CN103380715B - 一种自动灌溉系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动灌溉系统，包括主控装置、若干组灌溉管道、电磁阀装置、传感器装置以及无线通信装置，所述传感器装置设置于需要灌溉的土地上，所述灌溉管道上靠近水源的一端设有水泵，灌溉管道内靠近灌溉喷头的一端设有压力表，所述压力表与主控装置连接，所述主控装置根据压力表传来的高低水压数值分别控制水泵的开启和关闭，所述主控装置与控制手机和互联网无线通讯连接。本发明的有益效果为：既可人工控制，也可系统自动控制，两种控制方式的结合更加精确。采用一个水压控制装置配合一个灌溉管道，一方面节省能源，另一方面也降低高水压对管道的冲击，保护管道。
Description
技术领域
本发明涉及农业灌溉领域，尤其涉及一种自动灌溉系统。
背景技术
随着现代农业和园艺行业的发展，大面积种植的农作物或园艺作物必须依靠自动灌溉系统才能完成灌溉作业。现有的灌溉系统分为传统灌溉式和自动灌溉式，传统灌溉系统实际上是半自动式，通过人工开启和关闭阀门来完成开启和关闭，其缺陷显而易见，费时费力且效率不高；现有的自动灌溉系统分为定时灌溉系统和适时灌溉系统，定时灌溉系统的优点在于效率较高，但是由于其不主动检测被灌溉土地的湿度情况，误灌几率较高，因此其易造成用水浪费；适时灌溉系统采用的传感器检测被灌溉土地的参数，主控系统根据检测参数自动选择灌溉次数和时间，此种灌溉系统的尴尬之处在于，如果采用较少或者单个参数例如湿度参数作为判断基准，其判断方式较为简单，但同时单个参数的判断结果与土壤实际情况之间常常具有一定误差，误灌概率较高，如果同时采用多个参数作为判断基准，例如申请号为201010534538.2提供的一种具有自动化控制功能的肥水灌溉系统，其提供参数近十种之多，如此多的参数如何组合以及自动判断以获得接近于被灌溉土地的实际情况同样是一项难题。
上述所有的自动灌溉系统共有的一个缺陷在于：其不能有效的检测实际应用中由管道破裂引起的误灌和浪费。在实际灌溉中，由于自动灌溉系统覆盖的面积非常大，灌溉管道需要较长的长度，为了保持灌溉喷头具有较高的水压，抽水端需要采用高压力水泵，这样同时需要灌溉管道具有较高的抗压能力，实际应用中因为成本控制因素、高压水泵的冲击以及长时间的暴露于风吹雨打之中，灌溉管道经常破损。而当管道破损后，由于没有检测系统，相应区域的农作物即得不到灌溉，而大面积需灌溉土地人工巡逻均需间隔一段时间，这段时间内相应土地已得不到灌溉。在我国的西北地区，干旱半干旱地区较大，农作物生长的关键时间段，一两次灌溉的缺失足以引起减产，多次灌溉的缺失就会颗粒无收。从而造成种植者较大的经济损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动灌溉系统，以提供一种可以人工判断、远程控制并智能检测管道压力的自动灌溉系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种自动灌溉系统，包括主控装置、若干组灌溉管道、电磁阀装置、传感器装置以及无线通信装置，所述传感器装置设置于需要灌溉的土地上，所述灌溉管道上靠近水源的一端设有水泵，灌溉管道内靠近灌溉喷头的一端设有压力表，所述压力表与主控装置连接，所述主控装置根据压力表传来的高低水压数值控制水泵的开启和关闭，所述主控装置与控制手机和互联网无线通讯连接，所述主控装置向控制手机和互联网发送灌溉系统的实时信息并根据控制手机和互联网的指令完成相应操作。
进一步的，所述主控装置包括中央处理器、电源装置、无线通讯装置以及输入输出装置。所述主控装置通过继电器与水泵控制连接。
优选的，所述电源装置同时支持220V和380V电源。
优选的，所述传感器装置包括温湿度传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器以及无线通讯装置。
进一步的，所述电磁阀装置安装于灌溉管道上靠近灌溉喷头的位置，且所述电磁阀装置与主控装置无线通讯连接。
进一步的，所述控制手机通过控制指令远程控制主控装置的自动关机。所述无线通讯的信号为GSM/GPRS信号。
本发明的有益效果为：多个传感器参数通过无线通讯实时传送到互联网和手机上，控制者和系统均可分析参数从而选择相应的灌溉参数，既可人工控制，也可系统自动控制，两种控制方式的结合更加精确。在管道内设置水压测量装置，主控装置根据水压测量装置的数值控制水泵，一方面节省能源，另一方面也降低高水压对管道的冲击，保护管道。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述自动灌溉系统的结构框图。
图中：虚线表示无线通讯连接；实线为直接安装、控制线连接或管道连接。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例所述的一种自动灌溉系统，包括主控装置、若干组灌溉管道、电磁阀装置、传感器装置以及无线通信装置，所述传感器装置设置于需要灌溉的土地上，所述灌溉管道上靠近水源的一端设有水泵，灌溉管道内靠近灌溉喷头的一端设有压力表，所述压力表与主控装置连接，所述主控装置根据压力表传来的高低水压数值控制水泵的开启和关闭，所述主控装置与控制手机和互联网无线通讯连接，所述主控装置向控制手机和互联网发送灌溉系统的实时信息并根据控制手机和互联网的指令完成相应操作。所述主控装置包括中央处理器、电源装置、无线通讯装置以及输入输出装置。所述主控装置通过继电器与水泵控制连接。所述电源装置同时支持220V和380V电源。所述传感器装置包括温湿度传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器以及无线通讯装置。所述电磁阀装置安装于灌溉管道上靠近灌溉喷头的位置，且所述电磁阀装置与主控装置无线通讯连接。所述控制手机通过控制指令远程控制主控装置的自动关机。所述无线通讯的信号为GSM/GPRS信号。
为实现上述功能，产品软件主要分为两部分：1、短信的读取和发送。2、用户设置、电磁阀驱动继电器的控制与报警处理。短信的读取完成短信通信模块短信包接收，短信包格式解析，7-bit 解码，获得包中的有效数据。短信发送将处理好的短信包发给短信通信模块。用户设置将短信的设置信息写进flash。灌溉装置的控制将获得的短信包中的有效数据解析成电磁阀驱动继电器通讯格式要求的数据，进行处理，并将运行状态信息打包成GSM 标准的短信包格式，以备发送。报警处理自动检测故障与任务状态，进行相应处理。
具体工作流程为：主控装置初始化完毕后，（用户只需要在第一次使用该主控装置时设置授权手机号，主控装置将保存该手机号到内存中），GSM/GPRS模块与主控装置建立好联接，此时如果用户需要控制主控装置开机，设定第2-10（优选10台电磁阀，实际应用中根据实际灌溉地域的大小选择增减）个电磁阀开启，其他关闭，则用已授权的手机号编辑短信“#a1b1c0d1e1f1g1h1i1j1k1l1”（编码根据需求设置，此处为建议值）通过移动运营商发送到主控装置的ID地址上；主控装置的GSM/GPRS模块接收到该条短信后，通过串口给设备的中央控制器发送有短信提示，中央控制器发出读短信的命令，把该条短信从GSM/GPRS模块读到中央控制器的缓存中，根据GSM标准协议取出有效内容进行7bit 解码，然后解析为继电器控制命令，通过TTL 电平的串口发送给继电器，继电器接收到命令后依次执行相应操作。执行完毕后给中央控制器返回当前继电器状态。如果用户设定自动灌溉，则在任务完成将状态信息进行7bit 编码，格式化为短信数据，通过串口发送给GSM/GPRS模块，GSM/GPRS模块通过移动运营商的移动基站发送短信到短信通信模块，从而到达用户手机上，此时用户收到反馈信息和报警电话。上述用户主动发送短息既可完成对灌溉方式的主动控制，也可发送相应指令让系统自动灌溉。
在灌溉管道的维护方面，通过在接近灌溉喷头的部位设置压力表以监测管道内水压并回传主控装置。实际应用中，灌溉开始水泵打开10分钟(建议数值,实际距离根据距离远近设置),管道充水至末端时中控系统打开电磁阀开始灌溉,同时压力表实时监测管道水压。若某时压力表传回主控装置的数值高于设定的上限阈值就说明管道压力过高，为防止管道破裂主控装置触发水泵电源继电器关闭水泵；若某时压力表传回主控装置的数值低于设定的下限阈值，则主控装置触发水泵电源延时继电器，当触发时间超过设定低压持续时间就说明管道存在漏水现象则关闭水泵，否则水泵正常工作。另外主控装置根据水压的高低计算喷洒的水量也更加科学和准确。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种自动灌溉系统，包括主控装置、若干组灌溉管道、电磁阀装置、传感器装置以及无线通信装置，所述传感器装置设置于需要灌溉的土地上，其特征在于：所述灌溉管道上靠近水源的一端设有水泵，所述灌溉管道内靠近灌溉喷头的一端设有压力表，所述压力表与主控装置连接，所述主控装置根据压力表传来的高低水压数值控制水泵的开启和关闭，所述主控装置与控制手机和互联网无线通讯连接，所述主控装置向控制手机和互联网发送灌溉系统的实时信息并根据控制手机和互联网的指令完成相应操作；所述电磁阀装置安装于灌溉管道上靠近灌溉喷头的位置，且所述电磁阀装置与主控装置无线通讯连接。
2.根据权利要求1所述的自动灌溉系统，其特征在于：所述主控装置包括中央处理器、电源装置、无线通讯装置以及输入输出装置。
3.根据权利要求2所述的自动灌溉系统，其特征在于：所述电源装置同时支持220V和380V电源。
4.根据权利要求1所述的自动灌溉系统，其特征在于：所述主控装置通过继电器与水泵控制连接。
5.根据权利要求1所述的自动灌溉系统，其特征在于：所述传感器装置包括温湿度传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器以及无线通讯装置。
6.根据权利要求1所述的自动灌溉系统，其特征在于：所述控制手机通过控制指令远程控制主控装置的自动关机。
7.根据权利要求1-6任一项所述的自动灌溉系统，其特征在于：所述无线通讯的信号为GSM/GPRS信号。
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