一种基于物联网的绿化带协同滴灌系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的绿化带协同滴灌系统，包括：监测平台，包括天气获取模块、数据采集模块、管网模块，监测平台用于接收数据的处理与分析，并对滴灌区域进行集中控制管理；天气获取模块用于获取区域内天气信息及天气变化信息；数据采集模块用于采集土壤参数信息；管网模块用于监测管网参数信息；施肥模块，用于接收检测平台的信息数据，并根据植物生长规律进行定量调控施肥，将水肥输送到植物根系；控制模块，控制模块用于接收监测平台实时采集的信息数据，并根据当前作物所需水分控制滴灌模块按照预定方式滴灌；根据监测平台实时采集的信息数据，对不同生长区域内的滴灌量及施肥量进行协同控制。及施肥量进行协同控制。及施肥量进行协同控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的绿化带协同滴灌系统及方法


[0001]本专利技术涉及绿化领域、市政领域或灌溉领域，特别是一种基于物联网的绿化带协同滴灌系统及方法。

技术介绍

[0002]滴灌是将水一滴一滴地、均匀而又缓慢地滴入植物根系附近土壤中的灌溉形式，滴水流量小，水滴缓慢入土，可以最大限度地减少蒸发损失，如果再加上地膜覆盖，可以进一步减少蒸发，滴灌条件下除紧靠滴头下面的土壤水分处于饱和状态外，其它部位的土壤水分均处于非饱和状态，土壤水分主要借助毛管张力作用入渗和扩散,但如果滴灌时间太长，根系下面可能发生浸透现象，因此滴灌一般都是由高技术的计算机操纵完成，也有由人工操作的。滴灌水压低，节水，可以用于对生长不同植物的地区，对每棵植物分别灌溉，但对坡地需要有压力补偿，用计算机可以依靠调节不同地段的阀门来控制。
[0003]协同滴灌以高效节水技术和信息化建设为支撑，实现了信息化控制系统。实现远程控制、流量监测为一体；实现了水源点施肥自动控制与高速公路绿化带间高效节水自动化灌溉一体化管理。信息化建设提供实时数据传输、实时监控从而节约人力物力，在此基础上逐步完善水利工程“建、管、养、用”一体化管理体系和“以水养水”的管理模式，积极推进具有特色的水利信息化建设。
[0004]但是在进行控制过程中，如何实现精准控制的同时，实现多区域滴灌协同控制都是亟不可待要解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种基于物联网的绿化带协同滴灌系统及方法，实现精准控制，实现多区域滴灌协同控制。
[0006]本专利技术的技术方案：一种基于物联网的绿化带协同滴灌系统，包括：监测平台，用于数据的接收处理与分析，并对滴灌区域进行集中控制管理，监测平台包括以下模块：天气获取模块，用于获取滴灌区域内天气信息及天气变化信息；数据采集模块，用于采集土壤参数信息；管网模块，用于监测管网参数信息；施肥模块，用于接收所述检测平台的信息数据，并根据植物生长规律进行定量调控施肥，将水肥输送到植物根系；控制模块，用于接收监测平台实时采集的信息数据，并根据当前作物所需水分控制滴灌模块按照预定方式滴灌；调度模块，根据监测平台实时采集的信息数据，对不同生长区域内的滴灌量及施肥量进行协同控制，所述调度模块根据植物种类、生育阶段或生长区域建立专家数据库，并控制泵站按照预定组合方式执行灌溉规律。
[0007]前述的基于物联网的绿化带协同滴灌系统，所述管网参数信息包括蓄水池水位监测、临界水位报警、水泵转速、管网压力或管网流量中的一种或两种以上的组合。
[0008]前述的基于物联网的绿化带协同滴灌系统，所述土壤参数信息包括土壤墒情、土壤水分含量、空气温度、空气湿度中的一种或两种以上的组合。
[0009]前述的基于物联网的绿化带协同滴灌系统， 所述监测平台包括若干个子系统，若干个子系统之间通过APN专网与服务器连接，所有子系统的数据全部汇集到监测平台进行处理、展示。
[0010]前述的基于物联网的绿化带协同滴灌系统，监测平台能够自动解析接收的数据，并以测站站码、时间、监测量、设备状态信息完整存储于数据库中，其中数据接收方式能够进行设置，包括接收周期、接收站点设置、编码格式分析、剔除异常数据、标记可疑数据。
[0011]前述的基于物联网的绿化带协同滴灌系统，还包括灌溉计量模块，所述灌溉计量模块连接管道水位传感器、流量传感器，实时监测水位动态信息及灌溉用水信息，当水位值低于预定阈值时，报警器进行报警。
[0012]前述的基于物联网的绿化带协同滴灌系统，所述控制模块的控制算法采用PID控制与模糊控制算法结合。
[0013]一种基于物联网的绿化带协同滴灌方法，包括以下步骤：S1，进入系统，检查网络平台通讯正常，设置系统运行参数，选择系统控制方式；S2，通过监测平台进行数据采集，结合当前天气信息及土壤参数信息制定滴灌方案；S3，建立数据中心，根据植物种类、生育阶段及生长区域作物灌溉规律建立专家数据库；S4，根据管网泵站特性及区域内环境信息，制定调度信息，根据调度信息，设定泵站最佳运行组合方式，实现不同泵站协同滴灌。
[0014]前述的基于物联网的绿化带协同滴灌方法，所述系统运行参数包括无线自组网网络、GPRS网络、Internet网络，根据不同的状况进行参数配置，并设置临界水位报警值。
[0015]前述的基于物联网的绿化带协同滴灌方法，所述系统控制方式包括手机控制、移动平台控制或Web远程控制。
[0016]本专利技术的有益效果：（1）监测平台能够根据采集的雨量、墒情、埋土水深、风向、风速、温度、湿度、太阳辐射、蒸发、气压等实时数据，根据不同农作物不同生长周期的需水量的不同，预报所需的灌溉用水量，进行有计划的灌溉，达到节水增产的目的。
[0017]（2）系统可以实现手机控制、移动平台控制或Web远程控制的灵活选择，界面清晰美观，操作方便简单，可快速上手，通过使用移动终端业务办公，可打破时间和空间限制，实现远程用户认证登陆，运行用水信息在线监测、灌区移动业务查询、水利工程在线管理、移动OA等功能。通过随时随地办公，可提高，工作效率执行相关工作、随时对重点工程动态监测，预警水利工程安全。
[0018]（3）系统能够进行远程控制，能设置报警和控制参数。各个采集模块上传的数据将存入数据库，数据库具有查询，修改，增删等功能。能（点控现、群控）现场级的电磁阀和调节阀，能按预设的要求定时、定量地进行灌溉。并能显示现场的实时数据和查看历史数据和趋势，设置报警和控制的上下限值和趋势图；并能完成管网中蓄水池水位自动检测、临界水位
报警、水泵启停、水泵转速（调节进、出水量），实现水泵根据水池水位变化自动启停、根据需水量的要求自动调节进出水量，进而达到水泵房的无人化及自动化的管理。
[0019]（4）监测平台的数据采集主要包括信息采集系统、信息传输系统、数据存储与管理系统。信息采集系统利用先进的设备和技术实现对引水、用水、水环境土壤墒情等信息的自动化采集以及对关键闸站的远程自动化控制，为灌区管理和决策提供各种必要的基础信息和控制手段。
[0020]（5）通过施肥模块实现水肥一体化，灌溉施肥的肥效快，养分利用率提高。可以避免肥料施在较干的表土层易引起的挥发损失、溶解慢，最终肥效发挥慢的问题；尤其避免了铵态和尿素态氮肥施在地表挥发损失的问题，既节约氮肥又有利于环境保护。
[0021]（6）调度模块中专家数据库，能够根据植物的不同提供专家级的灌溉施肥控制方案，将植物所需的肥料直接、准确地注入灌溉水管中，连同灌溉水一起适时适量地施给作物。使施肥和灌溉的一体化成为可能，大大提高了水肥耦合效应和水肥利用效率。
[0022]（7）根据管网内泵站运行的不同要求,其优化调度的目标也不同,如泵站所在地的自然条件不同,如气候、降雨和地形等。因此泵站的优化调度目标有弃水量最小、能耗最小和国民经济效益最大，系统将在分析给排水泵站能耗特点的基础上，对泵站各组成部分进行了数学描述，建立了调度任务和约束的数学描述模型，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的绿化带协同滴灌系统，其特征在于，包括：监测平台，用于数据的接收处理与分析，并对滴灌区域进行集中控制管理，监测平台包括以下模块：天气获取模块，用于获取滴灌区域内天气信息及天气变化信息；数据采集模块，用于采集土壤参数信息；管网模块，用于监测管网参数信息；施肥模块，用于接收所述检测平台的信息数据，并根据植物生长规律进行定量调控施肥，将水肥输送到植物根系；控制模块，用于接收监测平台实时采集的信息数据，并根据当前作物所需水分控制滴灌模块按照预定方式滴灌；调度模块，根据监测平台实时采集的信息数据，对不同生长区域内的滴灌量及施肥量进行协同控制，所述调度模块根据植物种类、生育阶段或生长区域建立专家数据库，并控制泵站按照预定组合方式执行灌溉规律。2.根据权利要求1所述的基于物联网的绿化带协同滴灌方法，其特征在于：所述管网参数信息包括蓄水池水位监测、临界水位报警、水泵转速、管网压力或管网流量中的一种或两种以上的组合。3.根据权利要求1所述的基于物联网的绿化带协同滴灌系统，其特征在于：所述土壤参数信息包括土壤墒情、土壤水分含量、空气温度、空气湿度中的一种或两种以上的组合。4.根据权利要求1所述的基于物联网的绿化带协同滴灌系统，其特征在于： 所述监测平台包括若干个子系统，若干个子系统之间通过APN专网与服务器连接，所有子系统的数据全部汇集到监测平台进行处理、展示。5.根据权利要求1所述的基于物联网的绿化带协同滴灌系统，其特征在于：监测平台能够自动解析接收的数据，并以测站...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈进，吴哨兵，项海燕，朱灿，赵明富，侯云江，张晶晶，郑明波，宋海，吕寒秋，符亚梅，柴飞，罗建新，王龙，
申请(专利权)人：贵州省公路工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：