CN108029515A - 一种现代农业智能节水灌溉系统 - Google Patents

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苗庆丰
史海滨
李瑞平
杨树青
李仙岳
李为萍
闫建文
李祯
冯亚阳
代丽萍
范雷雷
闫泽宇
王国帅
王美荣
田彤
王维刚
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    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • A01G25/00Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/02Watering arrangements located above the soil which make use of perforated pipe-lines or pipe-lines with dispensing fittings, e.g. for drip irrigation
    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A01G25/00Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/16Control of watering
    • A01G25/167Control by humidity of the soil itself or of devices simulating soil or of the atmosphere; Soil humidity sensors

Abstract

本发明公开了一种现代农业智能节水灌溉系统,涉及农业灌溉技术领域,包括中央控制模块、田间环境监测模块、农作物信息采集模块、田间灌溉控制模块、无线信息传输模块、田间电力供应模块和余水收集模块,所述中央控制模块用于收集田间各个模块发送的信息,并进行处理,然后将处理结果转变成指令发送给接收指令的模块,所述田间环境监测模块用于监测田间的实时环境变化情况,所述农作物信息采集模块用来采集农作物的实际生长状况和生长周期。本发明公开的一种现代农业智能节水灌溉系统,不仅能为农业灌溉智能节水,还能根据农作物生长状况和土壤实际水肥选择合适的水肥量,非常适合现代农业使用。

Description

一种现代农业智能节水灌溉系统
技术领域
[0001] 本发明涉及农业灌溉技术领域,特别涉及一种现代农业智能节水灌溉系统。
背景技术
[0002] 农业灌溉,主要是指对农业耕作区进行的灌溉作业,农业灌溉方式一般可分为传 统的地面灌溉、普通喷灌以及微灌。传统地面灌溉包括畦灌、沟灌、淹灌和漫灌,但这类灌溉 方式往往耗水量大、水的利用力较低,是一类很不合理的农业灌溉方式。另外,普通喷灌技 术是中国农业生产中较普遍的灌溉方式。但普通喷灌技术的水的利用效率也不高。
[0003] 目前,随着我国社会的发展和经济的进步,现代农业技术也迅速发展起来,所以如 何提高农业灌溉利用率越来越受到人们的重视,所以就需要一种现代农业智能节水灌溉系 统。
发明内容
[0004] 本发明实施例提供了一种现代农业智能节水灌溉系统,用以解决现有技术中存在 的问题。
[0005] 一种现代农业智能节水灌溉系统,包括中央控制模块、田间环境监测模块、农作物 信息采集模块、田间灌溉控制模块、无线信息传输模块、田间电力供应模块和余水收集模 块,所述中央控制模块用于收集田间各个模块发送的信息,并进行处理,然后将处理结果转 变成指令发送给接收指令的模块,所述田间环境监测模块用于监测田间的实时环境变化情 况,所述农作物信息采集模块用来采集农作物的实际生长状况和生长周期,所述田间灌溉 控制模块用于控制田间灌溉装置根据田间环境和农作物生长状况,合理配置灌溉水肥和灌 溉方式,所述无线信息传输模块用于无线传输田间采集的信息,并将所述中央控制模块发 送的指令无线传输给接收指令的模块,所述田间电力供应模块用于为田间信息采集和灌溉 提供电力,所述余水收集模块用于收集田间余水,合理利用灌溉余水和降雨余水。
[0006]较佳地,所述田间环境监测模块包括土壤湿度采集模块、土壤温度采集模块、光照 强度^集模块、空气湿度采集模块和所述土壤肥力采集模块,所述土壤湿度采集模块中设 置土壤湿度传感器,用于监测田间靠近农作物根部土壤的湿度,所述土壤温度采集模块中 设置土壤温度传感器,用于监测田间靠近农作物根部土壤的温度,所述光照强度采集模块 中设置光照强度传感器,用于监测田间环境的光照强度,所述空气湿度采集模块中设置空 气湿度传感器,用于监测田间环境的空气湿度,所述土壤肥力采集模块中设置土壤肥力检 测仪,用于监测田间靠近农作物根部土壤的肥力。
[0007]较佳地,所述农作物信息采集模块包括农作物品种采集模块、农作物生长采集模 块和农作物水肥需求分析模块,所述农作物品种采集模块用于人主动输入农作物品种,所 述农作物生长采集模块用于通过安装在田间的摄像头观察以及播种时间记录推测农作物 实际生长周期和状态,所述农作物水肥需求分析模块用于根据不同农作物的不同生长周期 所需水肥,再结合田间实际水肥来计算出该农作物实际所需水肥。
[0008]较佳地,所述田间灌溉控制模块包括水量输出控制模块、肥料选择添加模块、酸碱 度调节模块和灌溉方式选择模块,所述水量输出控制模块中设置流量计和电阀门,用于根 据田间需求控制灌溉水量,所述肥料选择添加模块用于根据田间缺失肥力选择合适的肥料 种类,再根据田地面积和农作物数量选择肥料重量,所述酸碱度调节模块中设置酸碱度测 试仪,用于检测灌溉水中的酸碱度,再进行调节,从而使灌溉水适合具体田地和农作物,所 述灌溉方式选择模块中设置喷灌装置和滴灌装置,用于根据田地实际情况和农作物生长周 期和状况选择不同的灌溉装置。
[0009]较佳地,所述无线信息传输模块包括田间信息采集模块和田间信息传输模块,所 述田间信息采集模块中设置无线接收器,用于采集田间各种传感器传输的信息,所述田间 信息传输模块中设置无线发射器,用于无线传输采集的信息以及为所述中央控制模块发送 无线指令。
[0010]较佳地,所述田间电力供应模块包括太阳能供电模块和市电供电模块,所述太阳 能供电模块中设置太阳能发电装置,用于吸收田间太阳能并转化为电能,所述市电供电模 块中设置市电装置,用于在田间太阳能发电不足时,为整个系统提供电能。
[0011]较佳地,所述余水收集模块包括灌溉余水收集模块和降雨余水收集模块,所述灌 溉余水收集模块和所述降雨余水收集模块为余水收集槽,在田间设置多个,所述灌溉余水 收集模块用于收集灌溉后田间土壤不能吸收的雨水,所述降雨余水收集模块用于收集降雨 后田间土壤不能吸收的雨水。
[0012]本发明有益效果:本发明公开的一种现代农业智能节水灌溉系统,不仅能为农业 灌溉智能节水,还能根据农作物生长状况和土壤实际水肥选择合适的水肥量,非常适合现 代农业使用。
附图说明
[0013]图1为本发明实施例提供的一种现代农业智能节水灌溉系统的结构示意图;
[0014] 图2为田间环境监测模块的结构示意图;
[0015] 图3为农作物信息采集模块的结构示意图;
[0016]图4为田间灌溉控制模块的结构示意图;
[0017]图5为无线信息传输模块的结构示意图;
[0018]图6为田间电力供应模块的结构示意图;
[0019]图7为余水收集模块的结构示意图。
[0020]附图标记说明:
[0021] 1-中央控制模块,2-田间环境监测模块,3-农作物信息采集模块,4_田间灌溉控制 模块,5-无线信息传输模块,6_田间电力供应模块,7-余水收集模块,8_ 土壤湿度采集模块, 9-土壤温度采集模块,10-光照强度采集模块,11-空气湿度采集模块,12_ 土壤肥力采集模 块,13-农作物品种米集換块,14-农作物生长米集模块,15-农作物肥水需求分析模块,16-水量输出控制模块,I7-肥料选择添加模块,I8-酸碱度调节模块,19_灌溉方式选择模块, 2〇-田间信息采集模块,2卜田间信息传输模块,22-太阳能供电模块,23_市电供电模块,24_ 灌溉余水收集模块,25-降雨余水收集模块。
具体实施方式
[0022]下面结合新型实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的 描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0023]参照图1,本发明提供了一种现代农业智能节水灌溉系统,包括中央控制模块1、田 间环境监测模块2、农作物信息采集模块3、田间灌溉控制模块4、无线信息传输模块5、田间 电力供应模块6和余水收集模块7,所述中央控制模块1用于收集田间各个模块发送的信息, 并进行处理,然后将处理结果转变成指令发送给接收指令的模块,所述田间环境监测模块2 用于监测田间的实时环境变化情况,所述农作物信息采集模块3用来采集农作物的实际生 长状况和生长周期,所述田间灌溉控制模块4用于控制田间灌溉装置根据田间环境和农作 物生长状况,合理配置灌溉水肥和灌溉方式,所述无线信息传输模块5用于无线传输田间采 集的信息,并将所述中央控制模块1发送的指令无线传输给接收指令的模块,所述田间电力 供应模块6用于为田间信息采集和灌溉提供电力,所述余水收集模块7用于收集田间余水, 合理利用灌溉余水和降雨余水。
[0024]参照图2,所述田间环境监测模块2包括土壤湿度采集模块8、土壤温度采集模块9、 光照强度采集模块10、空气湿度采集模块11和所述土壤肥力采集模块12,所述土壤湿度采 集模块8中设置土壤湿度传感器,用于监测田间靠近农作物根部土壤的湿度,所述土壤温度 采集模块9中设置土壤温度传感器,用于监测田间靠近农作物根部土壤的温度,所述光照强 度采集模块10中设置光照强度传感器,用于监测田间环境的光照强度,所述空气湿度采集 模块11中设置空气湿度传感器,用于监测田间环境的空气湿度,所述土壤肥力采集模块12 中设置土壤肥力检测仪,用于监测田间靠近农作物根部土壤的肥力。
[0025]参照图3,所述农作物信息采集模块3包括农作物品种采集模块13、农作物生长采 集模块14和农作物水肥需求分析模块15,所述农作物品种采集模块13用于人主动输入农作 物品种,所述农作物生长采集模块14用于通过安装在田间的摄像头观察以及播种时间记录 推测农作物实际生长周期和状态,例如幼苗期、生长期和成熟期等,所述农作物水肥需求分 析模块15用于根据不同农作物的不同生长周期所需水肥,再结合田间实际水肥来计算出该 农作物实际所需水肥。
[0026]参照图4,所述田间灌溉控制模块4包括水量输出控制模块16、肥料选择添加模块 17、酸碱度调节模块18和灌溉方式选择模块I9,所述水量输出控制模块16中设置流量计和 电阀门,用于根据田间需求控制灌溉水量,所述肥料选择添加模块17用于根据田间缺失肥 力选择合适的肥料种类,例如磷肥、氮肥、钾肥或尿素等,再根据田地面积和农作物数量选 择肥料重量,所述酸碱度调节模块1S中设置酸碱度测试仪,用于检测灌溉水中的酸碱度,再 进行调节,从而使灌溉水适合具体田地和农作物,所述灌溉方式选择模块19中设置喷灌装 置和滴灌装置,用于根据田地实际情况和农作物生长周期和状况选择不同的灌溉装置。 [0027]参照图5,所述无线信息传输模块5包括田间信息采集模块20和田间信息传输模块 21,所述田间信息采集模块2〇中设置无线接收器,用于采集田间各种传感器传输的信息,所 述田间信息传输模块21中设置无线发射器,用于无线传输采集的信息以及为所述中央控制 模块1发送无线指令。
[0028]参照图6,所述田间电力供应模块6包括太阳能供电模块22和市电供电模块23,所 述太阳能供电模块22中设置太阳能发电装置,用于吸收田间太阳能并转化为电能,所述市 电供电模块23中设置市电装置,用于在田间太阳能发电不足时,为整个系统提供电能。
[0029]参照图7,所述余水收集模块7包括灌溉余水收集模块24和降雨余水收集模块25, 所述灌溉余水收集模块24和所述降雨余水收集模块25为余水收集槽,在田间设置多个,所 述灌溉余水收集模块24用于收集灌溉后田间土壤不能吸收的雨水,所述降雨余水收集模块 25用于收集降雨后田间土壤不能吸收的雨水。
[0030]综上所述,本发明公开的一种现代农业智能节水灌溉系统,不仅能为农业灌溉智 能节水,还能根据农作物生长状况和土壤实际水肥选择合适的水肥量,非常适合现代农业 使用。
[0031]以上公开的仅为本发明的一个具体实施例,但是,本发明实施例并非局限于此,任 何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种现代农业智能节水灌溉系统,其特征在于,包括中央控制模块(1)、田间环境监 测模块(2)、农作物信息采集模块(3)、田间灌溉控制模块⑷、无线信息传输模块(5)、田间 电力供应模块(6)和余水收集模块(7),所述中央控制模块(1)用于收集田间各个模块发送 的信息,并进行处理,然后将处理结果转变成指令发送给接收指令的模块,所述田间环境监 测模块(2)用于监测田间的实时环境变化情况,所述农作物信息采集模块(3)用来采集农作 物的实际生长状况和生长周期,所述田间灌溉控制模块(4)用于控制田间灌溉装置根据田 间环境和农作物生长状况,合理配置灌溉水肥和灌溉方式,所述无线信息传输模块®)用于 无线传输田间采集的信息,并将所述中央控制模块(1)发送的指令无线传输给接收指令的 模块,所述田间电力供应模块(6)用于为田间信息采集和灌溉提供电力,所述余水收集模块 (7)用于收集田间余水,合理利用灌溉余水和降雨余水。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述田间环境监测模块(2)包括土壤湿度采 集模块(8)、土壤温度采集模块(9)、光照强度采集模块(10)、空气湿度采集模块(11)和所述 土壤肥力采集模块(12),所述土壤湿度采集模块(8)中设置土壤湿度传感器,用于监测田间 靠近农作物根部土壤的湿度,所述土壤温度采集模块(9)中设置土壤温度传感器,用于监测 田间靠近农作物根部土壤的温度,所述光照强度采集模块(10)中设置光照强度传感器,用 于监测田间环境的光照强度,所述空气湿度采集模块(11)中设置空气湿度传感器,用于监 测田间环境的空气湿度,所述土壤肥力采集模块(12)中设置土壤肥力检测仪,用于监测田 间靠近农作物根部土壤的肥力。
3.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述农作物信息采集模块(3)包括农作物品 种采集模块(1¾、农作物生长采集模块(14)和农作物水肥需求分析模块(15),所述农作物 品种采集模块(13)用于人主动输入农作物品种,所述农作物生长采集模块(14)用于通过安 装在田间的摄像头观察以及播种时间记录推测农作物实际生长周期和状态,所述农作物水 肥需求分析模块(I5)用于根据不同农作物的不同生长周期所需水肥,再结合田间实际水肥 来计算出该农作物实际所需水肥。
4.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述田间灌溉控制模块(4)包括水量输出控 制模块(16)、肥料选择添加模块(17)、酸碱度调节模块(18)和灌溉方式选择模块(19),所述 水量输出控制模块(I6)中设置流量计和电阀门,用于根据田间需求控制灌溉水量,所述肥 料选择添加模块(I7)用于根据田间缺失肥力选择合适的肥料种类,再根据田地面积和农作 物数量选择肥料重量,所述酸碱度调节模块(1S)中设置酸碱度测试仪,用于检测灌溉水中 的酸碱度,再进行调节,从而使灌溉水适合具体田地和农作物,所述灌溉方式选择模块(19) 中设置喷灌装置和滴灌装置,用于根据田地实际情况和农作物生长周期和状况选择不同的 灌溉装置。
5.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述无线信息传输模块(5)包括田间信息采 集模块(2〇)和田间信息传输模块(21),所述田间信息采集模块(2〇)中设置无线接收器,用 于采集田间各种传感器传输的信息,所述田间信息传输模块(21)中设置无线发射器,用于 无线传输采集的信息以及为所述中央控制模块(1)发送无线指令。
6.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述田间电力供应模块(6)包括太阳能供电 模块(22)和市电供电模块(23),所述太阳能供电模块(22)中设置太阳能发电装置,用于吸 收田间太阳能并转化为电能,所述市电供电模块(23)中设置市电装置,用于在田间太阳能
7.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述余水收鍾块⑺包括麵余水收^ 块(24)和降雨余水收集模块(25),所述灌溉余水收集模块(24)和所述降雨余水收集模块 (25)为余水收集槽,在田间设置多个,所述灌溉余水收集模块(24)用于收^灌溉后田间土 壤不能吸收的雨水,所述降雨余水收集模块(25)用于收集降雨后田间土壤不能吸收的雨 水。
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