CN102141801A - 水稻田间生长环境监测与灌溉控制系统 - Google Patents

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CN102141801A CN2011100551087A CN201110055108A CN102141801A CN 102141801 A CN102141801 A CN 102141801A CN 2011100551087 A CN2011100551087 A CN 2011100551087A CN 201110055108 A CN201110055108 A CN 201110055108A CN 102141801 A CN102141801 A CN 102141801A
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衣淑娟
谭峰
石建飞
王晓亮
李爱传
韩静
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Abstract

水稻田间生长环境监测与灌溉控制系统属于农业工程自控技术；本系统由中央控制单元采用Zigbee无线通信分别与水稻田间生长影像监测单元、水稻格田灌溉控制单元、水稻格田监测单元、园区气象监测单元连接构成，中央控制单元包括无线通信和工业控制计算机，水稻田间生长影像监测单元由无线通信及工业照像机构成，水稻格田灌溉控制单元包括无线通信、控制器、流量计、水位计、出水阀、入水阀，水稻格田监测单元由无线通信及水温、泥温、土壤湿度、水面蒸发、水位、土壤热通量、叶片湿度等传感器构成，园区气象监测单元包括环境温度、湿度、露点温度传感器等；本系统监测控制项目多，自动化程度高，监测控制精确及时，数据准确。

Description

水稻田间生长环境监测与灌溉控制系统
技术领域
本发明创造属于农业工程信息化自控技术，主要涉及一种水稻生长过程中田间环境参数监测与灌溉控制系统。
背景技术
在传统的水稻生产过程中，种植户凭经验进行田间管理和灌溉作业，使灌区作物受到“不合时机”或“过度”的灌溉，影响了水稻生长。为了对水稻生长试验有更加科学的依据，需要有大量的试验测量数据，采用传统的人工办法，无法满足对试验田各个试验组合进行数据采集的要求，不仅消耗大量人力，而且需要观察者有丰富的经验和农作知识，在大量的重复性采集测量过程中还会扰动作物生长生态环境，产生人为误差，无法满足水稻生长试验周期长、参数多、数据量大及实时性要求。
发明内容
本发明创造的目的就是针对上述传统技术存在的问题，结合水稻生产工作需要，设计提供一种可以指导水稻生长的操作简便、界面友善的水稻田间生长环境监测与灌溉控制系统，使水稻得到“适时”、“适量”的科学灌溉和管理，有利于节约农业用水，满足现代化农业要求，使监测数据定量化，决策科学化。
本发明创造的目的是这样实现的：一种水稻田间生长环境监测与灌溉控制系统由中央控制单元、水稻田间生长影像监测单元、水稻格田灌溉控制单元、水稻格田监测单元和园区气象监测单元构成；所述的中央控制单元包括Zigbee无线通信和工业控制计算机，导线将Zigbee无线通信与工业控制计算机连接；所述的水稻田间生长影像监测单元由Zigbee无线通信和多个工业照像机装配构成，导线将Zigbee无线通信分别与每个工业照像机连接；所述的水稻格田灌溉控制单元包括Zigbee无线通信、PLC控制器、流量计、水位计、出水阀和入水阀，导线将PLC控制器分别与Zigbee无线通信、流量计、水位计、出水阀、入水阀连接；所述的水稻格田监测单元由Zigbee无线通信和水温传感器、泥温传感器、土壤湿度传感器、水面蒸发传感器、水位传感器、土壤热通量传感器、叶片湿度传感器组装构成，导线将Zigbee无线通信分别与水温传感器、泥温传感器、土壤湿度传感器、水面蒸发传感器、水位传感器、土壤热通量传感器、叶片湿度传感器连接；所述的园区气象监测单元由导线将Zigbee无线通信分别与环境温度传感器、环境湿度传感器、露点温度传感器、风速风向仪、降水量监测仪、日照仪、太阳光度计连接构成；中央控制单元与水稻田间生长影像监测单元、水稻格田灌溉控制单元、水稻格田监测单元、园区气象监测单元之间均采用Zgbee无线通信连接。
本发明创造可用于完成对水稻田间生长精细作业的实时全面监测，且能够对水稻的生长环境的变化作出及时的应对措施，具有监测控制项目多、自动化程度高、监测数据准确、控制精确及时、使用可靠、有利于提高水稻产量和质量的特点。
附图说明
附图是水稻田间生长环境监测与灌溉控制系统配置结构示意图。
图中件号说明：
1、中央控制单元、2、水稻田间生长影像监测单元、3、水稻格田灌溉控制单元、4、水稻格田监测单元、5、园区气象监测单元、6、工业控制计算机、7、工业照像机、8、流量计、9、水位计、10、出水阀、11、入水阀、12、环境温度传感器、13、环境湿度传感器、14、露点温度传感器、15、风速风向仪、16、降水量监测仪、17、日照仪、18、太阳光度计、19、水温传感器、20、泥温传感器、21、土壤湿度传感器、22、水面蒸发传感器、23、水位传感器、24、土壤热通量传感器、25、叶片湿度传感器、26、Zigbee无线通信、27、PLC控制器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造实施方案进行详细描述。一种水稻田间生长环境监测与灌溉控制系统，所述的系统由中央控制单元1、水稻田间生长影像监测单元2、水稻格田灌溉控制单元3、水稻格田监测单元4和园区气象监测单元5构成；所述的中央控制单元1包括Zigbee无线通信26和工业控制计算机6，导线将Zigbee无线通信26与工业控制计算机6连接；所述的水稻田间生长影像监测单元2由Zigbee无线通信26和多个工业照像机7装配构成，导线将Zigbee无线通信26分别与每个工业照像机7连接；所述的水稻格田灌溉控制单元3包括Zigbee无线通信26、PLC控制器27、流量计8、水位计9、出水阀10和入水阀11，导线将PLC控制器27分别与Zigbee无线通信26、流量计8、水位计9、出水阀10、入水阀11连接；所述的水稻格田监测单元4由Zigbee无线通信26和水温传感器19、泥温传感器20、土壤湿度传感器21、水面蒸发传感器22、水位传感器23、土壤热通量传感器24、叶片湿度传感器25组装构成，导线将Zigbee无线通信26分别与水温传感器19、泥温传感器20、土壤湿度传感器21、水面蒸发传感器22、水位传感器23、土壤热通量传感器24、叶片湿度传感器25连接；所述的园区气象监测单元5由导线将Zigbee无线通信26分别与环境温度传感器12、环境湿度传感器13、露点温度传感器14、风速风向仪15、降水量监测仪16、日照仪17、太阳光度计18连接构成；中央控制单元1与水稻田间生长影像监测单元2、水稻格田灌溉控制单元3、水稻格田监测单元4、园区气象监测单元5之间均采用Zigbee无线通信26连接。
作业使用时，水稻田间生长影像监测单元2的多个工业照像机7将实时影像通过导线传输给Zigbee无线通信26；水稻格田灌溉控制单元3的流量计8、水位计9、出水阀10、入水阀11的信息由导线经PLC控制器27传输给Zigbee无线通信26；水稻格田监测单元4将水温传感器19、泥温传感器20、土壤湿度传感器21、水面蒸发传感器22、水位传感器23、土壤热通量传感器24、叶片湿度传感器25的信号由导线输入给Zigbee无线通信26；导线将园区气象监测单元5的环境温度传感器12、环境湿度传感器13、露点温度传感器14、风速风向仪15、降水量监测仪16、日照仪17和太阳光度计18监测信息传输给Zigbee无线通信26；各Zigbee无线通信26利用无线传输方式传递给中央控制单元1的Zigbee无线通信26后，经导线又传送至工业控制计算机6完成信息监测显示、储存和处理，然后返回指挥水稻格田灌溉控制单元4，由Zigbee无线通信26经PLC控制器27对流量计8、水位计9、出水阀10、入水阀11进行实时调控，完成作业。

Claims (1)

1.一种水稻田间生长环境监测与灌溉控制系统，其特征在于所述的系统由中央控制单元(1)、水稻田间生长影像监测单元(2)、水稻格田灌溉控制单元(3)、水稻格田监测单元(4)和园区气象监测单元(5)构成；所述的中央控制单元(1)包括Zigbee无线通信(26)和工业控制计算机(6)，导线将Zigbee无线通信(26)与工业控制计算机(6)连接；所述的水稻田间生长影像监测单元(2)由Zigbee无线通信(26)和多个工业照像机(7)装配构成，导线将Zigbee无线通信(26)分别与每个工业照像机(7)连接；所述的水稻格田灌溉控制单元(3)包括Zigbee无线通信(26)、PLC控制器(27)、流量计(8)、水位计(9)、出水阀(10)和入水阀(11)，导线将PLC控制器(27)分别与Zigbee无线通信(26)、流量计(8)、水位计(9)、出水阀(10)、入水阀(11)连接；所述的水稻格田监测单元(4)由Zigbee无线通信(26)和水温传感器(19)、泥温传感器(20)、土壤湿度传感器(21)、水面蒸发传感器(22)、水位传感器(23)、土壤热通量传感器(24)、叶片湿度传感器(25)组装构成，导线将Zigbee无线通信(26)分别与水温传感器(19)、泥温传感器(20)、土壤湿度传感器(21)、水面蒸发传感器(22)、水位传感器(23)、土壤热通量传感器(24)、叶片湿度传感器(25)连接；所述的园区气象监测单元(5)由导线将Zigbee无线通信(26)分别与环境温度传感器(12)、环境湿度传感器(13)、露点温度传感器(14)、风速风向仪(15)、降水量监测仪(16)、日照仪(17)、太阳光度计(18)连接构成；中央控制单元(1)与水稻田间生长影像监测单元(2)、水稻格田灌溉控制单元(3)、水稻格田监测单元(4)、园区气象监测单元(5)之间均采用Zigbee无线通信(26)连接。
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