溉自动控制，不需要人工开启阀门，省时省力。

An Intelligent Irrigation Control System and Its Control Method

【技术实现步骤摘要】
一种智慧灌溉控制系统及其控制方法
本专利技术属于智慧农业领域，尤其涉及一种智慧灌溉控制系统及其控制方法。
技术介绍
农业一般划分为两个模型来研究：设施农业与大田耕地农业。相应地智慧农业也按智慧设施农业与智慧大田耕地类农业这两个模型提出不同的自动化、智能化灌溉方法与装置。智慧设施类农业存在着很多自动化管理方法与装置，但对于在国家高效节水灌溉管网系统的硬件建设基础上，适合种植粮食作物与经济作物的大田耕地类农业的自动化、智能化的管理方法与装置几乎是空白。现实中的情况是，节水灌溉实行轮灌制度，轮灌制度下的农民的轮灌时间要求十分具体和严格，农民在自已的轮灌时间内要到地下井与半截止阀井内手动开启地下井阀与半截止阀开关，还要手动依次开启地上的多个阀门。实际大田现场灌溉中，大田土地都不是完全平整的，而是有不同的坡度，高低不一，梯田、山坡地、林区、景区绿化、沙漠绿化地带等都属于这种地形。对于大田灌溉，为了避免因水压过大造成爆管，浇灌完一侧田地，先要打开阀门浇另外一侧田地，然后关闭浇灌好的一侧阀门。因北方农田面积比较大，而且坡度不一，所以，会产生不同的水压，为避免水锤、爆管、脱管等现象的发生，农民只能用脚连续踩压地表软管，凭经验手动调整阀门开合度，这种人工开启阀门的方式费时、费力、费水而且灌溉管理工作效率低下。实际灌溉管理工作中，人工调节一道出水桩带的20个阀门需耗时约40分钟，按灌溉制度灌溉完成一侧后，需要灌溉完成另一侧，又需耗时40分钟，这样调整的过程中，必会出现因耗时而浪费水。现有的农业自动化灌溉系统采用的电磁阀仅能进行“全开”和“全关”两种操作，并不适合用于农业大田物联网灌溉。另外一方面，现有的设施农业的自动化灌溉系统需要地下埋线或者架设线杆对其供电，这在大田耕地是很不方便、不实用。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种智慧灌溉控制系统，通过该控制系统，实现对水肥药一体灌溉自动控制，不需要人工去现场开启阀门，省时省力省水，规避地下井阀水锤现象发生与管网爆管等生产事故，灌溉管理工作得以完善，灌溉管理工作效率明显提高。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种智慧灌溉控制系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据接收模块、中央处理模块、灌溉设备管理模块、灌溉设备终端执行模块和反馈数据模块，所述数据采集模块用于采集灌溉设备数据、作物数据、土壤数据、周围环境数据和作业土地数据，并将采集到的数据发送给数据接收模块；所述数据接收模块用于将接收到的数据发送给中央处理模块；所述中央处理模块用于接收数据发送模块发送过来的数据，对数据进行分类、分析、判断、处理后形成灌溉要求或者根据人工输入的指令（可以人工进行干预，控制灌溉设备，工人可以通过智能终端随时对灌溉设备进行控制）形成灌溉要求，并将灌溉要求下发给灌溉设备管理模块；所述灌溉设备管理模块根据接收到的灌溉要求形成灌溉指令，并将灌溉指令下发给灌溉设备终端执行模块；所述灌溉设备终端执行模块根据接收到的灌溉指令控制相应的智控灌溉执行器执行相应的动作，对田地进行灌溉、施肥、施药；所述反馈数据模块将灌溉设备的执行数据反馈给数据采集模块。所述反馈数据模块还要将灌溉设备的工作状态数据给发送给数据采集模块，数据采集模块将工作状态数据发送给数据接收模块，数据接收模块转发给中央处理模块，中央处理模块判断灌溉设备是否正常。反馈数据模块每隔设定的时间将灌溉设备的工作状态数据发送给数据采集模块（例如每隔15分钟反馈一次），这样可以快速判定灌溉设备是否可工作，用时排除患；工作状态数据包括电压、压力、流量、心跳频率等。所述灌溉设备数据包括各个灌溉设备的编号、型号、名称、位置等；所述作物数据包括作物长势图片（是否有虫，是否干枯，作物高度等）；所述土壤数据包括土壤地表温湿度、土壤地下温湿度、土壤板结度、土壤中氮、磷、钾等营养成分、ph值以及虫卵等情况；所述周围环境数据包括空气温湿度、阳光照射度等；所述作业土地数据包括作业土地的亩数、地表坡度、作业土地分组、作物产量等数据。所述阀门数据、作物数据、土壤数据、周围环境数据和作业土地数据可以通过相应的传感器自动进行采集，也可以通过人工利用相应的检测仪器进行检测后人工后台录入，所以数据采集模块也可以称之为灌溉设备采集数据/人工后台录入数据模块。如，土壤地表温湿度、土壤地下温湿度等可通过温湿度传感器采集，空气温湿度可通过温湿度传感器采集，也可人工录入周围气象数据。只要能够实现各种数据采集即可。所述灌溉设备包括各个阀门、大首部过滤器、蓄水沉淀池以及各个管道，所述阀门包括主阀、肥控阀、药控阀、地下井阀、半截止阀和地表阀。蓄水沉淀池通过管道与主阀相连，主阀通过管道与大首部过滤器相连，大首部过滤器通过管道与多个地下井阀相连，地下井阀通过管道串联零个、一个以上截止阀与多个地表阀，肥控阀与药控阀连接在大首部过滤器与地下井阀相连的管道上，或者连接在大首部过滤器与蓄水沉淀池的管道上。所述反馈数据模块将大首部过滤器的工作状态发送给数据采集模块，数据采集模块转发给数据接收模块，数据接收模块转发给中央处理模块，中央处理模块根据大首部过滤器的工作状态，判断大首部过滤器是否需要清洗，如果需要清洗则发出自动清洗命令给灌溉设备管理模块，灌溉设备管理模块将自动清洗命令转发给灌溉设备终端执行模块，灌溉设备终端执行模块控制大首部过滤器自动清洗。所述大首部过滤器的工作状态包括正常、堵塞、关闭、开启状态。所述中央处理模块对数据进行分类、分析、判断和处理形成灌溉要求具体为：中央处理模块首先对接收到的数据进行分类，按照灌溉设备数据、作物数据、土壤数据、周围环境数据和作业土地数据进行分类；然后将分类后的数据结合存储的设定数据进行分析、判断、处理后，形成灌溉要求，灌溉要求包括是否需要进行灌溉、施肥、施药，什么地方需要灌溉、施肥、施药，灌溉、施肥、施药的量是多少等。例如：A.当土壤空气中的湿度低于或高于设定值时，中央处理模块报警自动将灌溉要求下发给灌溉设备管理模块，是否开关灌溉设备终端执行模块；B.当地表温湿度值高于设定时，中央处理模块报警自动将灌溉要求下发给灌溉设备管理模块，是否开关灌溉设备终端执行模块；C.当N、P、K等相关肥元素数据低于或高于设定值时，中央处理模块报警自动将灌溉要求下发给灌溉设备管理模块，是否开关灌溉设备终端执行模块。所述灌溉指令包括哪个阀门执行，阀门开合度、开合状态、开启时间等。所述执行数据包括各个阀门的工作开合度、开合状态和执行时间以及休眠唤醒设置时间等。所述反馈数据模块还要将灌溉设备的工作电压值发送给数据接收模块，数据接收模块转发给中央处理模块，中央处理模块判断工作电压是否正常。以防止灌溉事故的发生。上述智慧灌溉控制系统是物联网灌溉系统的软件系统，是用来控制物联网灌溉系统的硬件系统的智控灌溉执行器的。本专利技术的第二目的是实现对各个阀门的开合度进行精确控制，实现阀门开合度0-360°的自动调节。为了实现该目的，数据采集模块还要采集管道内的水压，因此，需要在各个阀的进水管或者出水管上安装水压检测装置，用于检测管道内的水压，并将检测到的水压发送给数据采集模块，数据采集模块再发送给中央处理模块，中央处理模块将接收到的水压与管道的额定的水压进行比对，判断是否达到额定的水压，如果未达到则向灌溉设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智慧灌溉控制系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据接收模块、中央处理模块、灌溉设备管理模块、灌溉设备终端执行模块和反馈数据模块，所述数据采集模块用于采集灌溉设备数据、作物数据、土壤数据、周围环境数据和作业土地数据，并将采集到的数据发送给数据接收模块；所述数据接收模块用于将接收到的数据发送给中央处理模块；所述中央处理模块用于接收数据发送模块发送过来的数据，对数据进行分类、分析、判断、处理后形成灌溉要求或者根据人工输入的指令形成灌溉要求，并将灌溉要求下发给灌溉设备管理模块；所述灌溉设备管理模块根据接收到的灌溉要求形成灌溉指令，并将灌溉指令下发给灌溉设备终端执行模块；所述灌溉设备终端执行模块根据接收到的灌溉指令控制相应的智控灌溉执行器执行相应的动作。

【技术特征摘要】
1.一种智慧灌溉控制系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据接收模块、中央处理模块、灌溉设备管理模块、灌溉设备终端执行模块和反馈数据模块，所述数据采集模块用于采集灌溉设备数据、作物数据、土壤数据、周围环境数据和作业土地数据，并将采集到的数据发送给数据接收模块；所述数据接收模块用于将接收到的数据发送给中央处理模块；所述中央处理模块用于接收数据发送模块发送过来的数据，对数据进行分类、分析、判断、处理后形成灌溉要求或者根据人工输入的指令形成灌溉要求，并将灌溉要求下发给灌溉设备管理模块；所述灌溉设备管理模块根据接收到的灌溉要求形成灌溉指令，并将灌溉指令下发给灌溉设备终端执行模块；所述灌溉设备终端执行模块根据接收到的灌溉指令控制相应的智控灌溉执行器执行相应的动作。2.根据权利要求1所述的一种智慧灌溉控制系统，其特征在于：还包括反馈数据模块，所述反馈数据模块将灌溉设备的执行数据反馈给数据采集模块。3.根据权利要求1所述的一种智慧灌溉控制系统，其特征在于：所述反馈数据模块还要将灌溉设备的工作状态数据发送给数据采集模块，数据采集模块将工作状态数据发送给数据接收模块，数据接收模块转发给中央处理模块，中央处理模块判断灌溉设备是否正常。4.根据权利要求1所述的一种智慧灌溉控制系统，其特征在于：所述灌溉设备包括各个阀门、大首部过滤器、蓄水沉淀池以及各个管道，所述阀门包括主阀、肥控阀、药控阀、地下井阀、半截止阀和地表阀，蓄水沉淀池通过管道与主阀相连，主阀通过管道与大首部过滤器相连，大首部过滤器通过管道与多个地下井阀相连，地下井阀通过管道串联多个地表阀以及零个或者一个以上的半截止阀；肥控阀与药控阀连接在大首部过滤器与地下井阀相连的管道上或者肥控阀与药控阀连接在大首部过滤器与蓄水沉淀池连接的管道上。5.根据权利要求4所述的一种智慧灌溉控制系统，其特征在于：所述反馈数据模块将大首部过滤器的工作状态数据发送给数据采集模块，数据采集模块转发给数据接收模块，数据接收模块转发给中央处理模块，中央处理模块根据大首部过滤器的工作状态，判断大首部过滤器是否需要清洗，如果需要清洗则发出自动清洗命令给灌溉设备管理模块，灌溉设备管理模块将自动清洗命令转发给灌溉设备终端执行模块，灌溉设备终端执行模块控制大首部过滤器自动清洗。6.根据权利要求1所述的一种智慧灌溉控制系统，其特征在于：灌溉设备的各个阀上安装水压检测装置，用于检测管道内的水压，并将检测到的水压发送给数据采集模块，数据采集模块再发送给中央处理模块，中央处理模块将接收到的水压与管道的额定的水压进行比对，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳，陈华，戴爱梅，
申请(专利权)人：李艳，
类型：发明
国别省市：新疆,65