一种智能节水控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种智能节水控制系统，包括至少一个土壤湿度控制器和一个手持式控制器；土壤湿度控制器包括供电模块、中央处理模块、传感器模块、无线数据传输模块、数据存储模块以及控制模块；手持式控制器包括控制单元以及分别与控制单元连接的显示单元、输入单元、存储单元和无线通讯单元；无线通讯单元通过无线数据传输模块与土壤湿度控制器的无线数据传输模块相互通讯。本发明专利技术解决了现有节水智能控制器设备复杂、技术要求高、应用环境受到限制等技术问题，本发明专利技术实现无线布局，使用和安装位置没限制，并且能够实现实时监控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种智能节水控制系统。
技术介绍
随着国家对设施农业的日益重视，智能化的节水灌溉系统将近一步普及，但是目前节水灌溉的智能化程度还很低，一般依靠种植者经验手动控制灌溉量，这不但增加了使用者的工作强度，更重要的是降低了节水效率。国外主推的节水智能控制器主要是依据测试、测量降雨量、温度、湿度、风速等参数进行计算来控制浇灌量。该设备成本较高，使用复杂并对使用者有较高的技术要求，且该设备更适合在大规模集团化耕种时使用，无法广泛推广应用。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种智能节水控制系统，其解决了现有节水智能控制器设备复杂、技术要求高、应用环境受到限制等技术问题。本专利技术的技术解决方案是一种土壤湿度控制器，其特殊之处在于所述土壤湿度控制器包括供电模块、中央处理模块、传感器模块、无线数据传输模块、数据存储模块以及控制模块；所述供电模块给中央处理模块、传感器模块、无线数据传输模块、数据存储模块以及控制模块供电；所述中央处理模块包括一个信号处理单元、至少一个A/D采样单元、以及一个控制信号输出单元，所述A/D采样单元用于一对一采集湿度传感器发送的湿度数据并发送给信号处理单元，所述信号处理单元用于将接收到的湿度数据进行分析比较并生成控制信号，所述控制信号输出单元用于将控制信号输出给控制模块；所述传感器模块包括至少一个土壤湿度传感器；所述土壤湿度传感器分别通过电缆与中央处理模块相连；所述中央处理模块通过无线数据传输模块与外界相互通讯；所述数据存储模块用于存储A/D采样单元采集的湿度数据；所述控制模块包括至少一个控水电磁阀；所述控水电磁阀串接在供水管路上并可根据控制信号控制供水管路的开闭。上述传感器模块还包括信号调理电路，所述信号调理电路连接在每个土壤湿度传感器和信号处理单元之间，用于湿度数据的预处理；所述控制模块还包括控制驱动电路，所述控制驱动电路连接在控制信号输出单元和控制模块之间，用于放大控制信号。还包括与中央处理模块相连的USB接口。一种智能节水控制系统，包括至少一个土壤湿度控制器和一个手持式控制器；所述土壤湿度控制器包括供电模块、中央处理模块、传感器模块、无线数据传输模块、数据存储模块以及控制模块；所述供电模块给中央处理模块、传感器模块、无线数据传输模块、数据存储模块以及控制模块供电；所述中央处理模块包括一个信号处理单元、至少一个A/D采样单元、以及一个控制信号输出单元，所述A/D采样单元用于一对一采集湿度传感器发送的湿度数据并发送给信号处理单元，所述信号处理单元用于将接收到的湿度数据进行分析比较并生成控制信号，所述控制信号输出单元用于将控制信号输出给控制模块；所述传感器模块包括至少一个土壤湿度传感器；所述土壤湿度传感器分别通过电缆与中央处理模块相连；所述中央处理模块通过无线数据传输模块与外界相互通讯；所述数据存储模块用于存储A/D采样单元采集的湿度数据；所述控制模块包括至少一个控水电磁阀；所述控水电磁阀串接在供水管路上并可根据控制信号控制供水管路的开闭；所述手持式控制器包括控制单元以及分别与控制单元连接的显示单元、输入单元、存储单元和无线通讯单元；所述控制单元用于处理无线通讯单元接受的土壤湿度所述显示单元用于实时显示土壤湿度；所述输入单元用于输入控制信息；所述存储单元用于存储接收的湿度数据以及供水控制程序；所述无线通讯单元通过无线数据传输模块与土壤湿度控制器的无线数据传输模块相互通讯。上述智能节水控制系统还包括监控分析单元，所述监控分析单元包括通讯模块以及土壤湿度监控分析模块；所述土壤湿度监控分析模块包含根据不同地区气候规律、土壤性质、不同作物生长规律制定的供水数学模型，以及分析比对程序以及决策程序，根据土壤湿度控制器回传的土壤湿度信息，实时进行运算分析、决策，提供最优供水方案；所述土壤湿度监控分析模块通过通讯模块与手持式控制器的通讯单元相互通讯。上述传感器模块还包括信号调理电路，所述控制模块还包括控制驱动电路。上述土壤湿度控制器还包括与中央处理模块相连的USB接口 ；所述手持式控制器还包括与控制单元相连的USB接口。上述土壤湿度传感器与A/D采样单元，的数量一致均为8路。上述供电模块包括太阳能电池板和充电电池。本专利技术的所具有优点是1、无线布局，使用和安装位置没限制本专利技术采用轻型可移动式太阳能供电模块，不需要专门布设供电电缆，土壤湿度控制器也采用小型化模块设计，因此在与供电模块组合使用时具有很大的灵活性，即可采用供电模块与土壤湿度控制器之间的一对一配置形式，也可以采用一对多的配置形式；由于本专利技术的体积小、重量轻，因此对于安装位置的要求和限制条件都很少，可以根据需要安装在大棚等设施中的绝大多数位置。由于系统采用无线网络通讯。各土壤湿度控制器与手持式控制器和主控设备之间没有电缆连接，因此在布设完成之后，还可根据实际需要随时调整安装位置。2、可无限扩展，适合各种规模耕作使用本专利技术所使用的土壤湿度控制器采用模块化单元式设计，既可以独立使用，也可以利用通讯模块实现大规模的组网应用；既可以采用预先设置的节水控制算法自动运行， 也可以采用监控分析单元通过通讯网络实现无线电遥控监测和控制，使用方案和规模的选择方便灵活，因此可以适应从单个控制器组成的家庭庭院园艺栽培到由数百上千个控制器共同组成的大田生产控制网络。3、可随时查看土壤情况本专利技术采用的土壤湿度传感器和数据存储模块具有实时监测、记录土壤湿度情况变化信息的功能，并可以根据需要，通过通讯网络采用实现数据实时上传以供查看，或在需要时集中打包上传以供使用者分析使用。4、可随时更换供水程序，并能进行智能化升级由于各地的土壤成份、环境条件，气候情况的不同；同一块土地上由于种植不同的的农作物，对土壤中水分的需求都不尽相同，因此需要针对各种不同的情况更改供水控制程序。本专利技术提供两种不同的升级方案，可以根据不同层次的修改需求，方便地实现供水控制程序的修改与升级工作。土壤湿度控制器中的供水控制程序的更改与升级分为两个层次第一层次是在不更改控制算法的前提下，通过变换控制参数来实现，在这种情况下可以用手持式控制器，通过无线数据传输模块将新的控制参数输入到土壤湿度控制器中的数据存储模块，供控制运算使用，从而达到调整供水控制程序的目的；第二层次时进行控制算法的升级和更换，可以通过程序下载器进行软件下载升级。5、只需对现有手动节水管路进行适当改造即可现有农业生产设施中存在大量由手动控制的节水系统，在建立新型自动控制节水灌溉系统时，如果将这些已经铺设好的公说管路网络废弃，从新铺设新的供水网络，势必造成大量的大力、物力的浪费，大幅增加改造费用，这样即浪费了宝贵的时间，也不符合国家关于建立高效、节约、可持续发展的新型农业的要求，本专利技术从设计原则上考虑并解决了这一问题。本专利技术在实施过程中，可以充分利用现有手动控制节水系统的控制系统及供水网路，对现有控制系统及供水网路做小规模适应性改造，由于本系统的大田供电系统，因此无须铺设供电电缆网络，将对农田土地的扰动影响降到最低程度，在根据需要埋设土壤湿度传感器、加装管路控水电磁阀后，即可完成手动控制节水系统的自动化升级改造工作，从而实现对节水系统的自动控制。附图说明图1为本专利技术智能节水控制系统的原理示意图；图2为本专利技术土壤湿度控制器的的结构原理图本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种智能节水控制系统，其特征在于：包括至少一个土壤湿度控制器和一个手持式控制器；所述土壤湿度控制器包括供电模块、中央处理模块、传感器模块、无线数据传输模块、数据存储模块以及控制模块；所述供电模块给中央处理模块、传感器模块、无线数据传输模块、数据存储模块以及控制模块供电；所述中央处理模块包括一个信号处理单元、至少一个Ａ／Ｄ采样单元、以及一个控制信号输出单元，所述Ａ／Ｄ采样单元用于一对一采集湿度传感器发送的湿度数据并发送给信号处理单元，所述信号处理单元用于将接收到的湿度数据进行分析比较并生成控制信号，所述控制信号输出单元用于将控制信号输出给控制模块；所述传感器模块包括至少一个土壤湿度传感器；所述土壤湿度传感器分别通过电缆与中央处理模块相连；所述中央处理模块通过无线数据传输模块与外界相互通讯；所述数据存储模块用于存储Ａ／Ｄ采样单元采集的湿度数据；所述控制模块包括至少一个控水电磁阀；所述控水电磁阀串接在供水管路上并可根据控制信号控制供水管路的开闭；所述手持式控制器包括控制单元以及分别与控制单元连接的显示单元、输入单元、存储单元和无线通讯单元；所述控制单元用于处理无线通讯单元接受的土壤湿度所述显示单元用于实时显示土壤湿度；所述输入单元用于输入控制信息；所述存储单元用于存储接收的湿度数据以及供水控制程序；所述无线通讯单元通过无线数据传输模块与土壤湿度控制器的无线数据传输模块相互通讯。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王永，张颖龙，白艳芳，
申请(专利权)人：西安天茂节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：87