一种远程灌溉监测控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种远程灌溉监测控制系统，用于解决如何利用生活水为灌溉提供水资源以及合理的水价以及如何解决当灌溉水量不足时给灌溉用户灌溉的问题；包括回收水系统、储水系统、灌溉系统、数据采集模块、天线获取模块、数据库、参与度计算模块、水价计算模块、登录访问模块、数据整理模块和控制模块；通过回收水系统回收用户处理后的生活污水；一方面可以实现节约水资源，另一方面可以减少农田灌溉的费用；控制模块控制灌溉系统为选中灌溉用户依照灌溉水量进行灌溉，解决了水量不足时，合理安排灌溉，通过用户平时的提供水量积累，减少灌溉费用，提高了用户灌溉的积极性和参与度。

A Remote Irrigation Monitoring and Control System

【技术实现步骤摘要】
一种远程灌溉监测控制系统
本专利技术涉及灌溉控制系统
，尤其涉及一种远程灌溉监测控制系统。
技术介绍
目前，我国应用最为广泛的灌溉水量控制方式主要是IC卡预付费的形式。然而，这种灌溉控制方式在某些实际应用过程中仍存在一些缺点，用户的使用度不高以及水价如何合理的计算；在专利CN106688826A一种基于物联网的作物定量灌溉控制系统及方法,公开了“所述作物需水计量系统通过计算不同作物不同阶段的需水量制定作物生长周期各阶段需水方案，并将制定的需水方案输出至所述作物灌溉控制系统；所述作物灌溉控制系统根据制定的需水方案对作物进行定量灌溉；所述作物灌溉实时监测系统分别对所述作物灌溉控制系统和所述作物需水计量系统进行实时监测，并将监测结果反馈至所述作物需水计量系统”，存在的不足，当水量不足时如何给用户分配灌溉以及如何提高用户使用灌溉系统的参与性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种远程灌溉监测控制系统，本专利技术通过回收水系统回收用户处理后的生活污水；一方面可以实现节约水资源，另一方面可以减少农田灌溉的费用；控制模块控制灌溉系统为选中灌溉用户依照灌溉水量进行灌溉，解决了水量不足时，合理安排灌溉。本专利技术所要解决的技术问题为：（1）如何利用生活水为灌溉提供水资源以及合理的水价；（2）如何解决当灌溉水量不足时如何给灌溉用户灌溉。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种远程灌溉监测控制系统，包括回收水系统、储水系统、灌溉系统、数据采集模块、天线获取模块、数据库、参与度计算模块、水价计算模块、登录访问模块、数据整理模块和控制模块；所述回收水系统用于回收用户处理后的生活污水；回收水系统将回收用户处理后的生活污水输送至储水系统进行水资源存储；所述储水系统用于为灌溉系统提供水资源；所述灌溉系统用于为用户的农田进行灌溉；所述数据采集模块用于采集回收水系统、储水系统和灌溉系统内的基本数据；所述基本数据包括回收水数据、储水数据和灌溉数据；所述回收水数据为用户在预设时间范围内统计的回收处理后的生活污水总量和处理后的生活污水中的污染物含量；所述储水数据包括储水的位置和储水总量；所述灌溉数据包括为农田灌溉的灌溉设备的位置、用户的农田位置以及农田土壤湿度；所述数据采集模块将采集的基本数据发送至数据库内进行存储；所述天气获取模块用于获取农田位置对应天气预报预测的30天的降雨量；所述天气获取模块将采集的灌溉设备的位置的天气预报数据发送至数据库存储；所述参与度计算模块用于计算用户参与回收生活污水的参与值，具体计算步骤如下：步骤一：统计用户每次的提供的处理后的生活污水量；并对处理的生活污水进行水质检测，获取污染物的含量；步骤二：计算预设时间范围内用于提供处理后的生活污水量的总和，并将其记为Wi；对每次检测的污染物的含量求和并取其平均值，并将其记为Ri；步骤三：利用公式Ci=Wi*j1+(1/Ri)*j2获取得到用户的参与值Ci；j1和j2为预设比例系数；用户提供处理后的生活污水量的总和越多，参与值越大；用户提供的处理后的生活污水的污染物含量的均值越小，参与值越大；所述参与度计算模块将计算的参与值发送至数据库内进行存储；所述水价计算模块用于计算预约灌溉用户的灌溉水量和水价；所述水价计算模块将计算的预约灌溉用户的灌溉水量和水价发送至数据库内进行存储；所述控制模块用于获取预约灌溉用户的灌溉水量、参与值和储水系统的储水量并控制灌溉系统为预约用户灌溉,具体控制步骤如下：S1：对预约灌溉用户进行统计其灌溉总水量与储水系统的储水量进行对比；S2：当储水系统的储水量小于灌溉总水量，对预约灌溉用户进行筛选；S3：获取预约灌溉用户的农田的位置与储水的位置，并计算其距离差，并将距离差记为Hi；S4：获取预约灌溉用户的参与值Ci以及预约灌溉用户的农田土壤湿度，将农田土壤湿度记为Bi,利用公式Yi=Ci*v1+（1/Bi）*v2+（1/Hi）*v3获取得到预约灌溉用户的优先值Yi；其中v1、v2、v3为预设比例系数；通过公式可得，参与值越大，优先值越大，土壤湿度越小，优先值越大；距离差越小，优先值越大；S5：对预约灌溉用户的优先值进行由大到小进行排序；当优先值相等时，依次比较参与值、土壤湿度和距离差大小进行排序；参与值大的在前排序，参与值相同时，土壤湿度小的在前排序，土壤湿度相同时，距离差小的在前排序；S6：依次由优先值的排序由前靠后叠加优先值对应预约灌溉用户的灌溉水量；当储水系统的储水量减去叠加的灌溉水量且差值小于预设阀值，则停止叠加，将叠加灌溉水量的预约灌溉用户标记为选中灌溉用户；S7：控制模块控制灌溉系统为选中灌溉用户依照灌溉水量进行灌溉。优选的，所述水价计算模块用于计算预约灌溉用户的灌溉水量及水价，具体计算步骤：步骤一：获取预约灌溉用户的农田位置对应的预测的降水量以及农田土壤湿度Bi，将预测的降水量记为Di；步骤二：利用公式Gi=（1/Bi）*z1+（1/Di）*z2获取得到灌溉水量Gi，其中，z1、z2为预设比例系数，土壤湿度越低，灌溉水量越大；预测的降水量越小，灌溉水量越大；步骤三：获取预约灌溉用户的参与值Ci及距离差Hi；步骤四：利用公式Mi=Ma+Hi*k1-Ci*k2获取得到水单价Mi；其中k1、k2为预设比例系数；Ma为水单价基础值；距离差越大，水单价越高；参与值越大，水单价越低；步骤五：利用公式Fi=Gi*Mi获取得到水价；所述水价计算模块将计算的预约灌溉用户的灌溉水量及水价发送至数据库内进行存储；优选的，所述数据整理模块用于对数据库内存储的用户数据进行整合，用户数据包括对应的基本数据、参与值、灌溉水量及水价，具体整合步骤如下：SS1：获取用户数据存储的开始时间及用户的参与值，并统计用户数据访问的总次数，用户数据每次访问将获得一个存储单时长；通过访问总次数与存储单时长的乘积获得访问增加时长；SS2：将存储时长划分若干个档次，每个档次对应一个时长；SS3；每个档次对应一个不同的取值范围；参与值与取值范围进行匹配；SS4：得到参与值在对应取值范围内的档次和时长；SS5：当用户数据存储的开始时间与时长和访问增加时长之和与系统当前时间相等；则对该用户数据进行压缩存储；SS6：统计用户数据压缩存储开始的时间；当用户数据压缩存储开始的时间与时长之和与系统当前时间相等；则对该用户数据发送至云服务器进行存储；优选的，所述登录访问模块用于用户通过手机终端访问数据库内的用户数据并通过手机终端支付水价。本专利技术的有益效果：（1）通过回收水系统回收用户处理后的生活污水；回收水系统对污水进行检测及统计水量并将将回收用户处理后的生活污水输送至储水系统进行水资源存储，一方面可以实现节约水资源，另一方面可以减少农田灌溉的费用；利用公式Ci=Wi*j1+(1/Ri)*j2获取得到用户的参与值Ci，通过参与值的大小衡量后期的水价；（2）控制模块用于获取预约灌溉用户的灌溉水量、参与值和储水系统的储水量并控制灌溉系统为预约用户灌溉,当储水系统的储水量小于灌溉总水量，对预约灌溉用户进行筛选；利用公式Yi=Ci*v1+（1/Bi）*v2+（1/Hi）*v3获取得到预约灌溉用户的优先值Yi；对预约灌溉用户的优先值进行由大到小进行排序；获得选中灌溉用户；控制模块控制灌溉系统为选中灌溉用户依本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种远程灌溉监测控制系统，其特征在于，包括回收水系统、储水系统、灌溉系统、数据采集模块、天线获取模块、数据库、参与度计算模块、水价计算模块、登录访问模块、数据整理模块和控制模块；所述回收水系统用于回收用户处理后的生活污水；回收水系统将回收用户处理后的生活污水输送至储水系统进行水资源存储；所述储水系统用于为灌溉系统提供水资源；所述灌溉系统用于为用户的农田进行灌溉；所述数据采集模块用于采集回收水系统、储水系统和灌溉系统内的基本数据；所述基本数据包括回收水数据、储水数据和灌溉数据；所述回收水数据为用户在预设时间范围内统计的回收处理后的生活污水总量和处理后的生活污水中的污染物含量；所述储水数据包括储水的位置和储水总量；所述灌溉数据包括为农田灌溉的灌溉设备的位置、用户的农田位置以及农田土壤湿度；所述数据采集模块将采集的基本数据发送至数据库内进行存储；所述天气获取模块用于获取农田位置对应天气预报预测的30天的降雨量；所述天气获取模块将采集的灌溉设备的位置的天气预报数据发送至数据库存储；所述参与度计算模块用于计算用户参与回收生活污水的参与值，具体计算步骤如下：步骤一：统计用户每次的提供的处理后的生活污水量；并对处理的生活污水进行水质检测，获取污染物的含量；步骤二：计算预设时间范围内用于提供处理后的生活污水量的总和，并将其记为Wi；对每次检测的污染物的含量求和并取其平均值，并将其记为Ri；步骤三：利用公式Ci=Wi*j1+(1/Ri)*j2获取得到用户的参与值Ci；j1和j2为预设比例系数；用户提供处理后的生活污水量的总和越多，参与值越大；用户提供的处理后的生活污水的污染物含量的均值越小，参与值越大；所述参与度计算模块将计算的参与值发送至数据库内进行存储；所述水价计算模块用于计算预约灌溉用户的灌溉水量和水价；所述水价计算模块将计算的预约灌溉用户的灌溉水量和水价发送至数据库内进行存储；所述控制模块用于获取预约灌溉用户的灌溉水量、参与值和储水系统的储水量并控制灌溉系统为预约用户灌溉,具体控制步骤如下：S1：对预约灌溉用户进行统计其灌溉总水量与储水系统的储水量进行对比；S2：当储水系统的储水量小于灌溉总水量，对预约灌溉用户进行筛选；S3：获取预约灌溉用户的农田的位置与储水的位置，并计算其距离差，并将距离差记为Hi；S4：获取预约灌溉用户的参与值Ci以及预约灌溉用户的农田土壤湿度，将农田土壤湿度记为Bi,利用公式Yi=Ci*v1+（1/Bi）*v2+（1/Hi）*v3获取得到预约灌溉用户的优先值Yi；其中v1、v2、v3为预设比例系数；通过公式可得，参与值越大，优先值越大，土壤湿度越小，优先值越大；距离差越小，优先值越大；S5：对预约灌溉用户的优先值进行由大到小进行排序；当优先值相等时，依次比较参与值、土壤湿度和距离差大小进行排序；参与值大的在前排序，参与值相同时，土壤湿度小的在前排序，土壤湿度相同时，距离差小的在前排序；S6：依次由优先值的排序由前靠后叠加优先值对应预约灌溉用户的灌溉水量；当储水系统的储水量减去叠加的灌溉水量且差值小于预设阀值，则停止叠加，将叠加灌溉水量的预约灌溉用户标记为选中灌溉用户；S7：控制模块控制灌溉系统为选中灌溉用户依照灌溉水量进行灌溉。...

【技术特征摘要】
1.一种远程灌溉监测控制系统，其特征在于，包括回收水系统、储水系统、灌溉系统、数据采集模块、天线获取模块、数据库、参与度计算模块、水价计算模块、登录访问模块、数据整理模块和控制模块；所述回收水系统用于回收用户处理后的生活污水；回收水系统将回收用户处理后的生活污水输送至储水系统进行水资源存储；所述储水系统用于为灌溉系统提供水资源；所述灌溉系统用于为用户的农田进行灌溉；所述数据采集模块用于采集回收水系统、储水系统和灌溉系统内的基本数据；所述基本数据包括回收水数据、储水数据和灌溉数据；所述回收水数据为用户在预设时间范围内统计的回收处理后的生活污水总量和处理后的生活污水中的污染物含量；所述储水数据包括储水的位置和储水总量；所述灌溉数据包括为农田灌溉的灌溉设备的位置、用户的农田位置以及农田土壤湿度；所述数据采集模块将采集的基本数据发送至数据库内进行存储；所述天气获取模块用于获取农田位置对应天气预报预测的30天的降雨量；所述天气获取模块将采集的灌溉设备的位置的天气预报数据发送至数据库存储；所述参与度计算模块用于计算用户参与回收生活污水的参与值，具体计算步骤如下：步骤一：统计用户每次的提供的处理后的生活污水量；并对处理的生活污水进行水质检测，获取污染物的含量；步骤二：计算预设时间范围内用于提供处理后的生活污水量的总和，并将其记为Wi；对每次检测的污染物的含量求和并取其平均值，并将其记为Ri；步骤三：利用公式Ci=Wi*j1+(1/Ri)*j2获取得到用户的参与值Ci；j1和j2为预设比例系数；用户提供处理后的生活污水量的总和越多，参与值越大；用户提供的处理后的生活污水的污染物含量的均值越小，参与值越大；所述参与度计算模块将计算的参与值发送至数据库内进行存储；所述水价计算模块用于计算预约灌溉用户的灌溉水量和水价；所述水价计算模块将计算的预约灌溉用户的灌溉水量和水价发送至数据库内进行存储；所述控制模块用于获取预约灌溉用户的灌溉水量、参与值和储水系统的储水量并控制灌溉系统为预约用户灌溉,具体控制步骤如下：S1：对预约灌溉用户进行统计其灌溉总水量与储水系统的储水量进行对比；S2：当储水系统的储水量小于灌溉总水量，对预约灌溉用户进行筛选；S3：获取预约灌溉用户的农田的位置与储水的位置，并计算其距离差，并将距离差记为Hi；S4：获取预约灌溉用户的参与值Ci以及预约灌溉用户的农田土壤湿度，将农田土壤湿度记为Bi,利用公式Yi=Ci*v1+（1/Bi）*v2+（1/Hi）*v3获取得到预约灌溉用户的优先值Yi；其中v1、v2、v3为预设比例系数；通过公式可得，参...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炜，晋华，谷勇，王候炜，
申请(专利权)人：太原市水利技术推广服务站，太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14