CN110419308A - 一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台 - Google Patents

一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台 Download PDF

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张富林
范先鹏
李旭东
张亮
周丰
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Beijing Kebai Hongye Science & Technology Co ltd
Peking University
Beijing Normal University
Shanghai Jiaotong University
Institute of Agricultural Resources and Regional Planning of CAAS
Institute of Geodesy and Geophysics of CAS
Institute of Plant Protection and Soil Fertilizer of Hubei Academy of Agricultural Science
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Beijing Kebai Hongye Science & Technology Co ltd
Peking University
Beijing Normal University
Shanghai Jiaotong University
Institute of Agricultural Resources and Regional Planning of CAAS
Institute of Geodesy and Geophysics of CAS
Institute of Plant Protection and Soil Fertilizer of Hubei Academy of Agricultural Science
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    • A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C23/00—Distributing devices specially adapted for liquid manure or other fertilising liquid, including ammonia, e.g. transport tanks or sprinkling wagons
    • A01C23/007—Metering or regulating systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B11/00—Drainage of soil, e.g. for agricultural purposes
    • G—PHYSICS
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    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明公开了一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台，涉及农业技术领域，其包括电脑设备、云端、主基站、传感器组I、检测设备、水肥机和水泵，传感器组I，用于测量稻田内的理化数据，并将该数据传输给检测设备；检测设备，通过主基站与云端进行通讯，用于对数据进行分析，生成检测结果，将检测结果上传给云端；水肥机和水泵，受控制设备I的控制，用于向稻田内供水或供肥，水肥机和水泵与稻田之间的管路上设有受控制设备I控制的电磁阀；本发明的有益效果是：可实现对稻田水肥等数据的自动化监测，并且能根据环境和水位信息进行自动化灌溉、排水，此外，与高浓度塘的协同机制能减少营养成分的流失，实现稻田水肥的自动、环保和智能化管理。

Description

一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台
技术领域
本发明涉及农业技术领域，具体是一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台。
背景技术
水稻是重要的粮食作物，在我国的种植范围非常广泛。水稻的田间管理是保证水稻产量和农民生计的重要保证。而气象监测粒度太粗，不能满足水稻精准种植的需求，即小气候要求，只有稻田的小气候是影响稻田生产的决定因素。
现有的稻田水位多采用标尺或水位计或者目测的方式来获得，不能实时远程获取，并且稻田水位的控制不能实现精准化的控制，形成水资源和肥料的浪费和面源污染。
基于此，本申请提出了一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台，包括电脑设备、云端、主基站、传感器组I、检测设备、水肥机和水泵，传感器组I，用于测量稻田内的理化数据，并将该数据传输给检测设备；检测设备，通过主基站与云端进行通讯，用于对数据进行分析，生成检测结果，将检测结果上传给云端；水肥机和水泵，受控制设备I的控制，用于向稻田内供水或供肥，水肥机和水泵与稻田之间的管路上设有受控制设备I控制的电磁阀；控制设备I，通过主基站与云端进行通讯；电脑设备，与云端通过网络通讯，用于接收和显示云端推送的数据，并根据该数据发出指令。
作为本发明进一步的方案：所述水肥机和水泵与稻田之间的管路上还安装有流量计。
作为本发明再进一步的方案：还包括高浓度塘，用于储存从稻田排出的水，稻田与高浓度塘之间的管路上安装有受控制设备II控制的闸门，控制设备II通过主基站与云端进行通讯。
作为本发明再进一步的方案：所述高浓度塘由多个梯级分布的沟塘组成，用于对稻田排出的高浓度水进行梯级截留。
作为本发明再进一步的方案：所述高浓度塘内安装有传感器组II，用于测量高浓度塘的理化数据，传感器组II与检测设备通讯。
作为本发明再进一步的方案：所述理化数据至少包括水位和养分含量。
作为本发明再进一步的方案：还包括补水装置，用于在高浓度塘内的水量不足时，为水肥机和水泵补水。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可实现对稻田水肥等数据的自动化监测，并且能根据环境和水位信息进行自动化灌溉、排水，此外，与高浓度塘的协同机制能减少营养成分的流失，实现稻田水肥的自动、环保和智能化管理。
附图说明
图1为一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台的控制原理图。
图中：1-电脑设备、2-云端、3-主基站、4-控制设备I、5-控制设备II、6-稻田、7-水泵、8-水肥机、9-流量计、10-电磁阀、11-传感器组I、12-传感器组II、13-闸门、14-高浓度塘、15-检测设备。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例1
请参阅图1，本发明实施例中，一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台，包括电脑设备1、云端2、主基站3、传感器组I11、检测设备15、水肥机8和水泵7，传感器组I11，用于测量稻田6内的理化数据，并将该数据传输给检测设备15，此处，该理化数据至少包括稻田的水位、养分含量等，也就是说，传感器组I11至少包括水位传感器和EC传感器；检测设备15，通过主基站3与云端2进行通讯，用于对数据进行分析，生成检测结果，将检测结果上传给云端；水肥机8和水泵7，受控制设备I4的控制，用于向稻田6内供水或供肥，当然，水肥机8和水泵7与稻田6之间的管路上设有受控制设备I4控制的电磁阀10，而且为了实现定量加水或者加肥，水肥机8和水泵7与稻田6之间的管路上还安装有流量计9；控制设备I4，通过主基站3与云端2进行通讯；电脑设备1，与云端2通过网络通讯，用于接收和显示云端推送的数据，并根据该数据发出指令。
当然了，在实际应用时，若在雨季或在其他状况时，稻田6需要排水，为了避免水的浪费，本系统还设置有高浓度塘14，用于储存从稻田6排出的水，这部分水可以经过回用至稻田6中，稻田6与高浓度塘14之间的管路上安装有受控制设备II5控制的闸门13，同样的，控制设备II5通过主基站3与云端2进行通讯，可以接收电脑设备1的指令进行动作。而且，一般情况下，从稻田6排出的水含有大量的营养物质，即高浓度水，为了最大限度的保存其中的营养物质便于回用，所述高浓度塘14由多个梯级分布的沟塘组成，可以对高浓度水进行梯级截留。
实施例2
请参阅图1，本发明实施例中，一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台，在某些时候，高浓度塘14内水量较多时，也需要进行排水，但是由于其水中的营养物质较多时，其水质会变化，乱排放时会造成水体污染，因此，在本实施例中，所述高浓度塘14内安装有传感器组II12，传感器组II12用于测量高浓度塘14的理化数据，当然，传感器组II12与检测设备15通讯，当高浓度塘14内的水位较高需要排水时，通过传感器组II12检测其水质，若高浓度塘14的水质超地表IV类水，则先对高浓度塘14内进行处理后再外排，如果水质不超IV类水直接外排；当高浓度塘14水量较少时，难以对稻田6进行灌溉，因此本实施例还公开了补水装置，在高浓度塘14内水量不足时，为水肥机8和水泵7补水。
在实际应用时，当传感器组I11检测到稻田6的水位达到设定的阈值时，则电脑设备1发送灌溉指令，该指令通过云端2和主基站3等输出给控制设备I4，控制设备I4控制水泵7、电磁阀10开启，进行灌溉，同样的，当其养分含量不足时，也进行类似的动作；此处，优先使用高浓度塘14的水进行灌溉，若高浓度塘14的水不足，则通过补水进行灌溉。若气象预报近期两天有中雨及以上级别降雨，则不启动灌溉程序，待雨停后，再根据实测水位自动决定是否灌溉。
对于稻田6的排水，根据监测的实时田面水位等数据，决定是否排水，如果排，自行实行排、停操作，并且要选择在降雨停止后，且在白天排。
需要特别说明的是，本技术方案中，可实现对稻田水肥等数据的自动化监测，并且能根据环境和水位信息进行自动化灌溉、排水，此外，与高浓度塘14的协同机制能减少营养成分的流失，实现稻田水肥的自动、环保和智能化管理。
本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台，其特征在于，包括：
传感器组I（11），用于测量稻田（6）内的理化数据，并将该数据传输给检测设备（15）；
检测设备（15），通过主基站（3）与云端（2）进行通讯，用于对数据进行分析，生成检测结果，将检测结果上传给云端（2）；
水肥机（8）和水泵（7），受控制设备I（4）的控制，用于向稻田（6）内供水或供肥，水肥机（8）和水泵（7）与稻田（6）之间的管路上设有受控制设备I（4）控制的电磁阀（10）；
控制设备I（4），通过主基站（3）与云端（2）进行通讯；
电脑设备（1），与云端（2）通过网络通讯，用于接收和显示云端推送的数据，并根据该数据发出指令。
2.根据权利要求1所述的一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台，其特征在于，所述水肥机（8）和水泵（7）与稻田（6）之间的管路上还安装有流量计（9）。
3.根据权利要求1或2所述的一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台，其特征在于，还包括高浓度塘（14），用于储存从稻田（6）排出的水，稻田（6）与高浓度塘（14）之间的管路上安装有受控制设备II（5）控制的闸门（13），控制设备II（5）通过主基站（3）与云端（2）进行通讯。
4.根据权利要求3所述的一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台，其特征在于，所述高浓度塘（14）由多个梯级分布的沟塘组成，用于对稻田（6）排出的高浓度水进行梯级截留。
5.根据权利要求4所述的一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台，其特征在于，所述高浓度塘（14）内安装有传感器组II（12），用于测量高浓度塘（14）的理化数据，传感器组II（12）与检测设备（15）通讯。
6.根据权利要求1或2或4或5所述的一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台，其特征在于，所述理化数据至少包括水位和养分含量。
7.根据权利要求6所述的一种稻田环境监测及灌溉排水远程控制平台，其特征在于，还包括补水装置，用于在高浓度塘（14）内的水量不足时，为水肥机（8）和水泵（7）补水。
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