一种北方旱区玉米种植的数字化控制系统和使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种北方旱区玉米种植的数字化控制系统和使用方法，所述数字化控制系统包括PLC控制系统、数据采集系统、灌溉系统、报警系统、网络传输系统和监控平台；所述PLC控制系统用于接收数据采集系统上报的数据，作为信息采集器对整个系统进行比较、分析和计算，对信息实现模拟量和数字量之间的转换，再将处理后的信息传输至监控平台；作为控制终端进行控制灌溉系统的工作状态；本发明专利技术改变了农业灌溉方式，使得灌溉精度、效率得到大幅度提高，减少化学污染、资源浪费，提高农作物的产量和质量；本发明专利技术功能多样，能够满足人们灌溉、施肥和监测的需要；本发明专利技术操作流程简单，易上手操作，减少工作人员学习操作时间。少工作人员学习操作时间。少工作人员学习操作时间。

【技术实现步骤摘要】
一种北方旱区玉米种植的数字化控制系统和使用方法


[0001]本专利技术涉及农业种植
，具体是指一种北方旱区玉米种植的数字化控制系统和使用方法。

技术介绍

[0002]众所周知，北方干旱地区多以玉米种植为主，由于是旱区，所以水资源更加珍贵，所以植物的灌溉尤为重要。
[0003]我国目前的农业种植多采用传统的灌溉和施肥方式，这种方式存在以下几个技术问题：需要消耗大量的劳动力，并且人工浇灌效率低下；施肥方式不科学，容易因过度施肥对土壤造成化学污染，破坏植物根系中的营养比例，造成植物营养缺失；传统的灌溉方式难以实时监测土地的含水情况，易引起水资源的浪费。
[0004]所以，一种北方旱区玉米种植的数字化控制系统和使用方法成为人们亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是需要消耗大量的劳动力，并且人工浇灌效率低下；施肥方式不科学，容易因过度施肥对土壤造成化学污染，破坏植物根系中的营养比例，造成植物营养缺失；传统的灌溉方式难以实时监测土地的含水情况，易引起水资源的浪费。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种北方旱区玉米种植的数字化控制系统，所述数字化控制系统包括PLC控制系统、数据采集系统、灌溉系统、报警系统、网络传输系统和监控平台；
[0007]所述PLC控制系统用于接收数据采集系统上报的数据，作为信息采集器对整个系统进行比较、分析和计算，对信息实现模拟量和数字量之间的转换，再将处理后的信息传输至监控平台；作为控制终端进行控制灌溉系统的工作状态；
[0008]所述数据采集系统包括但不限于温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、液位传感器和压力传感器，所述数据采集系统用于采集种植区的温度、二氧化碳浓度、水位和液体体积；
[0009]所述灌溉系统包括过滤子系统、水肥混合系统和灌溉子系统，所述过滤子系统用于过滤水中的杂草和垃圾，将过滤后的水传输至水肥混合系统，通过水肥混合系统将肥料和水进行溶解，将溶解后的水肥通过灌溉子系统的管道输送到各个灌溉部位，从而灌溉到植物的根部；
[0010]所述报警系统实用闪光灯、警铃的方式进行报警，当数据采集系统监测到土壤缺水、缺肥时，闪光灯闪烁、警铃响起，监控平台根据接收的报警数据给PLC控制系统下发控制指令；
[0011]所述网络传输系统用于整个系统的数据通信；
[0012]所述监控平台用于对整个系统进行扫描、监测、诊断，将收集到的信息进行处理，
一旦发现错误就会发出警报，避免错误信息对整个系统运行结果进行干扰。
[0013]进一步的，所述PLC控制系统由PLC可编程逻辑控制器、模拟量输入拓展模块、数字量输出拓展模块、数据寄存器和定时器组成。
[0014]进一步的，所述监控平台包括服务器、浏览器和触摸屏；
[0015]所述服务器用于存储PLC控制系统发送来的数据，并对接收的信息进行分析处理，根据检测信息自动生成保护类控制指令，并发送至PLC控制系统；根据检测信息生成报警信息，并通过云管理平台发送至远程终端；
[0016]所述浏览器用于实现服务器与PLC控制系统之间的通信；
[0017]所述触摸屏用于接收外部的输入信息，并通过浏览器转发至服务器。
[0018]一种数字化控制系统的使用方法，包含一种北方旱区玉米种植的数字化控制系统，所述数字化控制系统的使用方法如下所示：
[0019]步骤1、根据需求，提前设定好水肥混合比例，并发送至PLC控制系统；
[0020]步骤2、PLC控制系统根据参数进行智能计算，获得最佳施肥频率；
[0021]步骤3、选择自动模式，系统根据PLC控制系统指示开始运行；
[0022]步骤4、当检测到土壤水肥值低于设定值时，施肥泵运转、电磁阀关闭，化肥罐内的化肥经过施肥泵进入管道中，最终进入混肥罐，并向罐中注入清水，直到传感器检测到水肥混合浓度与设定值相符合时进入下一步；
[0023]步骤5、PLC控制系统控制施肥泵停止运转，电磁阀门打开，变频器反向工作，此时清水反向流动清洗管道，混肥罐中的水肥进入施肥罐，并向出肥口运输，对土壤进行施肥；当土壤中的水肥值与设定值相匹配时，施肥动作停止，系统更新检测数据重新与设定值进行比较。
[0024]本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术采用PLC控制系统、数据采集系统、灌溉系统、报警系统、网络传输系统和监控平台的配合，改变了农业灌溉方式，使得灌溉精度、效率得到大幅度提高，减少化学污染、资源浪费，提高农作物的产量和质量；本专利技术功能多样，能够满足人们灌溉、施肥和监测的需要；本专利技术操作流程简单，易上手操作，减少工作人员学习操作时间；系统内部数据更新快，系统反应灵敏且运行稳定，能准确完成任务，误差小；本专利技术设计合理，值得大力推广。
附图说明
[0025]图1是本专利技术一种北方旱区玉米种植的数字化控制系统的系统框架图。
[0026]图2是本专利技术一种北方旱区玉米种植的数字化控制系统中数据采集系统的框架图。
[0027]图3是本专利技术一种北方旱区玉米种植的数字化控制系统中灌溉系统的框架图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图对本专利技术一种北方旱区玉米种植的数字化控制系统和使用方法做进一步的详细说明。
[0029]结合附图1
‑
3，对本专利技术进行详细介绍。
[0030]一种北方旱区玉米种植的数字化控制系统，所述数字化控制系统包括PLC控制系
统、数据采集系统、灌溉系统、报警系统、网络传输系统和监控平台；
[0031]所述PLC控制系统用于接收数据采集系统上报的数据，作为信息采集器对整个系统进行比较、分析和计算，对信息实现模拟量和数字量之间的转换，再将处理后的信息传输至监控平台；作为控制终端进行控制灌溉系统的工作状态；
[0032]所述数据采集系统包括但不限于温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、液位传感器和压力传感器，所述数据采集系统用于采集种植区的温度、二氧化碳浓度、水位和液体体积；
[0033]所述灌溉系统包括过滤子系统、水肥混合系统和灌溉子系统，所述过滤子系统用于过滤水中的杂草和垃圾，将过滤后的水传输至水肥混合系统，通过水肥混合系统将肥料和水进行溶解，将溶解后的水肥通过灌溉子系统的管道输送到各个灌溉部位，从而灌溉到植物的根部；
[0034]所述报警系统实用闪光灯、警铃的方式进行报警，当数据采集系统监测到土壤缺水、缺肥时，闪光灯闪烁、警铃响起，监控平台根据接收的报警数据给PLC控制系统下发控制指令；
[0035]所述网络传输系统用于整个系统的数据通信；
[0036]所述监控平台用于对整个系统进行扫描、监测、诊断，将收集到的信息进行处理，一旦发现错误就会发出警报，避免错误信息对整个系统运行结果进行干扰。
[0037]所述PLC控制系统由PLC可编程逻辑控制器、模拟量输入拓展模块、数字量输出拓展模块、数据寄本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种北方旱区玉米种植的数字化控制系统，其特征在于：所述数字化控制系统包括PLC控制系统、数据采集系统、灌溉系统、报警系统、网络传输系统和监控平台；所述PLC控制系统用于接收数据采集系统上报的数据，作为信息采集器对整个系统进行比较、分析和计算，对信息实现模拟量和数字量之间的转换，再将处理后的信息传输至监控平台；作为控制终端进行控制灌溉系统的工作状态；所述数据采集系统包括但不限于温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、液位传感器和压力传感器，所述数据采集系统用于采集种植区的温度、二氧化碳浓度、水位和液体体积；所述灌溉系统包括过滤子系统、水肥混合系统和灌溉子系统，所述过滤子系统用于过滤水中的杂草和垃圾，将过滤后的水传输至水肥混合系统，通过水肥混合系统将肥料和水进行溶解，将溶解后的水肥通过灌溉子系统的管道输送到各个灌溉部位，从而灌溉到植物的根部；所述报警系统实用闪光灯、警铃的方式进行报警，当数据采集系统监测到土壤缺水、缺肥时，闪光灯闪烁、警铃响起，监控平台根据接收的报警数据给PLC控制系统下发控制指令；所述网络传输系统用于整个系统的数据通信；所述监控平台用于对整个系统进行扫描、监测、诊断，将收集到的信息进行处理，一旦发现错误就会发出警报，避免错误信息对整个系统运行结果进行干扰。2.根据权利要求1所述的一种北方旱区玉米种植的数字化控制系统，其特征在于：所述PLC控制系统由PLC可编程逻辑控制器、模拟量输入拓展模块、数字量输出拓展模...

【专利技术属性】
技术研发人员：马俊琪，张晨子，银永安，刘杨斌，
申请(专利权)人：杨凌数字农业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：