CN108887155A - 一种基于无人机的梯田种植灌溉管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于无人机的梯田种植灌溉管理系统，包括无人机主体、信息采集机构、控制处理器、阶梯管体、储水机构、支撑平台、节点站，所述阶梯管体内部包括增压泵、第一水流控制阀、第二水流控制阀，所述信息获取机构包括第一水位检测装置、土壤水分检测装置，所述节点站包括液压伸缩平台、旋转喷洒装置、支撑立臂，所述旋转喷雾头设于所述支撑立臂顶部位置，所述储水机构包括第一储水仓、第二储水仓，所述无人机主体包括第一吸水泵、第三水流控制阀、第四水流控制阀、第三储水仓，所述第一水流控制阀、第二水流控制阀、第三水流控制阀、第四水流控制阀、信息获取机构、旋转喷洒装置皆与所述控制处理器连接。

Description

一种基于无人机的梯田种植灌溉管理系统

技术领域

本发明涉及农业灌溉领域，尤其涉及一种基于无人机的梯田种植灌溉管理系统。

背景技术

众所周知，在我国农业为第一大产业，农业种植为大量农民提供了就业机会，但是考虑到我国农业种植的地形复杂地形，在一些地区通常以梯田或者是高处开垦田地的现象，这样的农业生产地形种植较为麻烦，考虑到灌溉以及种植因为高度带来的麻烦可能威胁人们的人生安全，所以一些先进的灌溉设备引用到农业，但是只是解决了简单的农业灌溉问题，但是工作结构还是较为简单，无法对农田进行合理的灌溉。

发明内容

发明目的：为了克服背景技术中传统的灌溉设备工作较为简单的缺点，所以提供一种基于无人机的梯田种植灌溉系统。

技术方案：一种基于无人机的梯田种植灌溉管理系统，包括无人机主体、信息采集机构、控制处理器、阶梯管体、储水机构、支撑平台、节点站，所述阶梯管体设于梯田间所设置的管道放置槽内部，所述阶梯管体内部包括增压泵、第一水流控制阀、第二水流控制阀，所述增压泵设于阶梯管道底部位置，用于为阶梯管体内部的水流提供向上的压力，所述第一水流控制阀设有若干个并且分别设于阶梯管体所对应的梯田灌溉口位置处，用于控制阶梯管体进行放水对梯田进行浇灌，所述信息获取机构包括第一水位检测装置、土壤水分检测装置，所述第一水位检测装置、土壤水分检测装置皆设于阶梯管体所对应的梯田灌溉口位置，所述第一水位检测装置用于检测阶梯管体所处灌溉口处位置的水位值，所述土壤水分检测装置用于检测阶梯管体所对应的梯田灌溉口位置的土壤水分含量值，所述节点站设于所述梯田灌溉口位置处，所述节点站包括液压伸缩平台、旋转喷洒装置、支撑立臂，所述液压伸缩平台设于所述支撑立臂一侧位置，用于为无人机主体提供支撑平台，所述旋转喷雾头设于所述支撑立臂顶部位置，用于对梯田进行喷雾灌溉，所述储水机构包括第一储水仓、第二储水仓，所述第一储水仓设于支撑平台顶部位置并且与所述阶梯管体通过第二水流控制阀连接，所述第二水流控制阀用于控制第一储水仓向阶梯管体放水，所述第二储水仓设于所述节点站位置，用于收集雨水并且为旋转装置提供灌溉水，所述无人机主体包括第一吸水泵、第三水流控制阀、第四水流控制阀、第三储水仓，所述第一吸水泵、第三水流控制阀、第四水流控制阀皆设于所述无人机底部位置，所述第一吸水泵用于吸取第一存储仓所存储灌溉水至第三储水仓，所述第三水流控制阀与所述旋转喷洒装置通过伸缩水管连接，所述第四水流控制阀用于无人机主体放水至第一储水仓，所述第一水流控制阀、第二水流控制阀、第三水流控制阀、第四水流控制阀、信息获取机构、旋转喷洒装置皆与所述控制处理器连接，当所述第一水位检测装置检测到阶梯管体所处灌溉口处位置的水位值低于第一阈值时，所述控制处理器驱动第一水流控制阀、第二水流控制阀同时工作对梯田进行放水，当所述土壤水分检测装置检测到的土壤水分值到达第二阈值时，所述控制处理器驱动旋转喷洒装置同时工作对梯田进行喷雾灌溉。

作为本发明的一种优先方式：所述第二储水仓内还设有第二水位检测装置，用于检测第二储水仓内的水位值，当第二储水仓内的水位值低于固定阈值时，所述控制处理器驱动第三水流控制阀动作为旋转喷洒装置提供灌溉水。

作为本发明的一种优先方式：所述第一储水仓面积大于第二储水仓面积大于第三储水仓面积。

作为本发明的一种优先方式：所述无人机主体底部还设有螺旋喷洒装置，所述螺旋喷洒装置与所述控制处理器连接，所述螺旋喷洒装置用于对梯田农作物进行药物喷洒。

作为本发明的一种优先方式：所述信息采集机构还包括风向测量装置，所述风向检测装置设于所述支撑立臂顶部一侧位置，用于检测节点站风向变化情况，当所述风向检测装置检测到节点站附近方向时向控制处理器发送风向信息，所述控制处理器根据该风向信息控制旋转喷洒装置执行喷洒动作。

作为本发明的一种优先方式：所述第二储水仓顶部位置设有若干收集漏斗，所述收集漏斗四周设有吸力层，所述吸力层用于吸附雨水。

作为本发明的一种优先方式：所述节点站还设有定位装置，所述定位装置用于向无人机主体发送节点站位置信息，所述无人机主体根据该位置信息飞行至该节点站进行灌溉工作。

作为本发明的一种优先方式：所述第一水流控制阀还连接设有第二吸水泵，所述第二吸水泵与所述控制处理器连接，当所述第一水位检测装置检测到阶梯管体所处灌溉口处位置的水位值到达第三阈值时，所述控制处理器驱动第二吸水泵将梯田间灌溉水吸附至第一存储仓。

本发明实现以下有益效果：

1.通过设置节点站作为无人机停靠点并且在节点站设置旋转喷洒装置能够通过无人机主体为旋转喷洒装置提供灌溉水源，这样能够根据农作物的生长需要提供合适的灌溉方式。

2.通过在阶梯管体与梯田灌溉口处设置第一水流控制阀能够直接对梯田的各个部分进行独立灌溉，这样根据各个区域农作物的生长需要进行灌溉，同时节省了水资源。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为节点站结构示意图。

图2为支撑平台结构示意图。

图3为本发明提供的一种基于无人机的梯田种植灌溉管理系统的控制结构图。

图4为阶梯管体结构示意图。

图中1.控制处理器、2.第一水位检测装置、3.土壤水分检测装置、4.增压泵、5.第一水流控制阀、6.第二水流控制阀、7.旋转喷洒装置、8.第一吸水泵、9.第二水位检测装置、10.第三水流控制阀、11.第四水流控制阀、12.风向检测装置、13.螺旋喷洒装置、14.第二吸水泵、15.支撑平台、16.第一储水仓、17. 支撑立臂、18. 液压伸缩平台、19.阶梯管体。

具体实施方式

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一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

参考图1-4。

本实施例提供一种基于无人机的梯田种植灌溉管理系统，包括无人机主体、信息采集机构、控制处理器1、阶梯管体19、储水机构、支撑平台15、节点站，所述阶梯管体19设于梯田间所设置的管道放置槽内部，所述阶梯管体19内部包括增压泵4、第一水流控制阀5、第二水流控制阀6，所述增压泵4设于阶梯管道底部位置，用于为阶梯管体19内部的水流提供向上的压力，所述第一水流控制阀5设有若干个并且分别设于阶梯管体19所对应的梯田灌溉口位置处，用于控制阶梯管体19进行放水对梯田进行浇灌，所述信息获取机构包括第一水位检测装置1、土壤水分检测装置3，所述第一水位检测装置1、土壤水分检测装置3皆设于阶梯管体19所对应的梯田灌溉口位置，所述第一水位检测装置1用于检测阶梯管体19所处灌溉口处位置的水位值，所述土壤水分检测装置3用于检测阶梯管体19所对应的梯田灌溉口位置的土壤水分含量值，所述节点站设于所述梯田灌溉口位置处，所述节点站包括液压伸缩平台18、旋转喷洒装置7、支撑立臂17，所述液压伸缩平台18设于所述支撑立臂17一侧位置，用于为无人机主体提供支撑平台15，所述旋转喷雾头设于所述支撑立臂17顶部位置，用于对梯田进行喷雾灌溉，所述储水机构包括第一储水仓16、第二储水仓，所述第一储水仓16设于支撑平台15顶部位置并且与所述阶梯管体19通过第二水流控制阀6连接，所述第二水流控制阀6用于控制第一储水仓16向阶梯管体19放水，所述第二储水仓设于所述节点站位置，用于收集雨水并且为旋转装置提供灌溉水，所述无人机主体包括第一吸水泵8、第三水流控制阀10、第四水流控制阀11、第三储水仓，所述第一吸水泵8、第三水流控制阀10、第四水流控制阀11皆设于所述无人机底部位置，所述第一吸水泵8用于吸取第一存储仓所存储灌溉水至第三储水仓，所述第三水流控制阀10与所述旋转喷洒装置7通过伸缩水管连接，所述第四水流控制阀11用于无人机主体放水至第一储水仓16，所述第一水流控制阀5、第二水流控制阀6、第三水流控制阀10、第四水流控制阀11、信息获取机构、旋转喷洒装置7皆与所述控制处理器1连接，当所述第一水位检测装置1检测到阶梯管体19所处灌溉口处位置的水位值低于第一阈值时，所述控制处理器1驱动第一水流控制阀5、第二水流控制阀6同时工作对梯田进行放水，当所述土壤水分检测装置3检测到的土壤水分值到达第二阈值时，所述控制处理器1驱动旋转喷洒装置7同时工作对梯田进行喷雾灌溉。

作为本发明的一种优先方式：所述第二储水仓内还设有第二水位检测装置9，用于检测第二储水仓内的水位值，当第二储水仓内的水位值低于固定阈值时，所述控制处理器1驱动第三水流控制阀10动作为旋转喷洒装置7提供灌溉水。

作为本发明的一种优先方式：所述第一储水仓16面积大于第二储水仓面积大于第三储水仓面积。

作为本发明的一种优先方式：所述无人机主体底部还设有螺旋喷洒装置13，所述螺旋喷洒装置13与所述控制处理器1连接，所述螺旋喷洒装置13用于对梯田农作物进行药物喷洒。

作为本发明的一种优先方式：所述信息采集机构还包括风向测量装置，所述风向检测装置12设于所述支撑立臂17顶部一侧位置，用于检测节点站风向变化情况，当所述风向检测装置12检测到节点站附近方向时向控制处理器1发送风向信息，所述控制处理器1根据该风向信息控制旋转喷洒装置7执行喷洒动作。

作为本发明的一种优先方式：所述第二储水仓顶部位置设有若干收集漏斗，所述收集漏斗四周设有吸力层，所述吸力层用于吸附雨水。

作为本发明的一种优先方式：所述节点站还设有定位装置，所述定位装置用于向无人机主体发送节点站位置信息，所述无人机主体根据该位置信息飞行至该节点站进行灌溉工作。

具体的，在本发明系统中，设置有阶梯管体19，考虑到梯田的结构主要为阶梯状，而且在梯田各个区域都设置有灌溉口以及拦截坝，所以每个区域的梯田都需要独立的进行灌溉，所述在阶梯管体19内部设置第一水流控制阀5，并且第一水流控制阀5设置于灌溉口出，考虑到阶梯管体19因为梯田存在高度差影响，所以水流始终流向低处的梯田灌溉口，所以在阶梯管体19内部设置增压泵4，这样能够使阶梯管体19内部的水流保持向上的平稳，信息获取机构主要包括第一水位检测装置1、土壤水分检测装置3，考虑到梯田在四季种植的农作物对于水量要求也是不尽相同，所以将第一水位检测装置1、土壤水分检测装置3设于阶梯管体19所处灌溉口位置，随时测量梯田内水位值以及土壤水分含量值，并且在梯田间设置若干个节点站，考虑到随时对梯田内的农作物进行喷洒灌溉，所以在节点站设置液压伸缩平台18，用于停靠无人机，设置旋转喷洒装置7，用于对节点站各个位置的农作物进行喷洒灌溉，旋转喷洒装置7设于支撑立臂17顶部位置，考虑到高度越高喷洒范围越大的因素，储水机构主要包括第一储水机构、第二储水机构、第三储水仓，第一储水仓16设置于支撑平台15顶部位置，用于存储灌溉水，第二储水仓设置于节点站处位置，用于为旋转喷洒装置7提供灌溉水，考虑到第二储水仓设置于梯田的各个位置，并且这些位置没有直接的水源供给，所以在第二节点站位置设置若干收集漏斗，用于收集雨水，无人机主体还设有第一吸水泵8，用于将第一储水仓16内存储的水吸附至无人机主体内部设置的第三储水仓内，第三储水仓内存储的灌溉水主要为旋转喷洒装置7提供灌溉水，旋转喷洒装置7底部还设有第三水流控制阀10，并且第三控制阀与旋转喷洒装置7通过伸缩水管连接，当水位检测装检测到阶梯管体19所处灌溉口位置的水位值低于第一阈值时，表明此时的水位值脱离了农作物标准生长水位，此时控制处理器1驱动第一水流控制阀5、第三水流控制阀10同时进行打开对梯田进行灌溉，当土壤水分检测装置3检测到土壤的水分值到达第二阈值时，此时说明土壤内的水分低于农作物的标准生长水分，此时控制处理器1驱动旋转喷洒装置7对该处梯田进行灌溉，而且在第二储水仓内设置有第一水位检测装置1，考虑到第二储水仓内的水位值不固定，所以需要无人机弥补第二储水仓内水量不足的现象，所以当第二水位检测装置9检测到第二储水仓内的水位值低于固定阈值时，此时控制无人机主体飞行至该节点站处并且控制第三水流控制阀10进行放水，考虑到位置影响，所以第一储水仓16面积大于第二储水仓面积大于第三储水仓面积，无人机主体底部还设有螺旋喷洒装置13，考虑到梯田种植还需要对农作物进行喷洒农药，所以在无人机主体底部位置设置旋转喷洒装置7对梯田进行喷洒农药，信息采集机构还设有风向测量装置，考虑到旋转装置在旋转喷洒的时候还受到风力的影响，所以在支持立臂一侧位置设置风向测量装置能够使喷洒装置随着风向进行喷洒灌溉，并且在节点站设置定位装置，用于无人机进行导航定位，方便无人机更加准确的到达该节点站位置处，为该处旋转装置提供灌溉水。

实施例二

参考图1-4。

在本发明的第二实施例中，实施内容与所述第一实施例内容基本相同，不同之处在于：所述第一水流控制阀5还连接设有第二吸水泵14，所述第二吸水泵14与所述控制处理器1连接。

具体的，考虑到梯田内的灌溉水经常发生漫过拦截坝的现象，这样会导致水流下流，这样在水流下流过程中，时长会给农作物造成伤害，并且会对拦截坝造成冲击，而且还会造成水流的流失，所以当第一水位检测装置1检测到灌溉口处水位值到达第三阈值时，控制处理器1驱动第二吸泵吸取梯田内的水至第一储水仓16，此时能够进行水量存储。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于无人机的梯田种植灌溉管理系统，包括无人机主体、信息采集机构、控制处理器、阶梯管体、储水机构、支撑平台、节点站，其特征在于：所述阶梯管体设于梯田间所设置的管道放置槽内部，所述阶梯管体内部包括增压泵、第一水流控制阀、第二水流控制阀，所述增压泵设于阶梯管道底部位置，用于为阶梯管体内部的水流提供向上的压力，所述第一水流控制阀设有若干个并且分别设于阶梯管体所对应的梯田灌溉口位置处，用于控制阶梯管体进行放水对梯田进行浇灌，所述信息获取机构包括第一水位检测装置、土壤水分检测装置，所述第一水位检测装置、土壤水分检测装置皆设于阶梯管体所对应的梯田灌溉口位置，所述第一水位检测装置用于检测阶梯管体所处灌溉口处位置的水位值，所述土壤水分检测装置用于检测阶梯管体所对应的梯田灌溉口位置的土壤水分含量值，所述节点站设于所述梯田灌溉口位置处，所述节点站包括液压伸缩平台、旋转喷洒装置、支撑立臂，所述液压伸缩平台设于所述支撑立臂一侧位置，用于为无人机主体提供支撑平台，所述旋转喷雾头设于所述支撑立臂顶部位置，用于对梯田进行喷雾灌溉，所述储水机构包括第一储水仓、第二储水仓，所述第一储水仓设于支撑平台顶部位置并且与所述阶梯管体通过第二水流控制阀连接，所述第二水流控制阀用于控制第一储水仓向阶梯管体放水，所述第二储水仓设于所述节点站位置，用于收集雨水并且为旋转装置提供灌溉水，所述无人机主体包括第一吸水泵、第三水流控制阀、第四水流控制阀、第三储水仓，所述第一吸水泵、第三水流控制阀、第四水流控制阀皆设于所述无人机底部位置，所述第一吸水泵用于吸取第一存储仓所存储灌溉水至第三储水仓，所述第三水流控制阀与所述旋转喷洒装置通过伸缩水管连接，所述第四水流控制阀用于无人机主体放水至第一储水仓，所述第一水流控制阀、第二水流控制阀、第三水流控制阀、第四水流控制阀、信息获取机构、旋转喷洒装置皆与所述控制处理器连接，当所述第一水位检测装置检测到阶梯管体所处灌溉口处位置的水位值低于第一阈值时，所述控制处理器驱动第一水流控制阀、第二水流控制阀同时工作对梯田进行放水，当所述土壤水分检测装置检测到的土壤水分值到达第二阈值时，所述控制处理器驱动旋转喷洒装置同时工作对梯田进行喷雾灌溉。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的梯田种植灌溉管理系统，其特征在于：所述第二储水仓内还设有第二水位检测装置，用于检测第二储水仓内的水位值，当第二储水仓内的水位值低于固定阈值时，所述控制处理器驱动第三水流控制阀动作为旋转喷洒装置提供灌溉水。

3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的梯田种植灌溉管理系统，其特征在于：所述第一储水仓面积大于第二储水仓面积大于第三储水仓面积。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的梯田种植灌溉管理系统，其特征在于：所述无人机主体底部还设有螺旋喷洒装置，所述螺旋喷洒装置与所述控制处理器连接，所述螺旋喷洒装置用于对梯田农作物进行药物喷洒。

5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的梯田种植灌溉管理系统，其特征在于：所述信息采集机构还包括风向测量装置，所述风向检测装置设于所述支撑立臂顶部一侧位置，用于检测节点站风向变化情况，当所述风向检测装置检测到节点站附近方向时向控制处理器发送风向信息，所述控制处理器根据该风向信息控制旋转喷洒装置执行喷洒动作。

6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的梯田种植灌溉管理系统，其特征在于：所述第二储水仓顶部位置设有若干收集漏斗，所述收集漏斗四周设有吸力层，所述吸力层用于吸附雨水。

7.根据权利要求1所述的一种基于无人机的梯田种植灌溉管理系统，其特征在于：所述节点站还设有定位装置，所述定位装置用于向无人机主体发送节点站位置信息，所述无人机主体根据该位置信息飞行至该节点站进行灌溉工作。

8.根据权利要求1所述的一种基于无人机的梯田种植灌溉管理系统，其特征在于：所述第一水流控制阀还连接设有第二吸水泵，所述第二吸水泵与所述控制处理器连接，当所述第一水位检测装置检测到阶梯管体所处灌溉口处位置的水位值到达第三阈值时，所述控制处理器驱动第二吸水泵将梯田间灌溉水吸附至第一存储仓。