CN102539647A - 一种用于农作物防旱的智能监测设备 - Google Patents

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蒙海军
吴晓华
高涛
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Abstract

本发明公开了一种用于农作物防旱的智能监测设备，包括多台分散布设在被监测农田上且对被监测位置处的土壤湿度进行实时监测的土壤墒情监测装置、对多个土壤墒情监测装置所监测信息进行分析处理并对当前状态下被监测农田所存在的缺水区域数量、各缺水区域的具体地理位置和缺水程度进行自动统计且相应作出灌溉方案的处理器、无线通信装置以及显示器和告警单元；土壤墒情监测装置包括土壤湿度传感器、处理模块、计时模块、GPS定位模块和电源模块。本发明设计合理、安装及维护方便、功耗低且操作简便、性能可靠，能根据土壤墒情决定灌水量，既保证田间农作物健康茁壮的成长，又达到了节约水资源的目的。

Description

一种用于农作物防旱的智能监测设备
技术领域
本发明涉及一种监测设备，尤其是涉及一种用于农作物防旱的智能监测设备。
背景技术
旱情监测系统建设具有显著的效益，在目前水资源日益紧缺的形势下，通过旱情监测站网和旱情信息服务系统的建设运用，相关部门可以获取及时、科学的综合旱情分析与预测成果，做好用水计划，强化节水措施，提早落实防旱抗旱措施。西南大旱引发全社会对抗御干旱灾害的高度重视，虽然经过多年努力，各省水利基础设施建设不断加强，抗旱服务体系进一步完善。但是，现如今防旱抗旱体系还很不完善，旱情监测系统建设严重滞后，监测土壤旱情的墒情信息十分匮乏，缺少比较规范的旱灾评估体系，无法对旱情发展趋势科学分析和预测，不能满足抗旱工作的实际需要，同时旱情监测不能扩展至所有的需监测区域。因而，通过旱情监测系统建设形成一个覆盖该地区的旱情信息采集、传输、存储和查询等服务体系，可促进和提高旱情信息的自动化监测和管理水平。现如今，所采用的地区土壤墒情监测系统存着手段落后、实时性差、间隔周期长、精度差、数据采集时的劳动强度大、不能自动化监测等弊端。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于农作物防旱的智能监测设备，其设计合理、安装及维护方便、功耗低且操作简便、性能可靠，能根据土壤墒情决定灌水量，既保证田间农作物健康茁壮的成长，又达到了节约水资源的目的。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征在于：包括多台分散布设在被监测农田上且对被监测位置处的土壤湿度进行实时监测的土壤墒情监测装置、对多个所述土壤墒情监测装置所监测信息进行分析处理并对当前状态下被监测农田所存在的缺水区域数量、各缺水区域的具体地理位置和缺水程度进行自动统计且相应作出灌溉方案的处理器、用于实现处理器与多个所述土壤墒情监测装置之间双向通信的无线通信装置以及分别与处理器相接的显示器和告警单元，所述处理器和多个所述土壤墒情监测装置均与无线通信装置相接；所述土壤墒情监测装置包括土壤湿度传感器、与土壤湿度传感器相接且对土壤湿度传感器所检测信息进行分析处理并相应作出所监测位置是否处于缺水状态的处理模块、分别与处理模块相接的计时模块和GPS定位模块以及为各用电单元供电的电源模块，所述土壤水分传感器和电源模块均与处理模块相接，所述处理模块与无线通信装置相接。
上述一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征是：多台所述土壤墒情监测装置呈均匀布设。
上述一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征是：所述土壤墒情监测装置的布设密度为500±20m2/台。
上述一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征是：还包括对被监测农田所处区域的环境温度进行实时检测的温度检测单元。
上述一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征是：所述无线通信装置为基于ZigBee协议的短距离无线通信装置。
上述一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征是：所述处理模块为单片机。
上述一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征是：所述电源模块为太阳能可充电电池。
上述一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征是：还包括与处理器相接的GPRS网络通信模块，所述处理器通过GPRS网络通信模块与管理员手机进行双向通信。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、组网式实时监测。
2、通过稳定可靠的高精度传感器，实现土壤墒情准确测定。
3、系统工作性能稳定，通信能力强。
4、专业化数据处理，提供完美的数据分析结果供参考，自动存储，还有智能化的处理措施。
5、安装与维护方便，适应性强。
6、使用效果好且智能化程度高，能实现在线分析与在线处理，将检测情况汇总并报告管理员，实现了信息采集、信息可靠、安全有序与智能化高效化处理的目标，从而保证了植物生长时对水分的需求。主机以节点即土壤墒情监测装置为单位，将要监测的区域栅格化，对不同区域实施实时监控，给予最优的解决方案(根据土壤的墒情变化，决定灌溉量或排水时间)。
综上所述，本发明设计合理、安装及维护方便、功耗低且操作简便、性能可靠，能根据土壤墒情决定灌水量，既保证田间农作物健康茁壮的成长，又达到了节约水资源的目的，能有效解决现有土壤墒情监测系统存的手段落后、实时性差、间隔周期长、精度差、数据采集时的劳动强度大、不能自动化监测等实际问题。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的电路原理框图。
附图标记说明：
1-土壤墒情监测装置；1-1-土壤湿度传感器；1-2-处理模块；
1-3-计时模块；      1-4-GPS定位模块；   1-5-电源模块；
2-处理器；          3-无线通信装置；    4-告警单元；
5-GPRS网络通信模块；6-管理员手机；7-显示器。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括多台分散布设在被监测农田上且对被监测位置处的土壤湿度进行实时监测的土壤墒情监测装置1、对多个所述土壤墒情监测装置1所监测信息进行分析处理并对当前状态下被监测农田所存在的缺水区域数量、各缺水区域的具体地理位置和缺水程度进行自动统计且相应作出灌溉方案的处理器2、用于实现处理器2与多个所述土壤墒情监测装置1之间双向通信的无线通信装置3以及分别与处理器2相接的显示器7和告警单元4，所述处理器2和多个所述土壤墒情监测装置1均与无线通信装置3相接。所述土壤墒情监测装置1包括土壤湿度传感器1-1、与土壤湿度传感器1-1相接且对土壤湿度传感器1-1所检测信息进行分析处理并相应作出所监测位置是否处于缺水状态的处理模块1-2、分别与处理模块1-2相接的计时模块1-3和GPS定位模块1-4以及为各用电单元供电的电源模块1-5，所述土壤水分传感器1-1和电源模块1-5均与处理模块1-2相接，所述处理模块1-2与无线通信装置3相接。所述处理器2所作出的灌溉方案包括需灌溉的区域与各灌溉区域的灌溉量。
本实施例中，多台所述土壤墒情监测装置1呈均匀布设，并且所述土壤墒情监测装置1的布设密度为500±20m2/台。
同时，本发明还包括对被监测农田所处区域的环境温度进行实时检测的温度检测单元4。本实施例中，所述无线通信装置3为基于ZigBee协议的短距离无线通信装置。所述处理模块1-2为单片机，所述电源模块1-5为太阳能可充电电池。
本实施例中，还包括与处理器2相接的GPRS网络通信模块5，所述处理器2通过GPRS网络通信模块5与管理员手机6进行双向通信。
实际使用过程中，在田间每隔一定距离安装一台土壤墒情监测装置1，可根据现实情况增加或减少土壤墒情监测装置1的安装密度，一般每500平方米一台土壤墒情监测装置1，土壤墒情监测装置1不仅可以采集土壤墒情，还可以传输数据信息至处理器2实现实时监测，不受距离位置限制，实现大范围实时监测土壤墒情，满足节水灌溉并进行综合信息化管理的要求。采用无线传输方式，避免田间布线的麻烦与不便。
所述处理器2主机通过无线通信接口接收各土壤墒情监测装置1传来的信号并做出分析处理，确定墒情异常的具体位置，将具体情况报告管理人员。同时，处理器2的无线通信接口接入GPRS网络，将墒情和解决措施发送至管理员手机6上，由管理员确定就解决方案。如果20分钟得不到管理员回应，则处理器2自行以最优方案解决，决定是灌溉还是排水。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征在于：包括多台分散布设在被监测农田上且对被监测位置处的土壤湿度进行实时监测的土壤墒情监测装置(1)、对多个所述土壤墒情监测装置(1)所监测信息进行分析处理并对当前状态下被监测农田所存在的缺水区域数量、各缺水区域的具体地理位置和缺水程度进行自动统计且相应作出灌溉方案的处理器(2)、用于实现处理器(2)与多个所述土壤墒情监测装置(1)之间双向通信的无线通信装置(3)以及分别与处理器(2)相接的显示器(7)和告警单元(4)，所述处理器(2)和多个所述土壤墒情监测装置(1)均与无线通信装置(3)相接；所述土壤墒情监测装置(1)包括土壤湿度传感器(1-1)、与土壤湿度传感器(1-1)相接且对土壤湿度传感器(1-1)所检测信息进行分析处理并相应作出所监测位置是否处于缺水状态的处理模块(1-2)、分别与处理模块(1-2)相接的计时模块(1-3)和GPS定位模块(1-4)以及为各用电单元供电的电源模块(1-5)，所述土壤水分传感器(1-1)和电源模块(1-5)均与处理模块(1-2)相接，所述处理模块(1-2)与无线通信装置(3)相接。
2.按照权利要求1所述的一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征在于：多台所述土壤墒情监测装置(1)呈均匀布设。
3.按照权利要求1或2所述的一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征在于：所述土壤墒情监测装置(1)的布设密度为500±20m2/台。
4.按照权利要求1或2所述的一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征在于：还包括对被监测农田所处区域的环境温度进行实时检测的温度检测单元(4)。
5.按照权利要求1或2所述的一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征在于：所述无线通信装置(3)为基于ZigBee协议的短距离无线通信装置。
6.按照权利要求1或2所述的一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征在于：所述处理模块(1-2)为单片机。
7.按照权利要求1或2所述的一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征在于：所述电源模块(1-5)为太阳能可充电电池。
8.按照权利要求1或2所述的一种用于农作物防旱的智能监测设备，其特征在于：还包括与处理器(2)相接的GPRS网络通信模块(5)，所述处理器(2)通过GPRS网络通信模块(5)与管理员手机(6)进行双向通信。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120704