一种基于物联网的智慧农业智能节水灌溉系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的智慧农业智能节水灌溉系统，涉及农业节能技术领域，包括灌溉模组，灌溉模组包括划区模块、第一采集模块、第一计算模块、第二采集模块、第二计算模块和灌溉模块，划区模块用于将栽培区域划分为多个采样区域，第一采集模块用于获取含水量变化率，第一计算模块用于计算第一差值，若第一差值小于第一预设阈值，则拼合形成第一灌溉区域，若第一差值不小于第一预设阈值，则形成第二灌溉区域，第二采集模块用于采集实时土壤含水量，第二计算模块用于得到灌溉用水量，灌溉模块用于按对应的灌溉用水量分别对多个第一灌溉区域和多个第二灌溉区域进行灌溉作业。本发明专利技术具有自动化水平高、节水节能率高和灌溉效果好的优点。果好的优点。果好的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的智慧农业智能节水灌溉系统


[0001]本专利技术涉及农业节能
，具体涉及一种基于物联网的智慧农业智能节水灌溉系统。

技术介绍

[0002]传统的农业模式会浪费很多的人力和物力，因此传统农业需要向智慧农业进行转变，物联网作为一种新兴的高新技术，具有长远的发展前景，将其应用在农业上，对于促进农业生产具有重大意义，而如何利用物联网技术来实现农业节水节能，并保证农作物合理生长，是本领域技术人员的研究方向。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种基于物联网的智慧农业智能节水灌溉系统。
[0004]一种基于物联网的智慧农业智能节水灌溉系统，包括灌溉模组，所述灌溉模组包括划区模块、第一采集模块、第一计算模块、第二采集模块、第二计算模块和灌溉模块；其中，所述划区模块用于将栽培区域划分为多个采样区域；所述第一采集模块用于获取每个采样区域的含水量变化率，所述第一计算模块用于计算得到相邻采样区域的含水量变化率的第一差值，若第一差值小于第一预设阈值，则将上述相邻采样区域拼合形成第一灌溉区域，若第一差值不小于第一预设阈值，则将上述相邻采样区域一一形成第二灌溉区域；所述第二采集模块用于实时采集第一灌溉区域和第二灌溉区域的实时土壤含水量，所述第二计算模块用于根据第一灌溉区域和第二灌溉区域的实时土壤含水量和预设土壤含水量计算得到第一灌溉区域和第二灌溉区域分别所需的灌溉用水量；所述灌溉模块用于按对应的灌溉用水量分别对多个第一灌溉区域和多个第二灌溉区域进行灌溉作业。整个智慧农业智能节水灌溉系统中，基于物联网技术，能够加装温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等多种传感器，以此获取农作物生长环境信息。
[0005]具体地，还包括存储模组，所述存储模组设置在多个采样区域内并且连接所述灌溉模块，所述存储模组用于存储待灌溉水，所述存储模组还用于使储水模块内部待灌溉水的蒸发量小于第二预设阈值。基于物联网，可以在存储模组设置液位传感器来实时监测其内部待灌溉水的变化量，再通过降低存储模组温度、减小存储模组内部空气流速、减少待灌溉水液面表面积等方法，控制待灌溉水的蒸发量，使其满足节能需求，进一步提高了节能效果。
[0006]具体地，还包括回收利用模组，所述回收利用模组用于接收气象信息并将气象信息转变为控制信息，所述回收利用模组还用于按控制信息封闭采样区域并收集雨水至储水模块中，所述回收利用模组还用于在封闭采样区域后将采样区域上方的水蒸气液化，并将液化后的水送至储水模块中。基于物联网，回收利用模组可以获取气象信息，从而掌握是否降雨，如果降雨，会影响采样区域内农作物的合理生长，因此需要将采样区域封闭，从而提
高农作物生长效果，进一步地，回收利用模组再对雨水进行收集，在进行过滤的基础上，无成本增加待灌溉水含量，有效提高节水节能率，更关键的是，当采样区域封闭后，其内部水蒸气无法向外界传播，因此回收利用模组可以将这部分水蒸气尽可能液化收集，形成循环利用待灌溉水含量，进一步提高了节水节能率。
[0007]具体地，灌溉模组还包括第三计算模块，所述第三计算模块用于计算与第一灌溉区域相邻的第一灌溉区域或第二灌溉区域的灌溉用水量的第二差值，若第二差值小于第二预设阈值，则计算出二者的平均灌溉用水量，所述灌溉模块用于按平均灌溉用水量同时对上述第一灌溉区域和与其相邻的第一灌溉区域或第二灌溉区域进行灌溉作业。即使相邻区域内的农作物耗水量不相同，但是由于采样区域本身基础土壤含水量不相同，因此，基于第二计算模块计算区域的灌溉用水量，再利用第三计算模块来判断相邻区域对应的灌溉用水量是否大致相同，当第二差值小于第二预设阈值时，则代表相邻区域的灌溉用水量也大致相同，从而灌溉模块可以对上述相邻区域进行同时灌溉作业，进一步精简了灌溉作业操作，降低因不同灌溉作业更换过程中的用水损耗，进一步提高了节水节能率。
[0008]具体地，第三计算模块包括第二比对单元、第二判断单元和第二整合单元；其中，所述第二比对单元用于比对第一灌溉区域的灌溉用水量和与其相邻的第一灌溉区域或第二灌溉区域的灌溉用水量，并生成第二差值；所述第二判断单元用于在第二差值小于第二预设阈值时，根据上述灌溉用水量计算出平均灌溉用水量，并控制第二整合单元按平均灌溉用水量同时对所比对的第一灌溉区域和与其相邻的第一灌溉区域或第二灌溉区域进行灌溉作业。
[0009]具体地，回收利用模组包括气象模块、收集模块和液化模块；其中，所述气象模块用于接收气象信息并将气象信息转变为控制信息；所述收集模块用于按控制信息封闭采样区域并收集雨水至储水模块中；所述液化模块用于在封闭采样区域后将采样区域上方的水蒸气液化，并将液化后的水送至储水模块中。
[0010]具体地，存储模组包括控制模块和多个储水模块；其中，多个所述储水模块分别设置在多个采样区域内，所述储水模块连接所述灌溉模块，所述储水模块用于存储待灌溉水，所述控制模块用于保证储水模块内部待灌溉水的蒸发量小于蒸发预设阈值。优选地，储水模块数量与采样区域数量相同，从而最大化降低待灌溉水的输送成本。
[0011]具体地，第一计算模块包括第一比对单元、第一判断单元和第一整合单元；其中，所述第一比对单元用于比对相邻采样区域的含水量变化率，并生成第二差值；所述第一判断单元用于在第一差值小于第一预设阈值时，控制第一整合单元将所比对的相邻采样区域拼合形成第一灌溉区域；所述第一判断单元还用于在第一差值不小于第一预设阈值时，控制第一整合单元将所比对的相邻采样区域一一形成第二灌溉区域。
[0012]具体地，划区模块包括划区单元和预设单元，所述划区单元用于将栽培区域划分为多个预灌溉区域，所述预设单元根据预灌溉区域的面积和所栽培农作物信息生成第一预设阈值和预设土壤含水量。
[0013]具体地，灌溉模块包括多个灌溉单元，多个灌溉单元分别设置在多个采样区域上方。灌溉单元设置在采样区域上方，每个灌溉单元均可以单独控制，当需要对相邻采样区域进行相同灌溉作业，只需让相邻采样区域上方的灌溉单元联动即可。
[0014]本专利技术的有益效果体现在：
[0015]在本专利技术的灌溉模组中，一个栽培区域用来栽培一种农作物，通过划区模块对整个栽培区域进行划分，划分标准可以是按面积平均分配，划分完成后，能够将大面积的栽培区域分解为小面积的采样区域，在对农作物生长环境信息的采集层面上，由于采集点位更多，采集范围更精细，能够有效提高生长环境信息的准确性，更贴合农作物本身的生长环境，在物联网数据层面上，能够有更多的生长环境信息进行分析，从而制定出更节能的灌溉方案；进一步地，通过第一采集模块获取每个采样区域的含水量变化率，再由第一计算模块计算得到相邻采样区域的含水量变化率的第一差值，若第一差值小于第一预设阈值，则代表相邻采样区域的农作物耗水量基本一致，因此将上述相邻采样区域拼合形成第一灌溉区域，在后续灌溉处理时可以直接对整个第一灌溉区域进行灌溉作业，降低了灌溉用水量，同时在节省灌溉成本的前提下，实现对不同生长环境的农作物进行针对性处理；进一步地，在灌溉前，第二采集模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的智慧农业智能节水灌溉系统，其特征在于，包括灌溉模组，所述灌溉模组包括划区模块、第一采集模块、第一计算模块、第二采集模块、第二计算模块和灌溉模块；其中，所述划区模块用于将栽培区域划分为多个采样区域；所述第一采集模块用于获取每个采样区域的含水量变化率，所述第一计算模块用于计算得到相邻采样区域的含水量变化率的第一差值，若第一差值小于第一预设阈值，则将上述相邻采样区域拼合形成第一灌溉区域，若第一差值不小于第一预设阈值，则将上述相邻采样区域一一形成第二灌溉区域；所述第二采集模块用于实时采集第一灌溉区域和第二灌溉区域的实时土壤含水量，所述第二计算模块用于根据第一灌溉区域和第二灌溉区域的实时土壤含水量和预设土壤含水量计算得到第一灌溉区域和第二灌溉区域分别所需的灌溉用水量；所述灌溉模块用于按对应的灌溉用水量分别对多个第一灌溉区域和多个第二灌溉区域进行灌溉作业。2.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧农业智能节水灌溉系统，其特征在于，还包括存储模组，所述存储模组设置在多个采样区域内并且连接所述灌溉模块，所述存储模组用于存储待灌溉水，所述存储模组还用于使储水模块内部待灌溉水的蒸发量小于第二预设阈值。3.根据权利要求2所述的基于物联网的智慧农业智能节水灌溉系统，其特征在于，还包括回收利用模组，所述回收利用模组用于接收气象信息并将气象信息转变为控制信息，所述回收利用模组还用于按控制信息封闭采样区域并收集雨水至储水模块中，所述回收利用模组还用于在封闭采样区域后将采样区域上方的水蒸气液化，并将液化后的水送至储水模块中。4.根据权利要求3所述的基于物联网的智慧农业智能节水灌溉系统，其特征在于，所述灌溉模组还包括第三计算模块，所述第三计算模块用于计算与第一灌溉区域相邻的第一灌溉区域或第二灌溉区域的灌溉用水量的第二差值，若第二差值小于第二预设阈值，则计算出二者的平均灌溉用水量，所述灌溉模块用于按平均灌溉用水量同时对上述第一灌溉区域和与其相邻的第一灌溉区域或第二灌溉区域进行灌溉作业。5.根据权利要求4所述的基于物联网的智慧农业智能节水灌溉系统，其特征在于，所述第三计算模块包括第二比对单元、第二判断单元和第二整合单元；其中，所述第二比对...

【专利技术属性】
技术研发人员：席青伦，林应，刘雪松，胡孙青，汪刚，罗程铭，
申请(专利权)人：杭州畅鸿信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：