CN110488891A - 一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统，包括电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器；所述的田间控制器的上端与电源装置相连接，所述的田间控制器的左端分别与数据采集系统、外设装置相连接，所述的田间控制器的右端与水肥灌溉控制系统相连接，所述的田间控制器的下端与上位机相连接，所述的远程终端与GPRS网络连接进行物联网的太阳能远程精准灌溉系统的远程控制。本发明实现物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉的精准灌溉，具有结构简单、施肥灌溉方便、使用快捷，实用性强，具有很强的社会使用价值，能够产生很好的经济效益和社会效益。

Description

一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统

技术领域

本发明及农作物技术、施肥技术、灌溉技术、传感器技术、PLC控制的技术领域，更具体的说，涉及一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统。

背景技术

我国是一个水资源贫乏的国家。人均水资源量仅为世界平均水平的1／4。同时，我国又是一个农业大国。我国农业用水量约占总用水量的70％左右。但水的利用系数却普遍低下．就全国范围而言。农业灌溉水的利用系数平均为0.45，水资源严重短缺以及水资源利用率偏低严重制约着我国农业的可持续发展。据统计，我国每年因干旱缺水造成粮食平均受灾面积达两千万公顷，损失粮食占全国因灾减产粮食的50％。提高灌溉效率是一项具有战略性的工作。

精准灌溉是精准农业技术的一个重要方面．它是在土壤、气候、作物、水源和灌溉设施等约束条件下．通过对灌溉方式、时机、速度、水量等实施精准控制．使农田水势保持在适宜作物生长的最佳状态。这种模式可基本消除灌溉过程中人为因素造成的不利影响．提高操作的准确性，有利于灌溉过程的科学管理。

物联网是利用局部网络或互联网等通信技术．把传感器、控制器、设备、人员等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。采用物联网技术，将传感节点布设于农田等目标区域。可大量实时、精确地采集温湿度、土壤墒情等农田环境信息，在对汇集的数据进行分析的基础上．可帮助生产者有针对地进行相关农业操作。从而更好地实现水资源的合理高效利用和农业现代化精准管理．提升农业生产效能。

将物联网技术同精准灌溉技术进行有机结合．通过实施精量化、自动化的灌溉控制，可以实现远程智能化精准灌溉，达到节水、省本、节肥，增产等多方面效果．对于我国这样一个水资源紧缺、现代农业装备水平和农民组织化程度较低的国家。具有十分重要的意义；同时，随着无线传感设备及网络的深入研究和规模化生产，将低成本、高效率、智能化设备应用于农田信息采集．有效降低人力消耗和对农田环境的影响．获取精确的作物环境信息成为当前精准农业研究的一个重要方向．利用无线传感网实施农田精准灌溉已被证明是可行的且拥有广阔前景。

说到底我国还是一个人口众多，资源严重缺乏的国家。干旱和养分分布不平衡一直以来是制约我国农业发展的主要原因之一。而使用灌溉施肥技术便是有效的实现节约资源，使之实现农业可持续发展的有效方法。

我国可以用于推广灌溉施肥的区域广泛，而其中利用到先进的现代灌溉手段的地区还非常小，有着极大的发展空间。另外在地势不平、水土流失严重、土壤肥力低的丘陵沟壑区，常规的灌水施肥措施难于取得满意的效果，而灌溉施肥技术则可取得显著功效。在我国的热带、南亚热带地区，由于许多作物的需水、需肥量都较大，采用灌溉灌施肥技术将有助于这些作物的增产增效。

我国以占世界6％的可更新水资源和9％的耕地，需养活了占全球22％的人口，在我国总水量利用中，农业用水占70％，其中90％以上用于灌溉，用水量每年约4000亿立方米。与此同时水资源利用率低下，因灌排工程设施不配套、技术落后、水土管理措施粗放等，用水严重浪费的现象普遍存在。我国的用水总量和美国相当，但国民生产总值仅为美国的1/8。农业用水的浪费更为惊人。

我国水资源短缺，利用率低，水浪费严重，供需矛盾突出。传统灌溉设备单一，灌溉难度大，费时费力，严重制约我国社会经济的发展。因此需要合理灌溉，发展自动灌溉系统。发展自动灌溉系统对于缓解水资源紧缺矛盾、节约劳动力，扩大灌溉面积、实现“两个转变”、可持续发展战略、提高农业综合生产能力具有十分重要的意义。合理的灌溉是

农作物正常生长发育并获得高产的重要保证，可取得良好的生理效应和生态效应，增产效果显著。国外一些喷灌系统设备结构复杂、成本较高，其安装和维护过程都很复杂，不适合在我国使用。我国制造的喷灌设备成本相对低廉，但是由于绝大多数采用的是普通继电器控制系统，调试与维护困难，灵敏度不够高，不能实现定时定量喷灌，其产品市场占有率很低。PLC具有体积小、功能强、编程简单、可靠性高和组装灵活等优点，广泛应用于国防、电力和通讯等领域，但在农业领域很少应用。可编程控制器(PLC)应用在节水灌溉控制工程设计中能够简化硬件结构，具有提高可靠性、增加灵活性和适用于各种环境条件下运行等优点，并且在系统硬件组成不变的情况下，通过更改软件设置来适应多种运行方式的需要，是传统继电器控制的理想替代品，尤其在农田水利系统的小型泵站中可实现无人值或半无人值守，具有广阔的应用前景和使用价值。

项目所在地常熟市董浜镇，地处长三角核心地带。社会经济发达，农村劳动力转移充分。该镇是传统的蔬菜种植基地，现种植蔬菜2．33khm²、粮食lkhm²。为了解决灌溉问题，从2002年起推广以变频恒压供水系统为主体的高效节水灌溉工程。目前已建成106套系统．覆盖面积3．13khm²，为农业增效、农民增收起到了很好的作用。但当地面临着劳动力紧缺、成本高昂等问题，同时现有的灌溉系统还是人工控制和凭经验操作，不能充分发挥已建节水灌溉系统的效能。如何利用好已有灌溉系统，建立一套成本低、可靠性高的智能化灌溉系统十分必要。

常熟市精良农业特别是设施蔬菜产业历经了80年代中期城郊群众自发种植大棚蔬菜—90年代初零星引进日光温室—2008年市政府将设施蔬菜列为民生工程重点扶持、2009年省上实施“百万亩设施蔬菜工程”后大力推进的三个不同发展阶段，呈现出工作方法由抓点示范到板块推进、经营主体由单家独户分散经营到大户企业规模生产的转变。

但是，目前我市的设施蔬菜发展在施肥、灌水方面，特别在水肥一体化的方向发展还存在着一些问题：

1、施肥品种单一。我市菜农施肥以单一氮素肥料为主，造成部分大棚盛果期死苗、土壤环境恶化、蔬菜病虫害发生加重、产量降低、品质下降等一系列不良现象发生，给菜农带来一定的经济损失，严重挫伤菜农的种植积极性，对设施蔬菜生产的可持续发展带来一定阻力。

2、肥料用量过大。一些菜农受多施肥即可多产出的片面观念影响，盲目加大肥料用量、造成土壤养分大量堆积，这不仅造成肥料的浪费、生产成本增加，还会引起土壤板结、酸化、次生盐渍化、蔬菜硝酸盐含量升高、品质下降，地下水硝酸盐污染等问题的出现。经对商州区刘湾蔬菜大棚土壤PH值测定，种植13年的大棚有的土壤的PH值已降至4.31。

3、土壤表层盐类聚集。常年覆盖或季节性覆盖改变了自然状态下的水分平衡，土壤得不到雨水充分淋洗，形成设施中特殊的自下到上的水分运动形式，致使盐分在土壤表层聚集。同时由于存积于土壤表层的肥料残留及施入大量的氯离子化肥，更加剧了土壤中盐分含量的增高，导致个别大棚出现盐害或氯离子中毒。

4、蔬菜吸收水肥能力减弱。由于大棚长期处于高温高湿环境，棚室土壤风化明显，土壤矿物分解的离子和施入的肥料结合而使土壤盐分浓度迅速增加，使土壤的渗透势加大，导致作物根系吸收水肥能力减弱，植物生长发育不良。同时随着盐类浓度的升高，土壤微生物活动受到抑制，铵态氮向硝态氮转化缓慢，作物被迫吸收铵态氮，叶色变深，甚至卷叶，生长发育不良。

目前我国肥料使用中主要存在的问题是

1)、化肥利用率普遍偏低，损失严重；

2) 、施肥结构不合理，养分施用不平衡，施肥效益低下；

3)、有机养分资源未能充分有效利用，加重了环境污染；

4)、有机肥料收集利用率低下；

5)、肥料研发进展缓慢，科技含量不高；

6)、土壤肥料基础研究薄弱，施肥的盲目性大；

7)、科学施肥知识普及不足，对肥料的认识上存在诸多误区。

以往的物联网的太阳能远程精准灌溉系统存在以下一些以下缺点：

（一）、以往的物联网的太阳能远程精准灌溉系统没有采用电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器，精准灌溉能力不强；

（二）、以往的物联网的太阳能远程精准灌溉系统，需要人工监控操作灌溉阀1、灌溉阀2、……、灌溉阀n，操作灌溉阀1、灌溉阀2、……、灌溉阀n费时费力；

（三）、以往的物联网的太阳能远程精准灌溉系统没有采用电源装置、远程终端、租用云服务器、遥控器，远程精准灌溉的效率不高；

（四）、以往的物联网的太阳能远程精准灌溉系统，效率远程精准灌溉不方便，实用不性强，不能节省了人力，生产效率较低，更不能够产生很好的经济效益和社会效益。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称：一种基于PLC控制的智能施肥与灌溉系统，申请号：2016201554076，专利权人：张万军，申请人：张万军，发明人：张万军，该包括工控机、PLC控制系统、外设装置、数据采集系统、传感器、执行装置；所述的PLC控制系统包括PLC控制器、数据通讯模块、以太网模块、控制总线，所述的PLC控制系统，上端通过以太网模块与工控机相连，右端通过数据通讯模块与外设装置相连，下端通过控制总线与数据采集系统、传感器、执行装置相连，实现PLC控制系统对温室大棚里农作物的远程施肥与灌溉的智能化、自动化控制。本发明完全实现PLC控制系统对温室大棚里农作物的远程施肥与灌溉的智能化、自动化控制，节省了人力，提高了生产效率，降低了单位产品的生产成本，严格控制温室大棚里农作物的施肥与灌溉精度，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称：一种基于Zigbee技术的水稻自动灌溉控制系统，申请号：2016202911668，专利权人：张万军，申请人：张万军，发明人：张万军，该包括工业计算机、GPRS装置、网关装置、节点装置、无线通讯装置、太阳能供电系统；所述的网关装置包括外设装置、控制器，所述的网关装置，上端与GPRS装置相连，下端与太阳能供电系统相连，左端与无线通讯装置相连，完成水稻自动灌溉控制系统的自动组网；所述的节点装置包括采集节点、电磁阀、无线传感器，所述的采集节点包括节点驱动电路、节点供电装置，所述的采集节点还包括无线传感器、Zigbee模块，完成水稻的自动灌溉。本发明完全实现水稻的自动灌溉控制，节省了人力、物力，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称：一种基于射频IC卡的节水灌溉控制系统，申请号：2016202898216，专利权人：张万军，申请人：张万军，发明人：张万军，该包括控制系统、射频IC卡模块、管理机；所述的控制系统包括外设装置、主控制单片机、供电装置、射频IC卡读写模块、水量控制装置；所述的射频IC卡读写模块，左端与控制系统相接，右端与管理机相接，完成数据的交换，所述的水量控制装置包括水量计量模块、水泵控制模块，所述的水量计量模块内置脉冲式远程水表，完成水费的计价；所述的水泵控制模块包括水泵、水管、水泵微控制器、水阀，完成射频IC卡的节水灌溉控制。本发明完全实现射频IC卡的节水灌溉控制，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称：一种物联网控制的农作物节水灌溉监控系统，申请号：2016201129866，专利权人：张万军，申请人：张万军，发明人：张万军，该包括电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器、控制器、人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块；所述的控制器包括微处理器模块、8KB的RAM存储器，所述的微处理器模块采用CC2430芯片，用于控制基于物联网的农作物节水灌溉监控系统；所述的控制器，左端分别与电源模块、时钟模块、电子阀门自动装置、传感器相连接；右端分别与人机对话装置、无线传输模块、数据采集模块相连，用于实现基于物联网的农作物节水灌溉监控系统的智能化、自动化控制。本发明完全实现物联网的农作物节水灌溉监控系统的智能化控制，节省了人力、物力，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称：一种基于物联的太阳能远程精准灌溉系统，申请号：2016201487512，专利权人：张万军，申请人：张万军，发明人：张万军，该包括传感器、太阳能供电装置、控制系统、现场控制终端装置、远程终端装置、执行装置；所述的控制系统，上端与太阳能供电装置相连，所述的太阳能电池板、蓄电池、电源模块，用于给一种基于物联网的太阳能远程精准灌溉系统的供电；左端与传感器相连，右端与执行装置相连；左端还通过无线网络与现场控制终端装置相连；右端还通过无线网络与远程终端装置相连，实现物联网的太阳能远程精准灌溉的智能化、自动化控制。本发明完全实现物联网的太阳能远程精准灌溉的智能化、自动化控制，节省了人力，提高了生产效率，降低了生产成本，能够产生很好的经济效益和社会效益。本发明完全实现物联网的太阳能远程精准灌溉的智能化、自动化控制，节省了人力，提高了生产效率，降低了生产成本，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称：一种智能化的绿地远程灌溉系统，申请号：2016201470494，专利权人：张万军，申请人：张万军，发明人：张万军，该包括太阳能供电装置、Internet/区域网、控制终端、ZigBee模块、外设装置、数据采集系统、传感器、执行控制装置；所述的控制终端，左端与Internet/区域网相连，右端与外设装置相连；所述的ZigBee模块包括ZigBee节点1、ZigBee节点2、ZigBee节点3，其中，ZigBee节点1、ZigBee节点2、ZigBee节点3构成无线网络模块的节点；所述的ZigBee模块，上端控制终端相连，左侧与太阳能供电装置相连；其中，ZigBee节点1与数据采集系统相连，ZigBee节点2与传感器相连，ZigBee节点3与执行控制装置相连，实现绿地的远程灌溉的智能化、自动化控制。本发明完全实现绿地的远程灌溉的智能化、自动化控制，节省了人力，提高了生产效率，降低了单位产品的生产成本，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称：一种基于Zigbee技术的水稻自动灌溉控制系统，申请号：2016209167758，专利权人：张万军，申请人：张万军，发明人：张万军，该包括喷头、PLC控制器、接头装置、水管、液药箱；喷头上设有电磁阀、小水管上接有手动换向阀；小水管与水管之间通过水管接头装置连接；药箱放在支撑架上，同时，药箱内置抽液泵，完成绿地节约用水的灌溉；PLC控制器的左端接有工控机，下端距地表30厘米处安装温湿度传感器，完成绿地的智能化控制。本发明能够完成绿地节约用水的智能化灌溉，具有结构简单、操作方便、价格低廉、实用性强等特点，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称：一种基于PLC控制的农作物精良灌溉系统，申请号：2017202030937，专利权人：张万军，申请人：张万军，发明人：张万军，该包括PC机、PLC控制柜、水位传感器、温度传感器、湿度传感器、信号检测系统、闸门控制箱、供水系统；所述的PLC控制柜包括PLC控制器；所述的PLC控制柜的左端与信号检测系统相连接，所述的信号检测系统包括农用井水检测系统、农作物灌溉检测控制系统；所述的PLC控制柜右端与闸门控制箱相连接，所述的闸门控制箱包括灌溉电磁阀、机井电磁阀，完成井水的灌溉控制；所述的PLC控制柜的下端分别与水位传感器、温度传感器、湿度传感器、供水系统，完成农作物的精良灌溉。本发明实现温室大棚里农作物的精量灌溉与智能的施肥自动化控制，节省了人力，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称：一种精量农业中水肥气融合的微纳米氧气泡发生控制装置，申请号：2016206329498，专利权人：张万军，申请人：张万军，发明人：张万军，该包括供水装置、水管网供水支细管、供水电磁阀、控制电路、电缆线、控制系统、氧气发生装置、微纳米氧气泡发生装置；微纳米氧气泡发生装置左侧安装节流孔、氧气传感器、出气口，微纳米氧气泡发生装置下侧上安装潜水泵；微纳米氧气泡发生装置通过滴灌与供水电磁阀、控制电路、电缆线相连；微纳米氧气泡发生装置的上端安装控制系统，用于控制农作物的精量灌溉。本发明实现日光温室大棚里农作物水肥气融合的精量灌溉的施肥自动化控制，节省了人力，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称：一种基于PLC控制的灌溉施肥控制系统，申请号：2016214757914，专利权人：由张万军变更为苏加强、张万军，申请人：张万军，发明人：苏加强、张万军，该专利权专利是方便苏加强在甘肃省评审副高职称并进行技术推广，该专利包括管理计算机、Internet网络装置、PLC控制系统、触摸屏、传感器、执行系统；所述的PLC控制系统包括交换机、PLC控制器；所述的PLC控制系统左端通过RS232与触摸屏相连接，所述的PLC控制系统右端通过RS232与触摸屏相连接，所述的PLC控制系统下端通过PLC控制器分别与传感器、执行系统相连接，实现PLC控制的灌溉施肥控制系统的自动化、智能化控制。本发明实现PLC控制的灌溉施肥控制系统的自动化、智能化控制，节省了人力，提高了生产效率，降低了单位产品的生产成本，控制精度的提高，能够较为严格的控制温室农作物的指标，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称：一种农业变量施药、灌溉的控制系统，申请号：2016214756983，专利权人：由张万军变更为庆阳阳光惠农生态科技有限公司、张万军等，便于庆阳阳光惠农生态科技有限公司进行技术推广和研发，该包括中央处理器、传感器模块、主循环泵模块、压力处理模块、速度处理模块、控制阀、比较调节模块、串口通讯模块、外设装置；所述的中央处理器的左端与传感器模块、外设装置相连接；所述的中央处理器的上端与主循环泵模块、压力处理模块相连接；所述的中央处理器的右端与速度处理模块、控制阀相连接；所述的控制阀包括施药阀、灌溉阀；所述的中央处理器的下端与比较调节模块、串口通讯模块相连接，完成农药自动施药与农田的自动灌溉。本发明实现了农药自动施药与农田的自动灌溉，具有结构简单、施药与灌溉方便、节省劳动强度、使用效率较高，具有使用价值，能产生很好的经济和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称一种基于ARM7控制的自动灌溉系统，申请号：2016214752751，专利权人：由张万军变更为庆阳阳光惠农生态科技有限公司、张万军等，便于庆阳阳光惠农生态科技有限公司进行技术推广和研发，该专利包括集水池、电气控制箱、控制系统、传感器、控制阀装置、歪头接管、水龙头、水阀、支管、过滤器、电磁阀、水泵、水位传感器；所述的控制阀装置上依次设有泄阀、止回阀、旋转接头，所述的泄阀还通过支管与水阀相连接，所述的直角导管与歪头接管相连接，所述的歪头接管接有水龙头，所述的水龙头侧面安装有水阀，所述的控制阀装置的左端安装有过滤器、电磁阀，所述的控制系统采用ARM7的控制器，控制阀装置、水阀、水泵，完成农作物的自动化、智能化灌溉。本发明实现了农作物的自动化、智能化灌溉，其结构简单、控制方便，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称：一种基于太阳能的藏汉双语智能灌溉系统，申请号：2017201153605，专利权人：由张万军变更为南京鼐威欣信息技术有限公司、昌亚胜、张万军等，昌亚胜为西安交大学博士研究生对农业节水灌溉进行技术推广，张万军为工学博士研究生、法学学士、管理学学士，教授级高级工程师、高级经济师、甘肃省发明学会第四届理事、中国机械工程学会高级会员、中国农业机械工程学会高级会员、中国农业学会高级会员，张万军对灌农业灌溉做出创造性的贡献，其专利权转移便于专利技术服务农业，也便于南京鼐威欣信息技术有限公司进行技术推广和研发，该专利包括传感器、太阳能供电装置、控制器、语音模块、无线网络装置、驱动模块；所述的传感器、太阳能供电装置、语音模块、无线网络装置、驱动模块与控制器相连接；所述的语音模块包括语音播放模块、双语模块；所述的双语模块设有汉语模块、藏语模块；当藏族地区的农作物达到植物灌溉的需求时，启动藏语模块进行灌溉，藏族地区的农作物达到植物灌溉的需求；当藏族地区的农作物达到植物灌溉的需求时，启动汉语模块进行灌溉，藏族地区的农作物也达到植物灌溉的需求。本发明实现太阳能的藏汉双语智能灌溉，具有结构简单，实用性强，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称：一种基于嵌入式ARM7的智能灌溉控制系统，申请号：201720115386X，专利权人：由张万军变更为南京鼐威欣信息技术有限公司、昌亚胜、张万军等，昌亚胜为西安交大学博士研究生对农业节水灌溉进行技术推广，张万军为工学博士研究生、法学学士、管理学学士，教授级高级工程师、高级经济师、甘肃省发明学会第四届理事、中国机械工程学会高级会员、中国农业机械工程学会高级会员、中国农业学会高级会员，张万军对灌农业灌溉做出创造性的贡献，其专利权转移便于专利技术服务农业，也便于南京鼐威欣信息技术有限公司进行技术推广和研发，该专利包括传感器、电路装置、嵌入式ARM处理器、传感器、PC、输出I/O继电器、外设装置、智能终端；所述的PC包括PC1、PC2；所述的嵌入式ARM7选用三星ARM7系列的S3C44B0X，系列主频为60MHz，所述的嵌入式ARM7包括16MB的SDRAM和2MBFlashRom存储器，所述的传感器与电路装置相连接，所述的电路装置与嵌入式ARM7相连接，所述的PC的右端与嵌入式ARM7相连接，所述的外设装置、输出I/O继电器、智能终端与嵌入式ARM7相连接，完成嵌入式ARM7的智能灌溉的自动化、智能化控制。本发明实现嵌入式ARM7的智能灌溉的自动化、智能化控制，具有结构简单、灌溉范围广、使用方便、实用性强，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称：一种基于云存储和PLC的现代农业大棚自动控制系统，申请号：2016214764829，专利权人：由张万军变更为张育斌、张万军等，张育斌为西安交大学博士研究生、宁波大红鹰学院教师对农业节水灌溉进行技术推广，张万军为工学博士研究生、法学学士、管理学学士，教授级高级工程师、高级经济师、甘肃省发明学会第四届理事、中国机械工程学会高级会员、中国农业机械工程学会高级会员、中国农业学会高级会员，张万军对灌农业灌溉做出创造性的贡献，其专利权转移便于专利技术服务农业，也便于南京鼐威欣信息技术有限公司进行技术推广和研发，该专利包括云平台、人机对话装置、PLC控制器、传感器、PLC的现代农业控制系统、执行装置；所述的云平台，方便于农业用手机通过云平台及PLC控制器，实时动态的控制温室大棚的卷帘开启、电机运行状态的显示及温室大棚内的温度、湿度、光照度、浓度实时监控；所述的PLC控制器上端与云平台相连接；所述的PLC控制器左端与人机对话装置相连接；所述的PLC控制下端分别与传感器、PLC的现代农业控制系统、执行装置相连接，完成云存储和PLC的现代农业大棚的自动化、智能化控制。本发明实现云存储和PLC的现代农业大棚的自动化、智能化控制，节省了人力，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

有关农业灌溉的技术日趋完善，请参照中国专利：专利名称：一种自动取水的农业灌溉装置，申请号：2017201155437，专利权人：由张万军变更为泉州信息工程学院、张万军，发明人：张万军，便于泉州信息工程学院申报项目，同时进行技术推广和研发，该专利包括储水装置、进水管、电磁水阀一、压力表、水渠装置、电磁阀二、传感器；所述的储水装置设有电磁铁一、浮筒、滑动导轨、电磁水阀，在电磁吸引力的作用下浮筒工作，滑动导轨运动，电磁水阀开启，水流由水桶流向浮筒完成农作物自动取水的农业灌溉；所述的水渠装置设有电动机、电磁水阀三、四、转动轴，在电动机转动的情况下，电磁铁二产生电磁吸引力转动轴转动水流水渠电磁水阀三、电磁水阀四打开，完成农作物的自动取水灌溉。本发明克服了传统的农田灌溉需要接触器、控制器的控制缺陷，使用电磁引力克服了上述缺陷；同时，本发明实现了农作物的自动取水灌溉，具有结构简单、自动取水灌溉方便，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益；但该专利没有详细地叙述电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器的组成及结构功能。

发明内容

本发明是为了克服上述不足，给出了一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统。

本发明的技术方案如下：

一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统：包括电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器；所述的田间控制器包括采用西门子S7-300的PLC控制器作为一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的控制器，所述的田间控制器的上端与电源装置相连接，所述的电源装置，给一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统供电、保证一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的正常运行，所述的田间控制器的左端分别与数据采集系统、外设装置相连接，所述的田间控制器的右端与水肥灌溉控制系统相连接，所述的田间控制器的下端与上位机相连接，所述的上位机为PC机，所述的上位机与田间控制器进行远程灌溉的数据交换，所述的上位机下端与网络装置相连接，所述的网络装置包括GPRS网络、无线网络；所述的远程终端与GPRS网络连接进行物联网的太阳能远程精准灌溉系统的远程控制；所述的租用云服务器通过无线网络连接进行云数据的分享, 实现物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的电源装置包括太阳能电池板、太阳能控制器、市电装置、蓄电池。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的太阳能控制器采用ARM7的处理器作为太阳能控制器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的太阳能控制器的下端分别与市电装置、蓄电池相连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的市电装置包括市电变压器、照明电路、空气开关、动力用电装置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的蓄电池，当太阳能供电不足时或市电停电的状态，启用蓄电池供电。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的太阳能控制器的上端与太阳能电池板相连接，所述的太阳能电池板由二十至二十五片太阳能电池板组成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的数据采集系统包括温湿度传感器、光照度传感器、土壤水分传感器、土壤电导率传感器、压力传感器、流量传感器、传感器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的温湿度传感器，将采集到的田间温湿度数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据灌溉信息实时相应的灌溉动作。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的光照度传感器，将采集到的光照度数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据光照度信息实时相应的光照度控制器动作。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的土壤水分传感器，用于测定的土壤体积含水量。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的土壤电导率传感器，用于测定的土壤的电导率。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的压力传感器，将采集到的灌溉测得压力数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据灌溉信息执行相应的灌溉动作。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的流量传感器，用于测量田间灌溉的水肥流量。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的传感器，用于测量田间的浓度的含量。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的水肥灌溉控制系统包括灌溉阀、施肥阀、光照度控制器、释放器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的灌溉阀包括灌溉阀1、灌溉阀2、……、灌溉阀n，所述的灌溉阀1、灌溉阀2、……、灌溉阀n分别安装在灌溉管道1、灌溉管道2、……、灌溉管道n上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的施肥阀包括施肥阀1、施肥阀2、……、施肥阀n，所述的施肥阀1、施肥阀2、……、施肥阀n分别安装在施肥管道1、施肥管道2、……、施肥管道n上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的光照度控制器，安装在温室大棚内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的释放器由若干个椭球形的释放器构成，用于控制田间的的浓度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的外设装置包括存储器、触摸屏、报警器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的存储器为SD卡的存储器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的触摸屏为7.2英寸的触摸屏，用于人机交互式的对话。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的报警器包括自动语音蜂鸣器、自动报警器，当田间的水肥灌溉超过地界时，自动语音蜂鸣器蜂鸣、自动报警器报警器，并提醒用户水肥灌溉过量，停止水肥的精准灌溉。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的远程终端包括智能手机、IPAD，所述的智能手机、IPAD能够通过GPRS网络信号接收远程精准灌溉的智能手机、IPAD。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的租用云服务器还设有租用云数据库。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的无线网络为WiFi网络、远红外线。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的无线网络还与遥控器相连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的遥控器，用于远距离通过遥控器控制物联网的太阳能远程精准灌溉。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：

1）、本发明采用的一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统：包括电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器；所述的田间控制器包括采用西门子S7-300的PLC控制器作为一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的控制器，所述的田间控制器的上端与电源装置相连接，所述的电源装置，给一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统供电、保证一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的正常运行，所述的田间控制器的左端分别与数据采集系统、外设装置相连接，所述的田间控制器的右端与水肥灌溉控制系统相连接，所述的田间控制器的下端与上位机相连接，所述的上位机为PC机，所述的上位机与田间控制器进行远程灌溉的数据交换，所述的上位机下端与网络装置相连接，所述的网络装置包括GPRS网络、无线网络；所述的远程终端与GPRS网络连接进行物联网的太阳能远程精准灌溉系统的远程控制；所述的租用云服务器通过无线网络连接进行云数据的分享, 实现物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉；

2）、本发明采用的田间控制器包括采用西门子S7-300的PLC控制器作为一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的控制器，所述的田间控制器的上端与电源装置相连接，所述的电源装置，给一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统供电、保证一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的正常运行，所述的田间控制器的左端分别与数据采集系统、外设装置相连接，所述的田间控制器的右端与水肥灌溉控制系统相连接，所述的田间控制器的下端与上位机相连接；

3）、本发明采用的上位机为PC机，所述的上位机与田间控制器进行远程灌溉的数据交换，所述的上位机下端与网络装置相连接，所述的网络装置包括GPRS网络、无线网络；所述的远程终端与GPRS网络连接进行物联网的太阳能远程精准灌溉系统的远程控制；所述的租用云服务器通过无线网络连接进行云数据的分享, 实现物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉；

4）、本发明采用的电源装置包括太阳能电池板、太阳能控制器、市电装置、蓄电池；所述的太阳能控制器采用ARM7的处理器作为太阳能控制器；所述的太阳能控制器的下端分别与市电装置、蓄电池相连接；所述的市电装置包括市电变压器、照明电路、空气开关、动力用电装置；所述的蓄电池，当太阳能供电不足时或市电停电的状态，启用蓄电池供电；所述的太阳能控制器的上端与太阳能电池板相连接，所述的太阳能电池板由二十至二十五片太阳能电池板组成；

5）、本发明采用的数据采集系统包括温湿度传感器、光照度传感器、土壤水分传感器、土壤电导率传感器、压力传感器、流量传感器、传感器；所述的温湿度传感器，将采集到的田间温湿度数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据灌溉信息实时相应的灌溉动作；所述的光照度传感器，将采集到的光照度数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据光照度信息实时相应的光照度控制器动作；所述的土壤水分传感器，用于测定的土壤体积含水量；所述的土壤电导率传感器，用于测定的土壤的电导率；所述的压力传感器，将采集到的灌溉测得压力数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据灌溉信息执行相应的灌溉动作；所述的流量传感器，用于测量田间灌溉的水肥流量；所述的传感器，用于测量田间的浓度的含量；

6）、本发明采用的水肥灌溉控制系统包括灌溉阀、施肥阀、光照度控制器、释放器；所述的灌溉阀包括灌溉阀1、灌溉阀2、……、灌溉阀n，所述的灌溉阀1、灌溉阀2、……、灌溉阀n分别安装在灌溉管道1、灌溉管道2、……、灌溉管道n上；所述的施肥阀包括施肥阀1、施肥阀2、……、施肥阀n，所述的施肥阀1、施肥阀2、……、施肥阀n分别安装在施肥管道1、施肥管道2、……、施肥管道n上；所述的光照度控制器，安装在温室大棚内；所述的释放器由若干个椭球形的释放器构成，用于控制田间的的浓度；

7）、本发明采用的外设装置包括存储器、触摸屏、报警器；所述的存储器为SD卡的存储器；所述的触摸屏为7.2英寸的触摸屏，用于人机交互式的对话；所述的报警器包括自动语音蜂鸣器、自动报警器，当田间的水肥灌溉超过地界时，自动语音蜂鸣器蜂鸣、自动报警器报警器，并提醒用户水肥灌溉过量，停止水肥的精准灌溉；

8）、本发明采用的远程终端包括智能手机、IPAD，所述的智能手机、IPAD能够通过GPRS网络信号接收远程精准灌溉的智能手机、IPAD；

9）、本发明采用的租用云服务器还设有租用云数据库；

10）、本发明采用的无线网络为WiFi网络、远红外线；所述的无线网络还与遥控器相连接，所述的遥控器，用于远距离通过遥控器控制物联网的太阳能远程精准灌溉。

除了以上这些，本发明还具有以下几个特点：

（1）、本发明实现物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉的精准灌溉，具有结构简单、施肥灌溉方便、使用快捷，实用性强，具有很强的社会使用价值，能够产生很好的经济效益和社会效益。

（2）、一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统结合灌溉基础理论和应用技术，实现土壤水、肥监测和智能化控制管理：一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统通过相关硬件设备和已建成的高效节水灌溉系统，将土壤水肥自动监测、灌溉自动化、智能化、光伏发电、水肥一体化技术进行组合集成，探索和建立针对不同作物的精准灌溉技术体系，从而达到农业增产、节本、增效和水资源的高效利用。

本发明的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其它优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

图1为本发明的一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的结构示意图；

图2为本发明的一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统中PLC控制器输入、输出点连接关系的结构示意图；

图3为本发明的一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统实现物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉的精准灌溉的过程流程图。

具体实施方式

实施实例1

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明及其实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统：包括电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器；所述的田间控制器包括采用西门子S7-300的PLC控制器作为一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的控制器，所述的田间控制器的上端与电源装置相连接，所述的电源装置，给一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统供电、保证一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的正常运行，所述的田间控制器的左端分别与数据采集系统、外设装置相连接，所述的田间控制器的右端与水肥灌溉控制系统相连接，所述的田间控制器的下端与上位机相连接，所述的上位机为PC机，所述的上位机与田间控制器进行远程灌溉的数据交换，所述的上位机下端与网络装置相连接，所述的网络装置包括GPRS网络、无线网络；所述的远程终端与GPRS网络连接进行物联网的太阳能远程精准灌溉系统的远程控制；所述的租用云服务器通过无线网络连接进行云数据的分享, 实现物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉。

又，本发明采用的一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统：包括电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器；所述的田间控制器包括采用西门子S7-300的PLC控制器作为一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的控制器，所述的田间控制器的上端与电源装置相连接，所述的电源装置，给一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统供电、保证一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的正常运行，所述的田间控制器的左端分别与数据采集系统、外设装置相连接，所述的田间控制器的右端与水肥灌溉控制系统相连接，所述的田间控制器的下端与上位机相连接，所述的上位机为PC机，所述的上位机与田间控制器进行远程灌溉的数据交换，所述的上位机下端与网络装置相连接，所述的网络装置包括GPRS网络、无线网络；所述的远程终端与GPRS网络连接进行物联网的太阳能远程精准灌溉系统的远程控制；所述的租用云服务器通过无线网络连接进行云数据的分享, 实现物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉，又是本发明一个显著特点。

又，本发明采用的田间控制器包括采用西门子S7-300的PLC控制器作为一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的控制器，所述的田间控制器的上端与电源装置相连接，所述的电源装置，给一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统供电、保证一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的正常运行，所述的田间控制器的左端分别与数据采集系统、外设装置相连接，所述的田间控制器的右端与水肥灌溉控制系统相连接，所述的田间控制器的下端与上位机相连接，又是本发明一个显著特点。

又，本发明采用的上位机为PC机，所述的上位机与田间控制器进行远程灌溉的数据交换，所述的上位机下端与网络装置相连接，所述的网络装置包括GPRS网络、无线网络；所述的远程终端与GPRS网络连接进行物联网的太阳能远程精准灌溉系统的远程控制；所述的租用云服务器通过无线网络连接进行云数据的分享, 实现物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉，又是本发明一个显著特点。

进一步作为优选的实施方式，所述的电源装置包括太阳能电池板、太阳能控制器、市电装置、蓄电池。

进一步作为优选的实施方式，所述的太阳能控制器采用ARM7的处理器作为太阳能控制器。

进一步作为优选的实施方式，所述的太阳能控制器的下端分别与市电装置、蓄电池相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的市电装置包括市电变压器、照明电路、空气开关、动力用电装置。

进一步作为优选的实施方式，所述的蓄电池，当太阳能供电不足时或市电停电的状态，启用蓄电池供电。

进一步作为优选的实施方式，所述的太阳能控制器的上端与太阳能电池板相连接，所述的太阳能电池板由二十至二十五片太阳能电池板组成。

又，本发明采用的电源装置包括太阳能电池板、太阳能控制器、市电装置、蓄电池；所述的太阳能控制器采用ARM7的处理器作为太阳能控制器；所述的太阳能控制器的下端分别与市电装置、蓄电池相连接；所述的市电装置包括市电变压器、照明电路、空气开关、动力用电装置；所述的蓄电池，当太阳能供电不足时或市电停电的状态，启用蓄电池供电；所述的太阳能控制器的上端与太阳能电池板相连接，所述的太阳能电池板由二十至二十五片太阳能电池板组成，又是本发明一个显著特点。

进一步作为优选的实施方式，所述的数据采集系统包括温湿度传感器、光照度传感器、土壤水分传感器、土壤电导率传感器、压力传感器、流量传感器、传感器。

进一步作为优选的实施方式，所述的温湿度传感器，将采集到的田间温湿度数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据灌溉信息实时相应的灌溉动作。

进一步作为优选的实施方式，所述的光照度传感器，将采集到的光照度数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据光照度信息实时相应的光照度控制器动作。

进一步作为优选的实施方式，所述的土壤水分传感器，用于测定的土壤体积含水量。

进一步作为优选的实施方式，所述的土壤电导率传感器，用于测定的土壤的电导率。

本系统采用的土壤水分传感器是基于土壤介电理论和频域方法而研发的，测定的是土壤体积含水量。由于土壤体积含水量的测定受土壤理化性质影响比较大．不同的作物在各生育期对土壤水分的敏感程度是不一样的，其最佳灌水量也有所不同。因此，还需要根据作物对土壤水分传感器、土壤性质的反应确定相应的生育期最佳灌水上限与最佳灌水量等情况来确定传感器的布置点数、位置和埋设深度，从而正确合理地反映管理操作单元内土壤水分、电导率等实际状况。为此．我们选用了智能全自动管式多深度土壤墒情传感器，可直接测量土壤中的水分、温度以及土壤盐分，能够同时测量5个不同深度的相关土壤参数(5cm、10cm、30cm、50cm、80cm)，从而满足系统需求。

系统的数据采集及控制主要可以分为两大部分：一是对土壤墒情等农作物生长环境信息的采集和监测；二是对远程设备进行自动化操控，例如启、停恒压供水系统和电磁阀。

进一步作为优选的实施方式，所述的压力传感器，将采集到的灌溉测得压力数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据灌溉信息执行相应的灌溉动作。

进一步作为优选的实施方式，所述的流量传感器，用于测量田间灌溉的水肥流量。

进一步作为优选的实施方式，所述的传感器，用于测量田间的浓度的含量。

又，本发明采用的数据采集系统包括温湿度传感器、光照度传感器、土壤水分传感器、土壤电导率传感器、压力传感器、流量传感器、传感器；所述的温湿度传感器，将采集到的田间温湿度数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据灌溉信息实时相应的灌溉动作；所述的光照度传感器，将采集到的光照度数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据光照度信息实时相应的光照度控制器动作；所述的土壤水分传感器，用于测定的土壤体积含水量；所述的土壤电导率传感器，用于测定的土壤的电导率；所述的压力传感器，将采集到的灌溉测得压力数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据灌溉信息执行相应的灌溉动作；所述的流量传感器，用于测量田间灌溉的水肥流量；所述的传感器，用于测量田间的浓度的含量，又是本发明一个显著特点。

进一步作为优选的实施方式，所述的水肥灌溉控制系统包括灌溉阀、施肥阀、光照度控制器、释放器。

进一步作为优选的实施方式，所述的灌溉阀包括灌溉阀1、灌溉阀2、……、灌溉阀n，所述的灌溉阀1、灌溉阀2、……、灌溉阀n分别安装在灌溉管道1、灌溉管道2、……、灌溉管道n上。

进一步作为优选的实施方式，所述的施肥阀包括施肥阀1、施肥阀2、……、施肥阀n，所述的施肥阀1、施肥阀2、……、施肥阀n分别安装在施肥管道1、施肥管道2、……、施肥管道n上。

进一步作为优选的实施方式，所述的光照度控制器，安装在温室大棚内。

进一步作为优选的实施方式，所述的释放器由若干个椭球形的释放器构成，用于控制田间的的浓度。

又，本发明采用的水肥灌溉控制系统包括灌溉阀、施肥阀、光照度控制器、释放器；所述的灌溉阀包括灌溉阀1、灌溉阀2、……、灌溉阀n，所述的灌溉阀1、灌溉阀2、……、灌溉阀n分别安装在灌溉管道1、灌溉管道2、……、灌溉管道n上；所述的施肥阀包括施肥阀1、施肥阀2、……、施肥阀n，所述的施肥阀1、施肥阀2、……、施肥阀n分别安装在施肥管道1、施肥管道2、……、施肥管道n上；所述的光照度控制器，安装在温室大棚内；所述的释放器由若干个椭球形的释放器构成，用于控制田间的的浓度，又是本发明一个显著特点。

进一步作为优选的实施方式，所述的外设装置包括存储器、触摸屏、报警器。

进一步作为优选的实施方式，所述的存储器为SD卡的存储器。

进一步作为优选的实施方式，所述的触摸屏为7.2英寸的触摸屏，用于人机交互式的对话。

进一步作为优选的实施方式，所述的报警器包括自动语音蜂鸣器、自动报警器，当田间的水肥灌溉超过地界时，自动语音蜂鸣器蜂鸣、自动报警器报警器，并提醒用户水肥灌溉过量，停止水肥的精准灌溉。

又，本发明采用的外设装置包括存储器、触摸屏、报警器；所述的存储器为SD卡的存储器；所述的触摸屏为7.2英寸的触摸屏，用于人机交互式的对话；所述的报警器包括自动语音蜂鸣器、自动报警器，当田间的水肥灌溉超过地界时，自动语音蜂鸣器蜂鸣、自动报警器报警器，并提醒用户水肥灌溉过量，停止水肥的精准灌溉，又是本发明一个显著特点。

进一步作为优选的实施方式，所述的远程终端包括智能手机、IPAD，所述的智能手机、IPAD能够通过GPRS网络信号接收远程精准灌溉的智能手机、IPAD。

又，本发明采用的远程终端包括智能手机、IPAD，所述的智能手机、IPAD能够通过GPRS网络信号接收远程精准灌溉的智能手机、IPAD，又是本发明一个显著特点。

进一步作为优选的实施方式，所述的租用云服务器还设有租用云数据库。

又，本发明采用的租用云服务器还设有租用云数据库，又是本发明一个显著特点。

进一步作为优选的实施方式，所述的无线网络为WiFi网络、远红外线。

进一步作为优选的实施方式，所述的无线网络还与遥控器相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的遥控器，用于远距离通过遥控器控制物联网的太阳能远程精准灌溉。

又，本发明采用的无线网络为WiFi网络、远红外线；所述的无线网络还与遥控器相连接，所述的遥控器，用于远距离通过遥控器控制物联网的太阳能远程精准灌溉，又是本发明一个显著特点。

详细地，在远程控制技术上，按照组网方式采用了有线和无线传输相结合的控制系统。有线和无线传输相结合方式具有安装工作量小、适应性强，控制精度高、可靠性好、反应速度快等优点。具体流程为数据采集系统采集的温湿度、光照度、土壤水分、土壤电导率、压力、流量、数据进行分析后，形成灌溉控制指令；再通过无线网络反馈到水肥灌溉控制系统；通过太阳能电池提供的电力来驱动微功耗电磁阀的开启或者关闭，实现远程自动化及精准化的灌溉或者施肥。

详细地，一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统结合灌溉基础理论和应用技术，实现土壤水、肥监测和智能化控制管理：一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统通过相关硬件设备和已建成的高效节水灌溉系统，将土壤水肥自动监测、灌溉自动化、智能化、光伏发电、水肥一体化技术进行组合集成，探索和建立针对不同作物的精准灌溉技术体系，从而达到农业增产、节本、增效和水资源的高效利用。

从具体层面看：一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统是从传感器采集田间土壤墒情、电导率、温湿度等信息开始，然后将采集的数据通过田间控制器传送一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统在接收到相关灌溉信息后，结合天气情况和灌溉数据，制定灌溉决策，并形成灌溉控制指令；灌溉控制指令通过控制系统发送给灌溉控制执行机构。

所述的灌溉系统工作原理：

具体地，所述的一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统中PLC控制器输入、输出点连接关系的结构示意图，如图2所示：

进一步作为优选的实施方式，所述的温湿度传感器与PLC控制器的输入节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的光照度传感器与PLC控制器的输入节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的土壤水分传感器与PLC控制器的输入节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的土壤电导率传感器与PLC控制器的输入节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的压力传感器与PLC控制器的输入节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的流量传感器与PLC控制器的输入节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的传感器与PLC控制器的输入节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的报警器与PLC控制器的输入节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的存储器与PLC控制器的输入节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的灌溉阀1与PLC控制器的输出节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的灌溉阀2与PLC控制器的输出节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的灌溉阀n与PLC控制器的输出节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的施肥阀1与PLC控制器的输出节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的施肥阀2与PLC控制器的输出节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的施肥阀n与PLC控制器的输出节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的触摸屏与PLC控制器的输出节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的光照度控制器与PLC控制器的输出节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的释放器与PLC控制器的输出节点相连接。

进一步作为优选的实施方式，所述的上位机与PLC控制器的输出节点相连接。

实施实例2

一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统实现物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉的精准灌溉的过程，如图3所示：包括一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统，开始工作；电源装置供电；田间控制器工作；上位机工作；网络装置工作；数据采集系统工作；水肥灌溉控制系统工作；判断是否完成物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉；完成物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉等以下几个步骤：

步骤一：一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统，开始工作；

步骤二：电源装置供电；

步骤三：田间控制器工作；

步骤四：上位机工作；

步骤五：网络装置工作；

步骤六：数据采集系统工作；

（1）、温湿度传感器工作；

（2）、光照度传感器工作；

（3）、土壤水分传感器工作；

（4）、土壤电导率传感器工作；

（5）、压力传感器工作；

（6）、流量传感器工作；

（7）、传感器工作。

步骤七：水肥灌溉控制系统工作；

（1）、灌溉阀工作；

Step 1、灌溉阀1工作；

Step 2、灌溉阀2工作；

……工作；

Step n、灌溉阀n工作。

（2）、施肥阀工作；

Step 1、施肥阀1工作；

Step 2、施肥阀2工作；

……工作；

Step n、施肥阀n工作。

（3）、光照度控制器工作；

（4）、释放器工作；

步骤八：判断是否完成物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉；

情况一：如果没有完成物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉，返回步骤三，田间控制器工作；

情况二：如果完成物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉，执行步骤九：

步骤九：完成物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉。

本发明显著的特点：

1）、本发明采用的一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统：包括电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器；所述的田间控制器包括采用西门子S7-300的PLC控制器作为一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的控制器，所述的田间控制器的上端与电源装置相连接，所述的电源装置，给一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统供电、保证一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的正常运行，所述的田间控制器的左端分别与数据采集系统、外设装置相连接，所述的田间控制器的右端与水肥灌溉控制系统相连接，所述的田间控制器的下端与上位机相连接，所述的上位机为PC机，所述的上位机与田间控制器进行远程灌溉的数据交换，所述的上位机下端与网络装置相连接，所述的网络装置包括GPRS网络、无线网络；所述的远程终端与GPRS网络连接进行物联网的太阳能远程精准灌溉系统的远程控制；所述的租用云服务器通过无线网络连接进行云数据的分享, 实现物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉；

2）、本发明采用的田间控制器包括采用西门子S7-300的PLC控制器作为一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的控制器，所述的田间控制器的上端与电源装置相连接，所述的电源装置，给一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统供电、保证一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的正常运行，所述的田间控制器的左端分别与数据采集系统、外设装置相连接，所述的田间控制器的右端与水肥灌溉控制系统相连接，所述的田间控制器的下端与上位机相连接；

3）、本发明采用的上位机为PC机，所述的上位机与田间控制器进行远程灌溉的数据交换，所述的上位机下端与网络装置相连接，所述的网络装置包括GPRS网络、无线网络；所述的远程终端与GPRS网络连接进行物联网的太阳能远程精准灌溉系统的远程控制；所述的租用云服务器通过无线网络连接进行云数据的分享, 实现物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉；

4）、本发明采用的电源装置包括太阳能电池板、太阳能控制器、市电装置、蓄电池；所述的太阳能控制器采用ARM7的处理器作为太阳能控制器；所述的太阳能控制器的下端分别与市电装置、蓄电池相连接；所述的市电装置包括市电变压器、照明电路、空气开关、动力用电装置；所述的蓄电池，当太阳能供电不足时或市电停电的状态，启用蓄电池供电；所述的太阳能控制器的上端与太阳能电池板相连接，所述的太阳能电池板由二十至二十五片太阳能电池板组成；

5）、本发明采用的数据采集系统包括温湿度传感器、光照度传感器、土壤水分传感器、土壤电导率传感器、压力传感器、流量传感器、传感器；所述的温湿度传感器，将采集到的田间温湿度数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据灌溉信息实时相应的灌溉动作；所述的光照度传感器，将采集到的光照度数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据光照度信息实时相应的光照度控制器动作；所述的土壤水分传感器，用于测定的土壤体积含水量；所述的土壤电导率传感器，用于测定的土壤的电导率；所述的压力传感器，将采集到的灌溉测得压力数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据灌溉信息执行相应的灌溉动作；所述的流量传感器，用于测量田间灌溉的水肥流量；所述的传感器，用于测量田间的浓度的含量；

6）、本发明采用的水肥灌溉控制系统包括灌溉阀、施肥阀、光照度控制器、释放器；所述的灌溉阀包括灌溉阀1、灌溉阀2、……、灌溉阀n，所述的灌溉阀1、灌溉阀2、……、灌溉阀n分别安装在灌溉管道1、灌溉管道2、……、灌溉管道n上；所述的施肥阀包括施肥阀1、施肥阀2、……、施肥阀n，所述的施肥阀1、施肥阀2、……、施肥阀n分别安装在施肥管道1、施肥管道2、……、施肥管道n上；所述的光照度控制器，安装在温室大棚内；所述的释放器由若干个椭球形的释放器构成，用于控制田间的的浓度；

7）、本发明采用的外设装置包括存储器、触摸屏、报警器；所述的存储器为SD卡的存储器；所述的触摸屏为7.2英寸的触摸屏，用于人机交互式的对话；所述的报警器包括自动语音蜂鸣器、自动报警器，当田间的水肥灌溉超过地界时，自动语音蜂鸣器蜂鸣、自动报警器报警器，并提醒用户水肥灌溉过量，停止水肥的精准灌溉；

8）、本发明采用的远程终端包括智能手机、IPAD，所述的智能手机、IPAD能够通过GPRS网络信号接收远程精准灌溉的智能手机、IPAD；

9）、本发明采用的租用云服务器还设有租用云数据库；

10）、本发明采用的无线网络为WiFi网络、远红外线；所述的无线网络还与遥控器相连接，所述的遥控器，用于远距离通过遥控器控制物联网的太阳能远程精准灌溉。

11）、本发明实现物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉的精准灌溉，具有结构简单、施肥灌溉方便、使用快捷，实用性强，具有很强的社会使用价值，能够产生很好的经济效益和社会效益。

12）、一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统结合灌溉基础理论和应用技术，实现土壤水、肥监测和智能化控制管理：一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统通过相关硬件设备和已建成的高效节水灌溉系统，将土壤水肥自动监测、灌溉自动化、智能化、光伏发电、水肥一体化技术进行组合集成，探索和建立针对不同作物的精准灌溉技术体系，从而达到农业增产、节本、增效和水资源的高效利用。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡等同替换或等效变换变形的技术方案，均在本发明要求保护范围。本发明的是实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些是实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的是实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

本发明未详细说明部分为本领域工程技术人员公知的技术。

Claims (8)

1.一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统，其特征在于：包括电源装置、数据采集系统、田间控制器、水肥灌溉控制系统、上位机、外设装置、网络装置、远程终端、租用云服务器、遥控器；所述的田间控制器包括采用西门子S7-300的PLC控制器作为一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的控制器，所述的田间控制器的上端与电源装置相连接，所述的电源装置，给一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统供电、保证一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统的正常运行，所述的田间控制器的左端分别与数据采集系统、外设装置相连接，所述的田间控制器的右端与水肥灌溉控制系统相连接，所述的田间控制器的下端与上位机相连接，所述的上位机为PC机，所述的上位机与田间控制器进行远程灌溉的数据交换，所述的上位机下端与网络装置相连接，所述的网络装置包括GPRS网络、无线网络；所述的远程终端与GPRS网络连接进行物联网的太阳能远程精准灌溉系统的远程控制；所述的租用云服务器通过无线网络连接进行云数据的分享,实现物联网的太阳能远程精准灌溉系统的精准灌溉。

2.如权利要求1所述的一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统，其特征在于：

所述的电源装置包括太阳能电池板、太阳能控制器、市电装置、蓄电池；

所述的太阳能控制器采用ARM7的处理器作为太阳能控制器；

所述的太阳能控制器的下端分别与市电装置、蓄电池相连接；

所述的市电装置包括市电变压器、照明电路、空气开关、动力用电装置；

所述的蓄电池，当太阳能供电不足时或市电停电的状态，启用蓄电池供电；

所述的太阳能控制器的上端与太阳能电池板相连接，所述的太阳能电池板由二十至二十五片太阳能电池板组成。

3.如权利要求1所述的一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统，其特征在于：

所述的数据采集系统包括温湿度传感器、光照度传感器、土壤水分传感器、土壤电导率传感器、压力传感器、流量传感器、传感器；

所述的温湿度传感器，将采集到的田间温湿度数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据灌溉信息实时相应的灌溉动作；

所述的光照度传感器，将采集到的光照度数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据光照度信息实时相应的光照度控制器动作；

所述的土壤水分传感器，用于测定的土壤体积含水量；

所述的土壤电导率传感器，用于测定的土壤的电导率；

所述的压力传感器，将采集到的灌溉测得压力数据转换为电流、电压信号传给田间控制器，用于田间控制器根据灌溉信息执行相应的灌溉动作；

所述的流量传感器，用于测量田间灌溉的水肥流量；

所述的传感器，用于测量田间的浓度的含量。

4.如权利要求1所述的一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统，其特征在于：

所述的水肥灌溉控制系统包括灌溉阀、施肥阀、光照度控制器、释放器；

所述的灌溉阀包括灌溉阀1、灌溉阀2、……、灌溉阀n，所述的灌溉阀1、灌溉阀2、……、灌溉阀n分别安装在灌溉管道1、灌溉管道2、……、灌溉管道n上；

所述的施肥阀包括施肥阀1、施肥阀2、……、施肥阀n，所述的施肥阀1、施肥阀2、……、施肥阀n分别安装在施肥管道1、施肥管道2、……、施肥管道n上；

所述的光照度控制器，安装在温室大棚内；

所述的释放器由若干个椭球形的释放器构成，用于控制田间的的浓度。

5.如权利要求1所述的一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统，其特征在于：

所述的外设装置包括存储器、触摸屏、报警器；

所述的存储器为SD卡的存储器；

所述的触摸屏为7.2英寸的触摸屏，用于人机交互式的对话；

所述的报警器包括自动语音蜂鸣器、自动报警器，当田间的水肥灌溉超过地界时，自动语音蜂鸣器蜂鸣、自动报警器报警器，并提醒用户水肥灌溉过量，停止水肥的精准灌溉。

6.如权利要求1所述的一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统，其特征在于：

所述的远程终端包括智能手机、IPAD，所述的智能手机、IPAD能够通过GPRS网络信号接收远程精准灌溉的智能手机、IPAD。

7.如权利要求1所述的一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统，其特征在于：

所述的租用云服务器还设有租用云数据库。

8.如权利要求1所述的一种物联网的太阳能远程精准灌溉系统，其特征在于：

所述的无线网络为WiFi网络、远红外线；

所述的无线网络还与遥控器相连接，

所述的遥控器，用于远距离通过遥控器控制物联网的太阳能远程精准灌溉。