CN107278832A - 农田智能节水灌溉系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种农田智能节水灌溉系统和方法，通过天气监测模块监测天气信息，并将该天气信息发送至管理控制模块，管理控制模块再可根据对应的天气信息，以及当前的不同农作物土壤信息来控制灌溉处理模块的运作，调整灌溉计划。实现了对灌溉的智能化监控和智能化操作，可在无人值守的情况下，使灌溉系统自动根据天气情况以及土壤情况来调整灌溉，在降水丰富的情况下提前告知管理控制模块，从而无需反复对农作物进行灌溉，节约了灌溉系统中的水资源。
Description
技术领域
本发明涉及农田智能节水灌溉系统及方法。
背景技术
农田灌溉的智能化是现代社会发展的必然趋势。但是现有的灌溉系统，往往只能根据预先存储的浇灌策略实施预置的操作，在灌溉过程中仅能对浇灌设备的开关及时进行控制，即：只能控制浇灌时间和浇灌顺序。而随着天气的变化，浇灌时间和浇灌量需要根据农作物的需要及时调整，如此一来，十分浪费管理人员的工作时间，需要不断的根据降水量的多少来调控浇灌系统的各个参数。
鉴于上述的缺陷，有必要提供一种新的农田智能节水灌溉系统。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种农田智能节水灌溉系统和方法，旨在提供一种能够根据天气降水情况以及农作物的水量需求及时调整灌溉方案的智能灌溉系统。
为实现上述目的，本发明提出的农田智能节水灌溉系统，所述系统包括管理控制模块、浇灌处理模块、天气监测模块以及信息采集模块；其中，
所述管理控制模块用于接收天气监测模块发送过来的信号，监测该天气信息与土壤信息是否符合预设条件；所述管理控制模块还用于当天气信息与土壤信息符合管理控制模块中预存的预设条件时，发送相应的指令至浇灌处理模块；
其中，所述预设条件包括在预设时间内是否出现降雨以及降水量是否将达到预设值以及所述土壤含水量是否低于该作物对应的含水量下限值；
所述浇灌处理模块用于接收所述管理控制模块发送的指令并根据该指令执行相应的操作；
所述天气监测模块用于实时监测气象台发布的天气信息，并将该天气信息发送至管理控制模块；
所述信息采集模块间隔预设时间采集土壤信息，所述土壤信息包括不同作物对应的土壤含水量，并将该土壤信息发送至管理控制模块。
优选地，所述管理控制模块发送相应的指令至浇灌处理模块，所述指令包括：
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示不会有降雨，则发送对该作物进行浇灌，且浇灌直至土壤含水量达到该作物的土壤含水量的上限值的指令；
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示会有降雨，且降水量不会达到预设值时，则发送对该作物进行浇灌，且控制浇灌的水量低于该作物的土壤含水量的上限值的指令；
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示会有降雨，且降水量将达到预设值时，则将不对该作物进行浇灌。
优选地，所述系统还包括通信模块，所述通信模块用于接收管理人员的控制指令，并将所述控制指令发送至浇灌处理模块。
优选地，，所述天气信息还包括光照强度。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种农田智能节水灌溉方法，所述方法包括以下步骤：
所述天气监测模块实时监测气象台发布的天气信息，并将该天气信息发送至管理控制模块，所述天气信息包括降雨是否出现以及降水量的多少；
所述信息采集模块间隔预设时间采集土壤信息，所述土壤信息包括不同作物对应的土壤含水量，并将该土壤信息发送至管理控制模块；
所述管理控制模块接收所述天气监测模块发送的天气信息以及土壤信息，监测该天气信息与土壤信息是否符合预设条件，当天气信息与土壤信息符合管理控制模块中预存的预设条件时，所述管理控制模块发送相应的指令至浇灌处理模块；
其中，所述预设条件包括在预设时间内出现降雨以及降水量是否将达到预设值以及所述土壤含水量是否低于该作物对应的含水量下限值；
所述浇灌处理模块接收所述管理控制模块发送的指令并根据该指令执行相应的操作。
优选地，所述管理控制模块发送相应的指令至浇灌处理模块，所述指令包括：
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示不会有降雨，则发送对该作物进行浇灌，且浇灌直至土壤含水量达到该作物的土壤含水量的上限值的指令；
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示会有降雨，且降水量不会达到预设值时，则发送对该作物进行浇灌，且控制浇灌的水量低于该作物的土壤含水量的上限值的指令；
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示会有降雨，且降水量将达到预设值时，则将不对该作物进行浇灌。
优选地，所述方法还包括：所述通信模块接收管理人员的控制指令，并将所述控制指令发送至所述浇灌处理模块。
本发明技术方案中，通过天气监测模块监测天气信息，并将该天气信息发送至管理控制模块，管理控制模块再可根据对应的天气信息，以及当前的不同农作物土壤信息来控制灌溉处理模块的运作，体征灌溉计划。实现了对灌溉的智能化监控和智能化操作，可在无人值守的情况下，使灌溉系统自动根据天气情况以及土壤情况来调整灌溉，在降水丰富的情况下提前告知管理控制模块，从而无需反复对农作物进行灌溉，节约了灌溉系统中的水资源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例的农田智能节水灌溉系统的示意图；
图2为农田智能节水灌溉方法的流程图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施例
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种农田智能节水灌溉系统和方法，旨在提供一种能够根据天气降水情况以及农作物的水量需求及时调整灌溉方案的智能灌溉系统。
请参照图1至图2，本发明的一种实施例中，所述系统包括管理控制模块、浇灌处理模块、天气监测模块以及信息采集模块；其中，
所述管理控制模块用于接收天气监测模块发送过来的信号，监测该天气信息与土壤信息是否符合预设条件；所述管理控制模块还用于当天气信息与土壤信息符合管理控制模块中预存的预设条件时，发送相应的指令至浇灌处理模块；
其中，所述预设条件包括在预设时间内是否出现降雨以及降水量是否将达到预设值以及所述土壤含水量是否低于该作物对应的含水量下限值；
所述浇灌处理模块用于接收所述管理控制模块发送的指令并根据该指令执行相应的操作；
所述天气监测模块用于实时监测气象台发布的天气信息，并将该天气信息发送至管理控制模块；
所述信息采集模块间隔预设时间采集土壤信息，所述土壤信息包括不同作物对应的土壤含水量，并将该土壤信息发送至管理控制模块。
本实施例通过天气监测模块监测天气信息，并将该天气信息发送至管理控制模块，管理控制模块再可根据对应的天气信息，以及当前的不同农作物土壤信息来控制灌溉处理模块的运作，调整灌溉计划。实现了对灌溉的智能化监控和智能化操作，可在无人值守的情况下，使灌溉系统自动根据天气情况以及土壤情况来调整灌溉，在降水丰富的情况下提前告知管理控制模块，从而无需反复对农作物进行灌溉，节约了灌溉系统中的水资源。
本发明的天气监测模块可通过网络通信获取气象台发布的实时的天气信息，所述天气信息包括降雨是否出现以及降水量的多少，还包括光照的强度等等；该天气信息可以是当天的天气信息，也可以是未来一天或者三天内的信息。
天气监测模块将监测到的天气信息发送至管理控制模块中，管理控制模块内预先存储有浇灌的方案，例如，在未来的一天内有浇灌计划，此时如果天气监测模块发送过来的检测信息内表明，未来的一天将有降雨，且降水量能达到管理控制模块内预存的预设值，则此时，管理控制模块可控制关闭未来一天的浇灌计划中的浇灌。
其中，所述管理控制模块可以是手机、电脑或平板电脑等便携式终端设备。以此，使得管理人员可以随时监控灌溉系统的运行状态，实时监控农作物的生长情况。
进一步地，所述采集信息模块间隔预设时间采集土壤信息，所述土壤信息还包括：土壤养分信息、环境温度信息、环境湿度信息以及阳光照度信息。该土壤信息的采集通过采集信息模块中的土壤湿度传感器、土壤养分传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器以及阳光照度传感器。
同时，需要说明的是，所述土壤信息对应的是不同作物的土壤信息，由于不同的作物其对水分的需求、温度的需求以及光照的需求均不相同，因此，本发明实施例可根据不同作物的土壤信息来控制灌溉。
进一步地，所述管理控制模块发送相应的指令至灌溉处理模块中，其中所述的指令包括当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示不会有降雨，则发送对该作物进行浇灌，且浇灌直至土壤含水量达到该作物的土壤含水量的上限值的指令；
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示会有降雨，且降水量不会达到预设值时，则发送对该作物进行浇灌，且控制浇灌的水量低于该作物的土壤含水量的上限值的指令；
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示会有降雨，且降水量将达到预设值时，则将不对该作物进行浇灌。
所述系统还包括通信模块，所述通信模块用于接收管理人员的控制指令，并将所述控制指令发送至浇灌处理模块。所述通信模块为网络通信模块或者是GPRS通信模块。
进一步地，本发明实施例中还包括报警模块，所述报警模块用于在信息采集模块采集到土壤含水量低于预设值时发出警报信息。
所述土壤含水量低于预设值出现的情况包括：当天气监测模块监测到未来一天将有降雨，且降水量能达到管理控制模块设定的预设值，那么此时，管理控制模块将预定计划内的对作物进行灌溉的计划取消，但是在该时间内，并未按照天气监测模块监测的将出现降雨的情况发生，此时，由于没有降雨，且又取消了灌溉，将导致作物的含水量低于预设值，则将该信号发送至报警模块，报警模块据此发出警报，以提示管理人员修改灌溉计划，及时对作物进行灌溉。
此外，本发明还提出一种农田智能节水灌溉方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S10，所述天气监测模块实时监测气象台发布的天气信息，并将该天气信息发送至管理控制模块，所述天气信息包括降雨是否出现以及降水量的多少；
步骤S20，所述信息采集模块间隔预设时间采集土壤信息，所述土壤信息包括不同作物对应的土壤含水量，并将该土壤信息发送至管理控制模块；
步骤S30，所述管理控制模块接收所述天气监测模块发送的天气信息以及土壤信息，监测该天气信息与土壤信息是否符合预设条件，当天气信息与土壤信息符合管理控制模块中预存的预设条件时，所述管理控制模块发送相应的指令至浇灌处理模块；
其中，所述预设条件包括在预设时间内出现降雨以及降水量是否将达到预设值以及所述土壤含水量是否低于该作物对应的含水量下限值；
步骤S40，所述浇灌处理模块接收所述管理控制模块发送的指令并根据该指令执行相应的操作。
进一步地，所述管理控制模块发送相应的指令至核心处理模块，所述指令包括：
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示不会有降雨，则发送对该作物进行浇灌，且浇灌直至土壤含水量达到该作物的土壤含水量的上限值的指令；
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示会有降雨，且降水量不会达到预设值时，则发送对该作物进行浇灌，且控制浇灌的水量低于该作物的土壤含水量的上限值的指令；
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示会有降雨，且降水量将达到预设值时，则将不对该作物进行浇灌。
进一步地，所述方法还包括：所述通信模块接收管理人员的控制指令，并将所述控制指令发送至所述浇灌处理模块。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种农田智能节水灌溉系统，其特征在于，所述系统包括管理控制模块、浇灌处理模块、天气监测模块以及信息采集模块；其中，
所述管理控制模块用于接收天气监测模块发送过来的信号，监测该天气信息与土壤信息是否符合预设条件；所述管理控制模块还用于当天气信息与土壤信息符合管理控制模块中预存的预设条件时，发送相应的指令至浇灌处理模块；
其中，所述预设条件包括在预设时间内是否出现降雨以及降水量是否将达到预设值以及所述土壤含水量是否低于该作物对应的含水量下限值；
所述浇灌处理模块用于接收所述管理控制模块发送的指令并根据该指令执行相应的操作；
所述天气监测模块用于实时监测气象台发布的天气信息，并将该天气信息发送至管理控制模块，所述天气信息包括降雨是否出现以及降水量的多少；
所述信息采集模块间隔预设时间采集土壤信息，所述土壤信息包括不同作物对应的土壤含水量，并将该土壤信息发送至管理控制模块。
2.根据权利要求1所述的农田智能节水灌溉系统，其特征在于，所述管理控制模块发送相应的指令至浇灌处理模块，所述指令包括：
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示不会有降雨，则发送对该作物进行浇灌，且浇灌直至土壤含水量达到该作物的土壤含水量的上限值的指令；
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示会有降雨，且降水量不会达到预设值时，则发送对该作物进行浇灌，且控制浇灌的水量低于该作物的土壤含水量的上限值的指令；
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示会有降雨，且降水量将达到预设值时，则将不对该作物进行浇灌。
3.根据权利要求1所述的农田智能节水灌溉系统，其特征在于，所述系统还包括通信模块，所述通信模块用于接收管理人员的控制指令，并将所述控制指令发送至浇灌处理模块。
4.根据权利要求1所述的农田智能节水灌溉系统，其特征在于，所述天气信息还包括光照强度。
5.一种农田智能节水灌溉方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
所述天气监测模块实时监测气象台发布的天气信息，并将该天气信息发送至管理控制模块，所述天气信息包括降雨是否出现以及降水量的多少；
所述信息采集模块间隔预设时间采集土壤信息，所述土壤信息包括不同作物对应的土壤含水量，并将该土壤信息发送至管理控制模块；
所述管理控制模块接收所述天气监测模块发送的天气信息以及土壤信息，监测该天气信息与土壤信息是否符合预设条件，当天气信息与土壤信息符合管理控制模块中预存的预设条件时，所述管理控制模块发送相应的指令至浇灌处理模块；
其中，所述预设条件包括在预设时间内出现降雨以及降水量是否将达到预设值以及所述土壤含水量是否低于该作物对应的含水量下限值；
所述浇灌处理模块接收所述管理控制模块发送的指令并根据该指令执行相应的操作。
6.根据权利要求1所述的农田智能节水灌溉方法，其特征在于，所述管理控制模块发送相应的指令至浇灌处理模块，所述指令包括：
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示不会有降雨，则发送对该作物进行浇灌，且浇灌直至土壤含水量达到该作物的土壤含水量的上限值的指令；
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示会有降雨，且降水量不会达到预设值时，则发送对该作物进行浇灌，且控制浇灌的水量低于该作物的土壤含水量的上限值的指令；
当所述土壤含水量低于该作物对应的含水量下限值，且在预设时间内的天气信息显示会有降雨，且降水量将达到预设值时，则将不对该作物进行浇灌。
7.根据权利要求1所述的农田智能节水灌溉方法，其特征在于，所述方法还包括：所述通信模块接收管理人员的控制指令，并将所述控制指令发送至所述浇灌处理模块。
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