CN102037888B - 分布式网络自动灌溉控制系统及其灌溉控制方法 - Google Patents

分布式网络自动灌溉控制系统及其灌溉控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种分布式网络自动灌溉控制系统及其灌溉控制方法,该系统通过中央监控计算机集中设置和监控、无线终端控制器进行分布式灌溉过程控制、无线网络通信等技术相结合的技术手段,实现了农业、林业、商业、工业或城市绿化区的自动化灌溉控制;此外,本系统还通过中央监控计算机集中进行设置、各个无线终端控制器根据设置独立控制其单元灌溉过程的分布式的灌溉控制方法,使得中央监控计算机的数据处理压力得以分解,避免了大量的实时通信数据传输,保证了系统能够流畅的进行数据处理和通信,提高了系统的执行效率和管理效率,并降低了系统硬件和无线通信网络的建设要求,增强了系统在大规模灌溉应用中的经济性和可行性。

Description

分布式网络自动灌溉控制系统及其灌溉控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电子信息技术、无线通信技术和灌溉控制技术领域,尤其涉及一种分布式网络自动灌溉控制系统及其灌溉控制方法。
背景技术
[0002] 随着农业现代化和城市现代化的推进,农业、林业、商业、工业或城市绿化区的灌溉及控制技术越来越受到人们的关注和重视。在农业、林业、商业绿化区灌溉方面,目前大规模灌溉的自动化程度低,主要通过人工控制水泵提水、水渠输水、全覆盖漫灌的方式,其工程劳动量较大,灌溉效率不高,并且灌溉周期和灌溉量都主要依靠工作人员的经验确定, 容易造成水资源浪费。在工业、城市绿化带灌溉方面,目前主要通过洒水车或人工接拉管道方式进行,其运水成本和人工成本都较高,不适合现代城市灌溉的需求。迄今为止,尚未出现一种具有节水、节能、节约人工、灌溉效果好等特点的自动灌溉控制系统,难以满足各种绿化区灌溉的现代化要求。
发明内容
[0003] 针对现有技术中存在的上述不足,本发明的目的在于提供一种分布式网络自动灌溉控制系统,以满足农业、林业、商业、工业或城市绿化区的自动化灌溉需求;进一步,本发明还提供了该系统的一种灌溉控制方法,以提高本发明分布式网络自动灌溉控制系统的执行效率和管理效率,增强其经济性和可行性。
[0004] 为实现上述目的,本发明采用了如下技术手段:分布式网络自动灌溉控制系统,包括中央监控计算机和至少一个灌溉单元,所述灌溉单元包括土壤湿度传感器、无线终端控制器、控制阀和灌溉管路;所述中央监控计算机与灌溉单元的无线终端控制器通过无线通信网络连接;所述土壤湿度传感器与无线终端控制器的信号输入端连接,所述控制阀与无线终端控制器的控制输出端连接;
[0005] 所述中央监控计算机为具有监控软件且接入无线通信网络的计算机,用于分别对各个灌溉单元的无线终端控制器发送设置信息并进行监控;
[0006] 所述土壤湿度传感器用于实时检测土壤湿度,并将土壤湿度检测信号发送至无线终端控制器;
[0007] 所述无线终端控制器设置有供中央监控计算机进行识别的地址标识,根据中央监控计算机发来的设置信息对灌溉控制参数进行设置,再根据土壤湿度传感器发来的土壤湿度信号结合灌溉控制参数向控制阀发送灌溉操作指令,并向中央监控计算机发送反馈信息;
[0008] 所述控制阀根据灌溉操作指令执行打开或关闭灌溉管路的任务。
[0009] 作为进一步改进,所述灌溉单元还包括温度传感器,与无线终端控制器的信号输入端连接,用于实时检测土壤环境温度,并将温度检测信号传送至无线终端控制器;无线终端控制器根据温度检测信号按预设定的方式调整灌溉操作指令。[0010] 作为进一步改进,所述灌溉单元还包括流量传感器,与无线终端控制器的信号输入端连接,用于实时检测灌溉管路中的水流量,并将水流量检测信号传送至无线终端控制器;当水流量检测信号与无线终端控制器向控制阀发送的操作指令的对应关系异常时,无线终端控制器通过反馈信息向中央监控计算机报告其控制阀/灌溉管路工作异常。
[0011] 作为进一步改进,所述灌溉单元还包括振动传感器、倾斜传感器和警报器;所述振动传感器与无线终端控制器的信号输入端连接,用于实时检测无线终端控制器的机体振动情况,并将振动检测信号传送至无线终端控制器;所述倾斜传感器与无线终端控制器的信号输入端连接,用于实时检测无线终端控制器的机体倾斜情况,并将倾斜检测信号传送至无线终端控制器;所述警报器与无线终端控制器的控制输出端连接;当振动检测信号和倾斜检测信号的值超过预设定范围时,无线终端控制器控制警报器发出警报信号,并通过反馈信息向中央监控计算机报告防盗警告。
[0012] 具体而言,所述无线终端控制器包括终端电源、微处理器以及与微处理器连接的无线通信模块和存储模块;所述终端电源为无线终端控制器供电;所述无线通信模块用于接收和发送无线通信信号;所述存储模块用于存储数据;所述微处理器控制无线通信模块的信号收、发过程,根据中央监控计算机发来的信号完成灌溉控制参数的设置和存储,对输入信号数据进行处理,并根据处理结果输出相应的控制指令和反馈信息。
[0013] 作为优化方案,所述终端电源由太阳能电池板、蓄电池及充电电路构成;所述太阳能电池板将光能转化为电能,再通过充电电路将供电后多余的电能储蓄在蓄电池中。
[0014] 作为进一步改进,所述灌溉单元还包括电量检测电路,与无线终端控制器的信号输入端连接,用于实时检测终端电源的剩余电量,并将剩余电量检测信号传送至无线终端控制器;当检测到终端电源剩余电量不足时,无线终端控制器通过反馈信息向中央监控计算机报告电量不足警告。
[0015] 一种如上所述分布式网络自动灌溉控制系统的灌溉控制方法,包括如下步骤:
[0016] 1)根据各个灌溉单元的实际情况,利用中央监控计算机分别对各个灌溉单元制定包含土壤湿度阈值和反馈周期的设置信息,并附加地址标识作为无线终端控制器的识别符,通过无线通信网络发送至无线终端控制器;
[0017] 2)无线终端控制器验证设置信息附加的地址标识,若与自身的地址标识不同,无线终端控制器将该设置信息及其附加的地址标识通过无线通信网络进行转发;若与自身的地址标识相同,无线终端控制器则按设置信息对包含土壤湿度阈值和反馈周期在内的灌溉控制参数进行设置和储存;
[0018] 3)无线终端控制器根据土壤湿度传感器发来的土壤湿度信号结合土壤湿度阈值向控制阀发送灌溉操作指令,当土壤湿度检测信号的值小于土壤湿度阈值时,无线终端控制器指示控制阀打开灌溉管路进行灌溉;当土壤湿度检测信号的值大于等于土壤湿度阈值时,无线终端控制器指示控制阀关闭灌溉管路;
[0019] 4)无线终端控制按反馈周期向中央监控计算机发送包含信号输入状态和控制输出状态的反馈信息,并附加地址标识作为无线终端控制器的识别符;中央监控计算机利用附加的地址标识对无线终端控制器发送的反馈信息加以识别,并根据反馈信息的内容监控各个灌溉单元的工作情况。
[0020] 作为进一步改进,所述步骤1)中设置信号还包含土壤温度阈值;所述步骤2)和3)之间还包括:
[0021] 2*)无线终端控制器根据土壤温度传感器检测的土壤温度信号结合土壤温度阈值调整灌溉操作指令,当检测的土壤环境温度大于或等于土壤温度阈值时,无线终端控制器强制指示控制阀关闭灌溉管路,并且不执行步骤3);当检测的土壤环境温度小于土壤温度阈值时,无线终端控制器按步骤3)所述方式发送灌溉操作指令。
[0022] 相比于现有技术,本发明具有如下有益效果:
[0023] 1>本发明的分布式网络自动灌溉控制系统能够自动检测各个灌溉单元的土壤湿度并执行相应的灌溉操作,实现了农业、林业、商业、工业或城市绿化区的自动灌溉控制。
[0024] 2>本发明的分布式网络自动灌溉控制系统可针对不同的灌溉单元进行差异化控制和管理,适用于不同要求的大规模农业、林业、商业、工业或城市绿化区灌溉。
[0025] 3>作为一种改进方案,本发明的分布式网络自动灌溉控制系统通过增设土壤温度传感器实时检测土壤环境温度,以根据土壤温度调整灌溉操作指令,使得灌溉控制过程更加多元化。
[0026] 4>在进一改进步的方案中,可通过设置流量传感器实时检测灌溉管路中的水流量,水流量检测信号与无线终端控制器向控制阀发送的操作指令的对应关系与预设定对应关系不一致,即可判断控制阀或灌溉管路工作异常,并向中央监控计算机发送报告,提示工作人员安排维护,从而实现本分布式网络自动灌溉控制系统的自检功能。
[0027] 5>在进一改进步的方案中,还可通过振动传感器和倾斜传感器实时检测无线终端控制器的机体振动情况和倾斜情况,同时用警报器,若无线终端控制器的机体因人为破坏导致振动检测信号和倾斜检测信号出现异常,即可向中央监控计算机报告防盗警告,同时用警报器报警以威慑破坏者,从而实现本分布式网络自动灌溉控制系统的防盗功能。
[0028] 6>本发明的分布式网络自动灌溉控制系统其无线终端控制器可采用太阳能自主供电,无需在灌溉区单独配电,提高了本发明系统在丘陵、山地等特殊环境的可实现性和可操作性,并且节能环保;还可设置电量检测电路检测电源剩余电量,以便在剩余电量不足时向中央监控计算机发送警告,全面监控太阳能供电情况。
[0029] 7>本发明的灌溉控制方法采用了中央监控计算机集中进行设置、各个无线终端控制器根据设置独立控制其单元灌溉过程的分布式控制方案,由无线终端控制器自行进行实时数据处理并根据设置完成灌溉控制过程,中央监控计算机无需处理各个灌溉单元控制过程中的具体数据,而集中对无线终端控制器进行设置和监控,保证了中央监控计算机能够对各个灌溉单元进行集成化监控管理,便于工作人员针对反馈信息中体现的数据进行进一步的统计和分析,优化系统结构和设置方案;同时,中央监控计算机的数据处理压力得以分解,避免了大量的实时通信数据传输,保证了系统能够流畅的进行数据处理和通信,提高了系统的执行效率和管理效率,并降低了系统硬件和无线通信网络的建设要求,增强了本发明分布式网络自动灌溉控制系统在大规模灌溉应用中的经济性和可行性。
[0030] 8>本发明的灌溉控制方法以土壤湿度作为灌溉控制标准,以保持土壤湿度在适宜值;在优化方案中还进一步设置土壤温度传感器,便于检测到土壤环境温度过高时强制关闭灌溉管路停止灌溉,避免高温灌溉产生热蒸气损坏植被。
[0031] 9>本发明的灌溉控制方法中,无线终端控制器除完成自身控制以外还可作为无线通信信号的转发中继站,使得自组织无线通信网络在本系统中的应用成为可能,从而摆脱了通过服务商提供无线通信网络支持的限制,有助于降低系统构建成本和通信运营成本。
附图说明
[0032] 图1为实施例1分布式网络自动灌溉控制系统的结构示意图;
[0033] 图2为本发明所采用的无线终端控制器的结构示意图;
[0034] 图3为实施例2分布式网络自动灌溉控制系统的结构示意图。
具体实施方式
[0035] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
[0036] 实施例1 :
[0037] 参见图1,本实施例为一个最简单的分布式网络自动灌溉控制系统,主要由中央监控计算机1和一个灌溉单元2构成;灌溉单元2主要由土壤湿度传感器3、无线终端控制器 4、控制阀5和灌溉管路6构成,负责一个绿化区的自动灌溉控制。中央监控计算机1是一台安装了监控软件并且接入了由服务商提供的无线通信网络(如公用GPRS网络)的计算机, 通过无线通信网络与灌溉单元2中的无线终端控制器4进行信号、数据通信,以对无线终端控制器发送设置信息以及进行监控。无线终端控制器4是一个具有数据处理能力的模块化集成装置,且设置有供中央监控计算机进行识别的地址标识;土壤湿度传感器3连接在无线终端控制器4的信号输入端,控制阀5连接在无线终端控制器4的控制输出端。土壤湿度传感器3埋设在自行选定或者具有代表性自行选定的土壤灌溉区域中,可以设置一个, 也可以设置多个,用于检测其埋设区域范围的土壤湿度信号。灌溉管路6的设置数量根据实际应用情况确定,灌溉管路的供水端连接自来水管道或者供水池,出水端根据灌溉方式的不同设置不同形式的灌溉出水装置6. 1,如喷头、滴头或者土下渗水管等,且出水端与土壤湿度传感器所在的土壤灌溉区域相对应。控制阀5设置在灌溉管路6的入水端主路或者出水端支路上(图1中,控制阀设置在灌溉管路的入水端主路上),根据无线终端控制器发送的灌溉操作指令执行打开或关闭灌溉管路的任务。
[0038] 无线终端控制器4是本系统中的重要元件,实现了分布式自主灌溉控制;如图2所示,它主要由终端电源4. 1、微处理器4. 2以及与微处理器连接的无线通信模块4. 3和存储模块4. 4构成模块化集成装置。终端电源4. 1可以采用市电、充电电池或者太阳灯电源,为整个无线终端控制器供电。无线通信模块4. 3具有所采用无线通信网络相应的通信协议 (如GPRS通信模块),用于接收和发送无线通信信号,还可以通过路由设置实现无线通信信号的中继转发功能。存储模块4. 4采用外接FLASH或者微处理器自带RAM均可,用于存储数据。微处理器4. 2可采用单片机、ARM处理器等,主要控制无线通信模块的信号收、发过程, 根据中央监控计算机发来的信号完成灌溉控制参数的设置和存储,对输入信号数据进行处理,并根据处理结果输出相应的控制指令和反馈信息。
[0039] 在具体灌溉操作时,工作人员先通过对灌溉单元的实际情况进行考察,了解灌溉区域内植被对土壤湿度的需求,确定适宜的土壤湿度阈值;同时还根据其无线通信网络状况确定适宜的反馈频率,以保障能够畅通的接收无线终端控制器的反馈信息;然后按照以上确定的数据制定包含土壤湿度阈值和反馈频率的设置信息,再附加地址标识作为无线终端控制器的识别符,通过无线通信网络发送至无线终端控制器。无线终端控制器在收到信息后,对附加的地址标识进行验证,若与自身的地址标识相同,无线终端控制器则按设置信息对土壤湿度阈值和反馈周期等灌溉控制参数进行设置和储存。随后,无线终端控制器则根据土壤湿度传感器检测的土壤湿度信号结合土壤湿度阈值向控制阀发送灌溉操作指令, 当检测的土壤湿度小于土壤湿度阈值时,无线终端控制器指示控制阀打开相应灌溉区域或者全部的灌溉管路进行灌溉;当检测的土壤湿度大于等于土壤湿度阈值时,无线终端控制器指示控制阀关闭灌溉管路;由此根据各个土壤湿度传感器的土壤湿度检测信号实施相应的灌溉操作,保证灌溉单元中土壤湿度均衡在土壤湿度阈值上,实现无线终端控制器的自主灌溉控制。在控制灌溉过程的同时,无线终端控制器还按反馈周期向中央监控计算机发送包含信号输入状态和控制输出状态的反馈信息,并附加地址标识作为无线终端控制器的识别符;中央监控计算机利用附加的地址标识对无线终端控制器发送的反馈信息加以识别,以确认该信息来自系统内的无线终端控制器,再根据反馈信息的内容监控灌溉单元中土壤湿度传感器、无线终端控制器、控制阀等设备的工作情况,便于工作人员进行后续的统计分析和优化管理;工作人员还可以根据不同季节或者灌溉单元中植被的不同生长情况, 随时更改设置信息,通过中央监控计算机对灌溉单元的无线终端控制器的灌溉控制参数进行重新设置,管理非常方便。
[0040] 实施例2 :
[0041] 如图3所示,本实施例中的分布式网络自动灌溉控制系统应用于一大规模农业区,中央监控计算机1需要监控管理多个灌溉单元2,每个灌溉单元负责一个农作物种植区域的灌溉控制。由于灌溉控制规模较大,在本实施例中,中央监控计算机1通过自组织无线通信设备1. 1连接自组织无线通信网络。灌溉单元2的主要设备与实施例1基本相同,包括土壤湿度传感器3、无线终端控制器4、控制阀5和灌溉管路6 ;区别在于无线终端控制器 4的无线通信模块采用自组织无线通信设备,以实现与中央监控计算机之间通过自组织无线通信网络进行通信,节省通信运营成本。因农作物的特殊灌溉需求,高温灌溉容易产生热蒸汽而导致农作物坏死,因此灌溉单元在实施例1的基础上还增设了土壤温度传感器7,与无线终端控制器的信号输入端连接,用于实时检测土壤环境温度,并将温度检测信号传送至无线终端控制器,以便根据土壤环境温度对灌溉操作指令进行调整。由于灌溉控制规模较大,灌溉单元中的设备又主要设置在开放式的户外农业区,人工安全监护很不方便,为此在灌溉单元中设置了振动传感器9、倾斜传感器10和警报器11等防盗设备;振动传感器9 和倾斜传感器10均设置在无线终端控制器4的机体上,分别与无线终端控制器的信号输入端连接,用于实时检测无线终端控制器的机体振动情况和倾斜情况,并分别将振动检测信号和倾斜检测信号传送至无线终端控制器;警报器11与无线终端控制器4的控制输出端连接;工作人员根据对当地环境的实际考察,在无线终端控制器中预设定因环境因素导致振动检测信号和倾斜检测信号变化的范围值,当无线终端控制器的机体因人为破坏导致振动检测信号和倾斜检测信号的值超过预设定范围时,无线终端控制器控制警报器发出声/光警报信号,并通过反馈信息向中央监控计算机报告防盗警告,实现分布式网络自动灌溉控制系统的防盗功能。同时,为了方便及时发现灌溉管路的故障,灌溉单元中还设置有流量传感器8,与无线终端控制器4的信号输入端连接,用于实时检测灌溉管路中的水流量,并将水流量检测信号传送至无线终端控制器;若检测到灌溉管路6水流量不为零而无线终端控制器4并没有向控制阀5发送打开管路操作指令,或者无线终端控制器4已经指示控制阀5 打开灌溉管路6而灌溉管路终依然没有水流量,这些异常情况下无线终端控制器通过反馈信息向中央监控计算机报告其控制阀/灌溉管路工作异常,提示工作人员检查控制阀5或灌溉管路6是否发生故障并及时加以排除,实现了分布式网络自动灌溉控制系统的自检功能。此外,因大规模户外配电困难,本实施例中各个无线终端控制器4均采用太阳能供电的终端电源,由太阳能电池板12、蓄电池13及充电电路构成,太阳能电池板12将光能转化为电能,再通过充电电路将供电后多余的电能储蓄在蓄电池13中;在白天太阳光足够强时, 无线终端控制器由太阳能电池板直接供电,在夜间就通过蓄电池供电。相应的,配备电量检测电路14实时检测终端电源的-剩余电量,并将剩余电量检测信号传送至无线终端控制器 4;当检测到终端电源剩余电量不足时,无线终端控制器通过反馈信息向中央监控计算机报告电量不足警告,以便采取应急供电措施。
[0042] 由于本实施例中分布式网络自动灌溉控制系统的规模大、控制范围广,为解决自组织无线通信网络单程通信半径较小导致中央监控计算机可能无法与距离较远的无线终端控制器直接通信的问题,本发明采用了如下的灌溉控制方法:
[0043] 1)根据各个灌溉单元的实际情况,利用中央监控计算机分别对各个灌溉单元制定包含土壤湿度阈值、土壤湿度阈值和反馈周期的设置信息,并附加地址标识作为无线终端控制器的识别符,通过无线通信网络发送至无线终端控制器;
[0044] 2)无线终端控制器验证设置信息附加的地址标识,若与自身的地址标识不同,无线终端控制器将该设置信息及其附加的地址标识通过无线通信网络进行转发;若与自身的地址标识相同,无线终端控制器则按设置信息对土壤湿度阈值、土壤湿度阈值和反馈周期等灌溉控制参数进行设置和储存;
[0045] 2*)无线终端控制器根据土壤温度传感器检测的土壤温度信号结合土壤温度阈值调整灌溉操作指令,当检测的土壤环境温度大于或等于土壤温度阈值时,无线终端控制器强制指示控制阀关闭灌溉管路,并且不执行步骤3);当检测的土壤环境温度小于土壤温度阈值时,无线终端控制器按步骤3)所述方式发送灌溉操作指令。
[0046] 3)无线终端控制器根据土壤湿度传感器检测的土壤湿度信号结合土壤湿度阈值向控制阀发送灌溉操作指令,当检测的土壤湿度小于土壤湿度阈值时,无线终端控制器指示控制阀打开灌溉管路进行灌溉;当检测的土壤湿度大于等于土壤湿度阈值时,无线终端控制器指示控制阀关闭灌溉管路;
[0047] 4)无线终端控制按反馈周期向中央监控计算机发送包含信号输入状态和控制输出状态的反馈信息,并附加地址标识作为无线终端控制器的识别符;中央监控计算机利用附加的地址标识对无线终端控制器发送的反馈信息加以识别,并根据反馈信息的内容监控各个灌溉单元的工作情况。
[0048] 上述操作控制方法中,利用无线终端控制器完成无线通信信号的中继转发,只需要保证每个无线终端控制器的通信半径中至少存在另一个无线终端控制器,便能够实现系统内的自组织无线通信网络连接,保证通信畅通。若确实存在距离较远的情况,也可设置专门的通信中继站转发无线通信信号,或者结合服务商提供的公用无线通信网络进行通信。
[0049] 从上述两个实施例能够看到,本发明的分布式网络自动灌溉控制系统通过中央监控计算机集中设置和监控、无线终端控制器进行分布式灌溉过程控制、无线网络通信等技术相结合的技术手段,实现了农业、林业、商业、工业或城市绿化区的自动化灌溉控制。无线终端控制器对其所在灌溉单元的实时数据进行处理并实时控制灌溉过程,充分利用了其自身的数据处理能力资源,中央监控计算机无需处理各个灌溉单元控制过程中的具体数据, 而集中对无线终端控制器进行设置和监控,保证了中央监控计算机能够对各个灌溉单元进行集成化监控管理,便于工作人员针对反馈信息中体现的数据进行进一步的统计和分析, 优化系统结构和设置方案。同时,由于无线终端控制器分担了中央监控计算机的数据处理压力,并避免了大量的实时通信数据传输,特别对于实施例2所述的大规模系统而言,在需要通信的无线终端控制器数量较多的情况下,避免了通信数据堵塞,保证了系统能够流畅的进行数据处理和通信,提高了系统的执行效率和管理效率,并降低了系统硬件和无线通信网络的建设要求,增强了本发明分布式网络自动灌溉控制系统在大规模灌溉应用中的经济性和可行性。此外,在实施例2中,通过自检功能、防盗功能、太阳能供电和供电监控功能的优化应用,工作人员通过查询中央监控计算机收到的反馈信息便能够了解系统内各个灌溉单元的系统功能和安全情况,仅需在突发事件时指派工作人员赶赴现场或通知现场人员进行针对性的处理,实现了集成化管理,解决了大规模灌溉区域人工分散管理不便的问题, 增强了本发明分布式网络自动灌溉控制系统针对大规模农业、林业、商业、工业或城市绿化区灌溉控制的适应性能,能更好的满足管理需求;而且,借助无线终端控制器的无线通信模块实现无线通信信号的中继转发,使得自组织无线通信网络在本系统中的应用成为可能, 从而摆脱了通过服务商提供无线通信网络支持的限制,有助于降低系统构建成本和通信运营成本。
[0050] 最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.分布式网络自动灌溉控制系统,其特征在于,包括中央监控计算机和至少一个灌溉单元,所述灌溉单元包括土壤湿度传感器、无线终端控制器、控制阀和灌溉管路;所述中央监控计算机与灌溉单元的无线终端控制器通过无线通信网络连接;所述土壤湿度传感器与无线终端控制器的信号输入端连接,所述控制阀与无线终端控制器的控制输出端连接;所述中央监控计算机为具有监控软件且接入无线通信网络的计算机,用于分别对各个灌溉单元的无线终端控制器发送设置信息并进行监控;所述土壤湿度传感器用于实时检测土壤湿度,并将土壤湿度检测信号发送至无线终端控制器;所述无线终端控制器设置有供中央监控计算机进行识别的地址标识,根据中央监控计算机发来的设置信息对灌溉控制参数进行设置,再根据土壤湿度传感器发来的土壤湿度信号结合灌溉控制参数向控制阀发送灌溉操作指令,并向中央监控计算机发送反馈信息;所述无线终端控制器包括终端电源、微处理器以及与微处理器连接的无线通信模块和存储模块;所述终端电源为无线终端控制器供电;所述无线通信模块用于接收和发送无线通信信号;所述存储模块用于存储数据;所述微处理器控制无线通信模块的信号收、发过程,根据中央监控计算机发来的信号完成灌溉控制参数的设置和存储,对输入信号数据进行处理, 并根据处理结果输出相应的控制指令和反馈信息;所述控制阀根据灌溉操作指令执行打开或关闭灌溉管路的任务。
2.根据权利要求1所述的分布式网络自动灌溉控制系统,其特征在于,所述灌溉单元还包括温度传感器,与无线终端控制器的信号输入端连接,用于实时检测土壤环境温度,并将温度检测信号传送至无线终端控制器;无线终端控制器根据温度检测信号按预设定的方式调整灌溉操作指令。
3.根据权利要求1所述的分布式网络自动灌溉控制系统,其特征在于,所述灌溉单元还包括流量传感器,与无线终端控制器的信号输入端连接,用于实时检测灌溉管路中的水流量,并将水流量检测信号传送至无线终端控制器;当水流量检测信号与无线终端控制器向控制阀发送的操作指令的对应关系异常时,无线终端控制器通过反馈信息向中央监控计算机报告其控制阀/灌溉管路工作异常。
4.根据权利要求1所述的分布式网络自动灌溉控制系统,其特征在于,所述灌溉单元还包括振动传感器、倾斜传感器和警报器;所述振动传感器与无线终端控制器的信号输入端连接,用于实时检测无线终端控制器的机体振动情况,并将振动检测信号传送至无线终端控制器;所述倾斜传感器与无线终端控制器的信号输入端连接,用于实时检测无线终端控制器的机体倾斜情况,并将倾斜检测信号传送至无线终端控制器;所述警报器与无线终端控制器的控制输出端连接;当振动检测信号和倾斜检测信号的值超过预设定范围时,无线终端控制器控制警报器发出警报信号,并通过反馈信息向中央监控计算机报告防盗警告。
5.根据权利要求1所述的分布式网络自动灌溉控制系统,其特征在于,所述终端电源由太阳能电池板、蓄电池及充电电路构成;所述太阳能电池板将光能转化为电能,再通过充电电路将供电后多余的电能储蓄在蓄电池中。
6.根据权利要求1所述的分布式网络自动灌溉控制系统,其特征在于,所述灌溉单元还包括电量检测电路,与无线终端控制器的信号输入端连接,用于实时检测终端电源的剩余电量,并将剩余电量检测信号传送至无线终端控制器;当检测到终端电源剩余电量不足时,无线终端控制器通过反馈信息向中央监控计算机报告电量不足警告。
7. —种如权利要求1所述分布式网络自动灌溉控制系统的灌溉控制方法,其特征在于包括如下步骤:1)根据各个灌溉单元的实际情况,利用中央监控计算机分别对各个灌溉单元制定包含土壤湿度阈值和反馈周期的设置信息,并附加地址标识作为无线终端控制器的识别符,通过无线通信网络发送至无线终端控制器;2)无线终端控制器验证设置信息附加的地址标识,若与自身的地址标识不同,无线终端控制器将该设置信息及其附加的地址标识通过无线通信网络进行转发;若与自身的地址标识相同,无线终端控制器则按设置信息对包含土壤湿度阈值和反馈周期在内的灌溉控制参数进行设置和储存;3)无线终端控制器根据土壤湿度传感器检测的土壤湿度信号结合土壤湿度阈值向控制阀发送灌溉操作指令,当检测的土壤湿度小于土壤湿度阈值时,无线终端控制器指示控制阀打开灌溉管路进行灌溉;当检测的土壤湿度大于等于土壤湿度阈值时,无线终端控制器指示控制阀关闭灌溉管路;4)无线终端控制器按反馈周期向中央监控计算机发送包含信号输入状态和控制输出状态的反馈信息,并附加地址标识作为无线终端控制器的识别符;中央监控计算机利用附加的地址标识对无线终端控制器发送的反馈信息加以识别,并根据反馈信息的内容监控各个灌溉单元的工作情况。
8.根据权利要求7所述的灌溉控制方法,其特征在于,所述灌溉单元还包括与无线终端控制器的信号输入端连接的温度传感器,用于实时检测土壤环境温度,并将温度检测信号传送至无线终端控制器;所述步骤1)中设置信息还包含土壤温度阈值;所述步骤2)和 3)之间还包括:2*)无线终端控制器根据土壤温度传感器检测的土壤温度信号结合土壤温度阈值调整灌溉操作指令,当检测的土壤环境温度大于或等于土壤温度阈值时,无线终端控制器强制指示控制阀关闭灌溉管路,并且不执行步骤3);当检测的土壤环境温度小于土壤温度阈值时,无线终端控制器按步骤3)所述方式发送灌溉操作指令。
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