CN111183779A - 一种基于云端的物联网农业浇灌系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于云端的物联网农业浇灌系统，包括云平台、数据监测模块以及农业浇灌模块；所述数据检测模块包括土壤监测模块、环境监测模块以及病虫害监测模块；所述土壤监测模块包括土壤温湿度传感器、土壤PH值监测器以及土壤电导率监测器；所述环境监测模块包括气象监测模块以及地表环境监测模块；所述农业浇灌模块包括水源管理模块、施肥系统模块、灌水器以及管网系统。有益效果在于：该系统在使用过程中，能够在浇灌过程中通过数据监测，对化肥和农药直接进行配比，并通过混合直接注入灌溉水中，并对农作物进行浇灌，减少了人工操作，提高配比效率，且农药和化肥的施加更精准，减少浪费。

Description

一种基于云端的物联网农业浇灌系统
技术领域
本发明涉及浇灌系统技术领域，尤其是涉及一种基于云端的物联网农业浇灌系统。
背景技术
目前水利行业应用的浇灌系统都是通过分布式控制系统实现的，这类系统普遍存在功能单一，操作复杂，信息共享程度低，容易形成信息孤岛等缺点，而且采用难以实现对浇灌设备的智能控制。近几年，水利云、水利物联网、大数据、移动应用和人工智能技术在各个行业的自动化和信息化系统中得到了广泛的应用，随着这些技术的逐渐成熟，设计一种基于云端的物联网农业浇灌系统，对于促进水利和农业行业信息化系统结构优化升级，推进物联网和云端的共同发展以及两者的融合是非常有必要的。
现有技术已经可以实现通过物联网的线上控制，实现远程操控浇灌系统的开闭，而在进行农业生产过程中，浇灌量往往会影响施肥量和农药量，但现有技术中，往往还需要后期人工根据浇灌量以及土壤数据对化肥和农药进行配比，配比效率低，且无法精确进行化肥和农药的施加。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于云端的物联网农业浇灌系统。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种基于云端的物联网农业浇灌系统，包括云平台、数据监测模块以及农业浇灌模块；所述云平台包括信息管理单元、控制中心以及服务模块，所述信息管理单元与所述数据监测模块通过物联网连接，所述控制中心与所述农业浇灌模块通过物联网连接，所述服务模块通过物联网与水利云或其他管理云连接；所述数据检测模块包括土壤监测模块、环境监测模块以及病虫害监测模块；所述土壤监测模块包括土壤温湿度传感器、土壤PH值监测器以及土壤电导率监测器；所述环境监测模块包括气象监测模块以及地表环境监测模块；所述农业浇灌模块包括水源管理模块、施肥系统模块、灌水器以及管网系统；所述水源管理模块包括雨水收集模块以及水源过滤模块；所述施肥系统模块包括浇灌系统模块、肥料混合模块和农药混合模块；所述管网系统包括干管、支管、毛管。
优选地，所述云平台建立在手机移动端或电脑PC端上，所述云平台上的所述信息管理单元对所述数据监测模块监测到的数据进行整合和整理，并将数据传送至所述控制中心；所述服务模块根据水利云内的农业灌溉管理系统对农业灌溉资源的调配进行灌溉水源的选择，所述控制中心根据接收到的数据信息对所述农业浇灌模块的运行进行控制。
优选地，所述气象监测模块包括风向监测器、风速监测器、蒸发量监测器、降水量监测器以及光合有效辐射监测器。
优选地，所述地表环境监测模块包括空气温度监测器和空气湿度监测器。
优选地，所述病虫害监测模块包括虫情测报灯、孢子捕捉仪、监控系统。
优选地，所述水源管理模块还包括管道连接转换设备，用于进行管道时，雨水收集模块与所述服务模块选择的水利资源转换时的管道连接转换，所述管道连接转换设备位于雨水收集模块与水源过滤模块连接管道上。
优选地，所述灌溉系统包括控制器、灌溉泵、稳压阀、过滤器以及电磁阀，并通过灌溉器连接管网系统。
优选地，所述肥料混合模块包括控制器、肥料罐、施肥器、电磁阀、混合罐和混合泵。
优选地，所述农药混合模块包括控制器、农药罐、施药器、电磁阀、混合罐和混合泵。
优选地，所述肥料混合模块可与所述农药混合模块可在控制器与混合罐部分进行整合。
该基于云端的物联网农业浇灌系统，有益的技术效果是：该系统在使用过程中，能够在浇灌过程中通过数据监测，对化肥和农药直接进行配比，并通过混合直接注入灌溉水中，并对农作物进行浇灌，减少了人工操作，提高配比效率，且农药和化肥的施加更精准，减少浪费。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的总体系统结构示意图。
图2为本发明的肥料混合、农药混合结构示意图。
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。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。
如图1-2所示，本发明的基于云端的物联网农业浇灌系统，包括云平台、数据监测模块以及农业浇灌模块；所述云平台包括信息管理单元、控制中心以及服务模块，所述信息管理单元与所述数据监测模块通过物联网连接，所述控制中心与所述农业浇灌模块通过物联网连接，所述服务模块通过物联网与水利云或其他管理云连接；所述数据检测模块包括土壤监测模块、环境监测模块以及病虫害监测模块；所述土壤监测模块包括土壤温湿度传感器、土壤PH值监测器以及土壤电导率监测器；所述环境监测模块包括气象监测模块以及地表环境监测模块，所述气象监测模块为小型气象站，可通过物联网与气象局等气象部门建立数据连接，通过云平台内的服务模块与具有气象大数据的气象云建立连接，可通过物联网与气象云内的数据进行对比，用于更新气象云内的部分数据，或者使用气象云内的数据作为预先数据进行预先浇灌；所述农业浇灌模块包括水源管理模块、施肥系统模块、灌水器以及管网系统；所述水源管理模块包括雨水收集模块以及水源过滤模块；所述施肥系统模块包括浇灌系统模块、肥料混合模块和农药混合模块；所述管网系统包括干管、支管、毛管，所述毛管可直接用于滴管，也可安装喷射器用于喷灌。
如图所示，所述云平台建立在手机移动端或电脑PC端上，所述云平台上的所述信息管理单元对所述数据监测模块监测到的数据进行整合和整理，并将数据传送至所述控制中心；所述服务模块根据水利云内的农业灌溉管理系统对农业灌溉资源的调配进行灌溉水源的选择，所述控制中心根据接收到的数据信息对所述农业浇灌模块的运行进行控制。
如图所示，所述气象监测模块包括风向监测器、风速监测器、蒸发量监测器、降水量监测器以及光合有效辐射监测器。
如图所示，所述地表环境监测模块包括空气温度监测器和空气湿度监测器。
如图所示，所述病虫害监测模块包括虫情测报灯、孢子捕捉仪、监控系统，所述病虫害监测模块还可安装灭虫灯等灭虫设备进行害虫的诱杀。
如图所示，所述水源管理模块还包括管道连接转换设备，用于进行管道时，雨水收集模块与所述服务模块选择的水利资源转换时的管道连接切换，所述管道连接转换设备位于雨水收集模块与水源过滤模块连接管道上。
如图所示，所述灌溉系统包括控制器、灌溉泵、稳压阀、过滤器以及电磁阀，并通过所述灌溉器连接所述管网系统。
如图所示，所述肥料混合模块包括控制器、肥料罐、施肥器、电磁阀、混合罐和混合泵，所述施肥器位于所述肥料罐底部，用于将所述肥料罐中的肥料取出，所述混合泵位于所述混合罐内部，且所述混合罐与所述浇灌系统模块相连接，所述混合罐位于所述浇灌系统模块与所述灌溉器之间，所述浇灌系统模块将灌溉水引入所述混合罐中，所述施肥器按配比将所述肥料罐中的肥料通入所述混合罐中，并通过所述混合泵进行搅拌，搅拌结束后，即可通入所述灌溉器引入所述管网系统中。
如图所示，所述农药混合模块包括控制器、农药罐、施药器、电磁阀、混合罐和混合泵，所述施药器位于所述农药罐底部，用于将所述农药罐中的农药取出，所述混合泵位于所述混合罐内部，且所述混合罐与所述浇灌系统模块相连接，所述混合罐位于所述浇灌系统模块与所述灌溉器之间，所述浇灌系统模块将灌溉水引入所述混合罐中，所述施药器按配比将所述农药罐中的农药通入所述混合罐中，并通过所述混合泵进行搅拌，搅拌结束后，即可通入所述灌溉器引入所述管网系统中。
如图所示，所述肥料混合模块可与所述农药混合模块可在所述控制器与所述混合罐部分进行整合，由于部分农药和化肥可配合使用，因此在系统使用过程中，可直接在所述混合罐中添加适量的农药和化肥，从而实现农药和化肥的配合使用，当使用的为不能配合使用的农药和化肥时，可根据先后顺序进行农药和化肥的使用，并在转换过程中，通水对所述混合罐进行清洗，合理利用设备，减少系统使用成本。
工作原理：使用系统时，用户登录所述云平台，通过所述服务模块选择灌溉水来源，当所述雨水收集模块中收集有一定量的雨水时，优先选择所述雨水收集模块中的雨水为灌溉水，当所述雨水收集模块中雨水量较少时或所述雨水收集模块中的雨水用尽后，通过所述管道连接转换设备进行管道的切换，可选用水利云内根据用户所在位置选择的最近的灌溉水源管道，灌溉水经管道进入所述水源过滤模块中进行杂质以及有害物质的过滤，经过滤后的水直接进入所述农业灌溉模块中等待系统运行；
系统运行时，所述数据监测模块首先对浇灌区域的环境及土壤数据进行监测，所述土壤监测模块对土壤内的温湿度、土壤PH值以及土壤EC值进行监测，并将数据通过物联网反馈至所述信息管理单元，所述环境监测模块对地表的温湿度以及当日风向、风速、蒸发量、降水量以及光合有效辐射量进行监测，并将数据通过物联网反馈至所述信息管理单元，所述信息管理单元对数据进行综合整理计算后，将运行数据输入所述控制中心，所述控制中心控制农业浇灌模块进行浇灌操作；
进行浇灌时，所述灌溉系统的控制器开启所述电磁阀，控制所述灌溉泵将进入所述农业浇灌模块的灌溉水向所述管网系统流动，在此过程中，所述稳压阀对水流压力进行稳压操作，防止水流流速过快，压力过大导致管道损坏，所述过滤器用于进行再次过滤，过滤后的水流入混合罐中，根据土壤PH值以及EC值，所述控制器控制对应的所述施药器或所述施肥器开启，将所述农药罐中的农药或所述肥料罐中的肥料通入所述混合罐中，并通过混合泵进行搅拌，搅拌后的液体经所述灌水器通入所述管网系统中，所述管网系统的所述毛管即可将混合后的液体浇灌在农作物根系位置，完成浇灌操作；
在系统使用过程中，当所述数据监测模块监测到的数据不在预设范围内，可通过所述信息管理单元反馈至所述服务模块上，所述服务模块向用户的手机移动端或电脑PC端发送信息，用于警示。
以所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于云端的物联网农业浇灌系统，其特征在于：包括云平台、数据监测模块以及农业浇灌模块；所述云平台包括信息管理单元、控制中心以及服务模块，所述信息管理单元与所述数据监测模块通过物联网连接，所述控制中心与所述农业浇灌模块通过物联网连接，所述服务模块通过物联网与水利云或其他管理云连接；所述数据检测模块包括土壤监测模块、环境监测模块以及病虫害监测模块；所述土壤监测模块包括土壤温湿度传感器、土壤PH值监测器以及土壤电导率监测器；所述环境监测模块包括气象监测模块以及地表环境监测模块；所述农业浇灌模块包括水源管理模块、施肥系统模块、灌水器以及管网系统；所述水源管理模块包括雨水收集模块以及水源过滤模块；所述施肥系统模块包括浇灌系统模块、肥料混合模块和农药混合模块；所述管网系统包括干管、支管、毛管。
2.根据权利要求1所述的一种基于云端的物联网农业浇灌系统，其特征在于：所述云平台建立在手机移动端或电脑PC端上，所述云平台上的所述信息管理单元对所述数据监测模块监测到的数据进行整合和整理，并将数据传送至所述控制中心；所述服务模块根据水利云内的农业灌溉管理系统对农业灌溉资源的调配进行灌溉水源的选择，所述控制中心根据接收到的数据信息对所述农业浇灌模块的运行进行控制。
3.根据权利要求1所述的一种基于云端的物联网农业浇灌系统，其特征在于：所述气象监测模块包括风向监测器、风速监测器、蒸发量监测器、降水量监测器以及光合有效辐射监测器。
4.根据权利要求1所述的一种基于云端的物联网农业浇灌系统，其特征在于：所述地表环境监测模块包括空气温度监测器和空气湿度监测器。
5.根据权利要求1所述的一种基于云端的物联网农业浇灌系统，其特征在于：所述病虫害监测模块包括虫情测报灯、孢子捕捉仪、监控系统。
6.根据权利要求1所述的一种基于云端的物联网农业浇灌系统，其特征在于：所述水源管理模块还包括管道连接转换设备，用于进行管道时，雨水收集模块与所述服务模块选择的水利资源转换时的管道连接转换，所述管道连接转换设备位于雨水收集模块与水源过滤模块连接管道上。
7.根据权利要求1所述的一种基于云端的物联网农业浇灌系统，其特征在于：所述灌溉系统包括控制器、灌溉泵、稳压阀、过滤器以及电磁阀，并通过灌溉器连接管网系统。
8.根据权利要求1所述的一种基于云端的物联网农业浇灌系统，其特征在于：所述肥料混合模块包括控制器、肥料罐、施肥器、电磁阀、混合罐和混合泵。
9.根据权利要求1所述的一种基于云端的物联网农业浇灌系统，其特征在于：所述农药混合模块包括控制器、农药罐、施药器、电磁阀、混合罐和混合泵。
10.根据权利要求1所述的一种基于云端的物联网农业浇灌系统，其特征在于：所述肥料混合模块可与所述农药混合模块可在控制器与混合罐部分进行整合。
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