一种基于物联网的规模化农田灌溉系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及农田灌溉系统技术领域，提供了一种基于物联网的规模化农田灌溉系统和方法，包括移动组件，所述移动组件的顶部安装有调节组件，所述调节组件的顶部安装有中转箱，该装置解决了不同位置的土壤湿度各不相同影响灌溉效果的问题，若部分土壤湿度大，现有灌溉系统无法改善，此时植物会因水较多而造成无法呼吸死亡的情况，若开启灌溉则会波及土壤湿度大的位置，本发明专利技术，达到了多组喷洒组件独立运行，可对灌溉系统的四周喷洒自适应灌溉水的效果，避免各个土壤位置湿度各不相同影响灌溉效果，通过设置吹气组件，吹气组件将空气吹至农田土壤表面加强通风换气，使得土壤湿度降低，避免出现植物因水较多而造成无法呼吸死亡的情况。出现植物因水较多而造成无法呼吸死亡的情况。出现植物因水较多而造成无法呼吸死亡的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的规模化农田灌溉系统和方法


[0001]本专利技术涉及农田灌溉系统
，更具体地说，它涉及一种基于物联网的规模化农田灌溉系统和方法。

技术介绍

[0002]农业灌溉，主要是指对农业耕作区进行的灌溉作业。农业灌溉方式一般可分为为传统的地面灌溉、普通喷灌以及微灌，在对农田规模化灌溉时，现有的灌溉系统通过管道输送灌溉水至工作地点，并通过喷头形成水柱或水雾喷洒至农田和农作物上，然而现有灌溉系统覆盖规模较大，但不同位置的土壤湿度各不相同，若是湿度小可以通过灌溉改善，若因下雨或是恶劣天气影响，部分土壤湿度大，现有灌溉系统只是停止灌溉，土壤的湿度仍然较大，此时植物会因水较多而造成无法呼吸死亡的情况，若开启灌溉缓解土壤湿度小的位置，则会波及土壤湿度大的位置。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于物联网的规模化农田灌溉系统和方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种基于物联网的规模化农田灌溉系统，包括移动组件，所述移动组件的顶部安装有调节组件，所述调节组件的顶部安装有中转箱，所述中转箱的内腔分为上腔和下腔，所述调节组件的两端均铰接安装有吹气组件，所述吹气组件与中转箱的下腔相连通，所述中转箱的四周均安装有变向组件，多个所述变向组件的上方分别安装有喷洒组件，所述喷洒组件与中转箱的上腔相连通。
[0005]本专利技术进一步设置为：所述移动组件包括升降小车，所述升降小车的顶部安装有支撑台，所述支撑台的两侧均安装有放置架，所述放置架的内部均匀设置有土壤温湿度传感器，所述支撑台的内部安装有两个控制器，所述调节组件的顶部安装有环境温湿度传感器。
[0006]本专利技术进一步设置为：所述调节组件包括支撑柱，所述支撑柱的底端安装于中转箱的内部，所述支撑柱的顶部通过轴承连接有放置台，所述支撑柱的外侧壁开设有放置槽，所述放置槽的内部穿设安装有双向气缸，所述双向气缸两侧的输出端均连接有固定座，所述固定座的顶部和固定座的底面一个端角位置铰接有推杆。
[0007]本专利技术进一步设置为：多个所述变向组件均包括轴承座，所述轴承座安装于放置台的顶部，所述轴承座的一侧安装有电动辊，所述电动辊与控制器通过导线电连接，所述电动辊的外侧壁安装有卡箍，所述卡箍的上方安装有喷洒组件，所述喷洒组件包括排水管，所述排水管安装于卡箍的顶部，且所述排水管与上腔连通，所述排水管的顶部安装有第一喷头。
[0008]本专利技术进一步设置为：两组所述吹气组件均包括安装座，所述安装座铰接于对应固定座的内部，所述安装座的顶部安装有储存管，所述储存管与下腔之间连通有软管，所述
储存管的外侧壁开设有三组第二喷头，所述支撑台的两侧且与吹气组件相对应位置开设有通槽，所述通槽的内部安装有横杆，所述横杆的高度高于安装座顶端水平高度。
[0009]本专利技术进一步设置为：所述中转箱的顶部安装有中转组件一，所述中转组件一包括第一隔板，所述第一隔板安装于中转箱的内部，所述第一隔板为中转箱内上腔和下腔分隔件，所述中转箱的顶部连通有第一进气管和第一进水管，所述第一进气管与下腔相连通，所述第一进水管与上腔相连通，所述中转箱的外侧壁等距开设有四个第一凹槽，四个所述第一凹槽与多个变向组件相对应。
[0010]本专利技术进一步设置为：所述中转箱的顶部安装有中转组件二，所述中转组件二包括第二隔板，所述第二隔板安装于中转箱的内部，所述中转箱的内壁安装有挡块，所述挡块位于第二隔板的上方，所述第二隔板为中转箱内上腔和下腔分隔件，所述中转箱的顶部连通有第二进气管和第二进水管，所述第二进气管与下腔相连通，且所述第二进气管的底部安装有挡环，所述软管与中转箱的连通处位于第二隔板与挡环之间，所述第二进水管与上腔相连通，所述中转箱的外侧壁等距开设有四个第二凹槽，四个所述第二凹槽与多个变向组件相对应，所述第二隔板的底部安装有弹簧。
[0011]本专利技术进一步设置为：所述储存管的顶端轴心沿水平方向延伸为延长线A，所述储存管的一侧最大喷射范围与延长线A之间角度为夹角α，所述夹角α的数值范围为0
°
至100
°
，所述中转箱的轴心沿水平方向延伸为延长线B，所述中转箱的轴心沿竖直方向延伸为延长线C，所述延长线B和延长线C之间的夹角为夹角β，所述夹角β的数值为90
°
。
[0012]本专利技术进一步设置为：所述控制器包括检测模块、处理器、信号发射器、移动组件控制模块、喷洒组件控制模块、变向组件控制模块、调节组件控制模块和吹风组件控制模块，所述检测模块通过导线与处理器信号连接，所述处理器通过导线分别与信号发射器、移动组件控制模块、喷洒组件控制模块、变向组件控制模块、调节组件控制模块和吹风组件控制模块信号连接。
[0013]一种基于物联网的规模化农田灌溉方法，使用上述所述的基于物联网的规模化农田灌溉系统，包括以下步骤：S1、灌溉准备；S11、工作人员通过控制器内的移动组件控制模块控制升降小车运行，本灌溉系统移动至待灌溉地点停止，之后工作人员将多个土壤温湿度传感器分别从放置架上取下，并将其插设至远离系统的土壤内，多个土壤温湿度传感器实时监测系统灌溉范围内的各个位置土壤的温湿度情况，检测结果传输至处理器进行数据处理；S12、处理器将数据处理完成后向信号发射器传输信号，信号发射器控制各个控制模块相互配合运行，工作人员将外接供水设备和外接供气设备分别与中转箱内部的上腔和下腔连通，灌溉水流至上腔内，气体输送到下腔内，且灌溉水和气体分别在上腔和下腔内堆积并产生一定的压力，当压力达到一定量时，处理器向信号发射器传输信号，致使外接供水设备和外接供气设备停止运行，至此，准备工作完成；S2、自动化灌溉；S21、当一处土壤湿度较小时，处理器给出运行信号，并通过信号发射器发送至喷洒组件控制模块，喷洒组件控制模块控制对应位置方向的第一喷头以及外接供水设备打开；
S22、对应方向的第一喷头将灌溉水通过排水管从上腔内排出，在此第一喷头的喷射范围内，通过对应土壤温湿度传感器实时检测该位置土壤湿度变化情况；S23、若湿度值发生变化，则土壤湿度改善，土壤湿度达到预设值时，喷洒组件控制模块控制喷洒组件停止运行；S24、若湿度未发生变化，则说明在此第一喷头的喷射范围内未准确完成喷射，此数据传输至处理器，处理器给出运行信号，并通过信号发射器发送至变向组件控制模块，变向组件控制模块控制对应的电动辊运行；S25、对应电动辊带动卡箍、排水管以及第一喷头摆动，第一喷头喷射过程中幅度发生变化，第一喷头的喷射范围发生改变，当土壤湿度达到预设值时，喷洒组件控制模块控制喷洒组件停止运行；S26、若需要大范围灌溉，工作人员给出灌溉信号，处理器将信号传输至信号发射器，信号发射器将信号发送至调节组件控制模块，调节组件控制模块控制双向气缸往复运动，排水管和第一喷头在摆动的同时，双向气缸的两侧输出端分别带动对应的固定座位移，固定座带动推杆位移，推杆推动放置台在支撑柱的顶部往复转动，放置台带动中转组件一、喷洒组件和变向组件往复位移，致使每组喷洒组件在对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的规模化农田灌溉系统，包括移动组件（1），其特征在于：所述移动组件（1）的顶部安装有调节组件（5），所述调节组件（5）的顶部安装有中转箱（7），所述中转箱（7）的内腔分为上腔和下腔，所述调节组件（5）的两端均铰接安装有吹气组件（6），所述吹气组件（6）与中转箱（7）的下腔相连通，所述中转箱（7）的四周均安装有变向组件（4），多个所述变向组件（4）的上方分别安装有喷洒组件（3），所述喷洒组件（3）与中转箱（7）的上腔相连通。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的规模化农田灌溉系统，其特征在于：所述移动组件（1）包括升降小车（11），所述升降小车（11）的顶部安装有支撑台（12），所述支撑台（12）的两侧均安装有放置架（13），所述放置架（13）的内部均匀设置有土壤温湿度传感器（14），所述支撑台（12）的内部安装有两个控制器（15），所述调节组件（5）的顶部安装有环境温湿度传感器（16）。3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的规模化农田灌溉系统，其特征在于：所述调节组件（5）包括支撑柱（51），所述支撑柱（51）的底端安装于中转箱（7）的内部，所述支撑柱（51）的顶部通过轴承连接有放置台（55），所述支撑柱（51）的外侧壁开设有放置槽，所述放置槽的内部穿设安装有双向气缸（52），所述双向气缸（52）两侧的输出端均连接有固定座（54），所述固定座（54）的顶部和固定座（54）的底面一个端角位置铰接有推杆（53）。4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的规模化农田灌溉系统，其特征在于：多个所述变向组件（4）均包括轴承座（41），所述轴承座（41）安装于放置台（55）的顶部，所述轴承座（41）的一侧安装有电动辊（42），所述电动辊（42）与控制器（15）通过导线电连接，所述电动辊（42）的外侧壁安装有卡箍（43），所述卡箍（43）的上方安装有喷洒组件（3），所述喷洒组件（3）包括排水管（31），所述排水管（31）安装于卡箍（43）的顶部，且所述排水管（31）与上腔连通，所述排水管（31）的顶部安装有第一喷头（32）。5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的规模化农田灌溉系统，其特征在于：两组所述吹气组件（6）均包括安装座（66），所述安装座（66）铰接于对应固定座（54）的内部，所述安装座（66）的顶部安装有储存管（61），所述储存管（61）与下腔之间连通有软管（62），所述储存管（61）的外侧壁开设有三组第二喷头（63），所述支撑台（12）的两侧且与吹气组件（6）相对应位置开设有通槽（64），所述通槽（64）的内部安装有横杆（65），所述横杆（65）的高度高于安装座（66）顶端水平高度。6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的规模化农田灌溉系统，其特征在于：所述储存管（61）的顶端轴心沿水平方向延伸为延长线A，所述储存管（61）的一侧最大喷射范围与延长线A之间角度为夹角α，所述夹角α的数值范围为0
°
至100
°
，所述中转箱（7）的轴心沿水平方向延伸为延长线B，所述中转箱（7）的轴心沿竖直方向延伸为延长线C，所述延长线B和延长线C之间的夹角为夹角β，所述夹角β的数值为90
°
。7.根据权利要求5所述的一种基于物联网的规模化农田灌溉系统，其特征在于：所述中转箱（7）的顶部安装有中转组件一（2），所述中转组件一（2）包括第一隔板（21），所述第一隔板（21）安装于中转箱（7）的内部，所述第一隔板（21）为中转箱（7）内上腔和下腔分隔件，所述中转箱（7）的顶部连通有第一进气管（22）和第一进水管（23），所述第一进气管（22）与下腔相连通，所述第一进水管（23）与上腔相连通，所述中转箱（7）的外侧壁等距开设有四个第一凹槽（24），四个所述第一凹槽（24）与多个变向组件（4）相对应。
8.根据权利要求5所述的一种基于物联网的规模化农田灌溉系统，其特征在于：所述中转箱（7）的顶部安装有中转组件二（8），所述中转组件二（8）包括第二隔板（81），所述第二隔板（81）安装于中转箱（7）的内部，所述中转箱（7）的内壁安装有挡块（82），所述挡块（82）位于第二隔板（81）的上方，所述第二隔板（81）为中转箱（7）内上腔和下腔分隔件，所述中转箱（7）的顶部连通有第二进气管（84）和第二进水管（86），所述第二进气管（84）与下腔相连通，且所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：周燕华，吕名礼，张中华，
申请(专利权)人：上海农林职业技术学院，
类型：发明
国别省市：