CN111357625A - 一种农业灌溉系统灌溉水量自动化控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农业灌溉系统灌溉水量自动化控制装置，涉及农业灌溉系统技术领域。本发明包括现场控制箱、远程控制计算机和智能手机，现场控制箱通过网络分别与远程控制计算机和智能手机无线连接，现场控制箱设置在农业灌溉现场，农业灌溉现场的土壤内设置有土壤墒情传感器。本发明通过大数据模块，整合农业灌溉的历史数据信息，将测量的土壤墒情数据、灌溉区域的面积形状与数据库中的大数据比对，进而确定所需的灌溉量，通过大数据分析判断，使得灌溉水量能够更加准确，通过设置现场控制箱、远程控制计算机和智能手机，使得该自动化控制装置更加的人性化，管理人员能更加方便对灌溉系统进行管理，管理更加高效。

Description

一种农业灌溉系统灌溉水量自动化控制装置

技术领域

本发明属于农业灌溉系统技术领域，特别是涉及一种农业灌溉系统灌溉水量自动化控制装置。

背景技术

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为传统的地面灌溉、普通喷灌以及微灌，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，现代农业微灌溉技术包括微喷灌、滴灌、渗灌等，这些灌溉技术一般节水性能好、水的利用率较传统灌溉模式高，除了采用喷灌、微灌等先进的节水灌溉技术外，还应采用先进的自动化控制技术实施精确灌溉，以作物实际需水为依据，以信息技术为手段，提高灌溉精准度，实施合理的灌溉制度，提高水的利用率，但是农业灌溉系统灌溉水量自动化控制装置难以精确控制灌溉水量，灌溉数据难以共享交流，造成信息闭塞，且控制装置的数据查看不便，农业灌溉区域的面积、形状、设备分布情况的数据管理不方便，因此有必要对现有技术进行改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种农业灌溉系统灌溉水量自动化控制装置，通过大数据模块，整合农业灌溉的历史数据信息，将测量的土壤墒情数据、灌溉区域的面积形状与数据库中的大数据比对，进而确定所需的灌溉量，通过大数据分析判断，使得灌溉水量能够更加准确，通过设置现场控制箱、远程控制计算机和智能手机，使得该自动化控制装置更加的人性化，管理人员能更加方便对灌溉系统进行管理，管理更加高效，解决了现有的农业灌溉系统灌溉水量自动化控制装置难以精确控制灌溉水量，灌溉数据难以共享交流，造成信息闭塞，且控制装置的数据查看不便，农业灌溉区域的面积、形状、设备分布情况的数据管理不方便的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种农业灌溉系统灌溉水量自动化控制装置，包括现场控制箱、远程控制计算机和智能手机，所述现场控制箱通过网络分别与远程控制计算机和智能手机无线连接，所述现场控制箱设置在农业灌溉现场，所述农业灌溉现场的土壤内设置有土壤墒情传感器，所述农业灌溉现场的拐角处安装有高清摄像头，所述土壤墒情传感器的上方设置有滴灌管，所述滴灌管上分别设置有电磁阀和流量计，所述滴灌管与灌溉总管相连通，所述灌溉总管上设置有水泵；

所述现场控制箱的正面上分别设置有第一显示屏和第二显示屏，所述现场控制箱的内部下端设置有太阳能蓄电池，所述现场控制箱的内部中端设置有控制器，所述现场控制箱的内部上端并排设置有存储模块、GPS定位模块和通信模块，存储模块用于存储土壤墒情数据、灌溉水量数据等数据，GPS定位模块用于检测地理信息数据，且用于确定异常点，第一时间组织人员赶到解决问题，通信模块用于现场控制箱与远程控制计算机和智能手机的无线连接；

所述远程控制计算机的附近设置有塔灯，所述塔灯与远程控制计算机电性连接，所述远程控制计算机的内部设置有短信发送功能模块，所述短信发送功能模块用于将异常信息通过短信发送至智能手机上；

所述现场控制箱的侧面处固定有支架，所述支架的顶端两侧均固定有太阳能板，所述支架的顶部固定有信号接收器，所述太阳能板与太阳能蓄电池电性连接；

所述远程控制计算机与云端的大数据模块网络连接，所述大数据模块用于数据的比对，将测量的土壤墒情数据与数据库中的大数据比对，进而确定所需的灌溉量。

进一步地，所述土壤墒情传感器设置有若干个，若干个所述土壤墒情传感器交错设置在农业灌溉现场的土壤内。

进一步地，所述滴灌管设置有若干个，若干个所述滴灌管等间距平行设置在农业灌溉现场内。

进一步地，所述高清摄像头设置有两个，两个所述高清摄像头呈对角线状设置在农业灌溉现场内，可对灌溉区域进行全面的监控。

进一步地，所述第一显示屏用于显示农业灌溉区域的面积形状信息，土壤墒情传感器、滴灌管、电磁阀、流量计、灌溉总管、水泵以及高清摄像头的位置信息，上述信息整合形成三维分布图，所述第二显示屏用于显示土壤墒情数据曲线以及灌溉流量数据曲线。

进一步地，所述土壤墒情传感器的输出端、流量计的输出端、高清摄像头的输出端、太阳能蓄电池的输出端和GPS定位模块的输出端均与控制器的输入端电性连接，所述控制器的输出端分别与电磁阀的输入端、水泵的输入端、第一显示屏的输入端和第二显示屏的输入端电性连接，且所述控制器与存储模块双向电性连接，所述控制器亦通过通信模块分别与远程控制计算机和智能手机网络连接。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过设置大数据模块，整合农业灌溉的历史数据信息，将测量的土壤墒情数据、灌溉区域的面积形状、灌溉区域的地理信息数据与数据库中的大数据比对，进而确定所需的灌溉量，且管理人员可将土壤墒情数据、灌溉水量数据、灌溉区域的面积形状数据、灌溉区域的地理信息数据以及灌溉结果输入至大数据模块内，进一步对大数据进行补充完善，资源共享，通过大数据分析判断，使得灌溉水量能够更加准确。

2、本发明通过设置塔灯和短信发送功能模块，当该自动化控制装置出现问题时，如土壤墒情数据偏差过大时，远程控制计算机控制塔灯工作，实时提醒管理人员注意，并通过GPS定位模块迅速确定异常点，第一时间组织人员赶到解决问题，同时远程控制计算机亦通过短信发送功能模块将管理人员的智能手机发送异常提醒短信，提醒不在远程控制计算机旁的工作人员注意，从而使得整个灌溉系统的安全性得到大大提高。

3、本发明通过设置现场控制箱、远程控制计算机和智能手机，通过远程控制计算机对现场控制箱进行远程控制，通过智能手机可随时查看农业土壤墒情的检测数据、高清摄像头拍摄到的画面等信息，从而使得该自动化控制装置更加的人性化，管理人员能更加方便对灌溉系统进行管理。

4、本发明通过设置第一显示屏和第二显示屏，通过三维显示农业灌溉区域的面积形状信息、灌溉设备的分布信息、灌溉区域的地理信息数据、土壤墒情数据曲线以及灌溉流量数据曲线，使得管理人员可更加直观的查看该区域的土地信息，且数据可通过网络上传至远端大数据内，实现资源共享，进一步保证灌溉水量的准确性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的现场控制箱正视图；

图3为本发明的现场控制箱内部结构示意图；

图4为本发明的支架结构示意图；

图5为本发明的原理框图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、现场控制箱；2、远程控制计算机；3、支架；4、土壤墒情传感器；5、滴灌管；6、电磁阀；7、流量计；8、灌溉总管；9、水泵；10、高清摄像头；11、智能手机；12、大数据模块；101、第一显示屏；102、第二显示屏；103、太阳能蓄电池；104、控制器；105、存储模块；106、GPS定位模块；107、通信模块；201、塔灯；202、短信发送功能模块；301、太阳能板；302、信号接收器。

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种农业灌溉系统灌溉水量自动化控制装置，包括现场控制箱1、远程控制计算机2和智能手机11，现场控制箱1通过网络分别与远程控制计算机2和智能手机11无线连接，现场控制箱1设置在农业灌溉现场，农业灌溉现场的土壤内设置有土壤墒情传感器4，土壤墒情传感器4设置有若干个，若干个土壤墒情传感器4交错设置在农业灌溉现场的土壤内，农业灌溉现场的拐角处安装有高清摄像头10，高清摄像头10设置有两个，两个高清摄像头10呈对角线状设置在农业灌溉现场内，土壤墒情传感器4的上方设置有滴灌管5，滴灌管5设置有若干个，若干个滴灌管5等间距平行设置在农业灌溉现场内，滴灌管5上分别设置有电磁阀6和流量计7，滴灌管5与灌溉总管8相连通，灌溉总管8上设置有水泵9。

其中如图2-3所示，现场控制箱1的正面上分别设置有第一显示屏101和第二显示屏102，第一显示屏101用于显示农业灌溉区域的面积形状信息，土壤墒情传感器4、滴灌管5、电磁阀6、流量计7、灌溉总管8、水泵9以及高清摄像头10的位置信息，上述信息整合形成三维分布图，第二显示屏102用于显示土壤墒情数据曲线以及灌溉流量数据曲线，现场控制箱1的内部下端设置有太阳能蓄电池103，现场控制箱1的内部中端设置有控制器104，现场控制箱1的内部上端并排设置有存储模块105、GPS定位模块106和通信模块107，农业灌溉区域的面积形状信息通过农田面积测量仪进行测量，具体测量方法为：手持农田面积测量仪绕行农业灌溉区域一周，测量仪中的GPS定位系统自动记录行进路线的坐标并计算出所围绕的面积，将农业灌溉区域的形状显示在第一显示屏101上，以便管理人员查看，从而更加方便管理人员对农业区域内的设备、管件进行管理，当某一地方出现问题时，能准确及时的找出并维修好，提高管理效率。

其中如图1、5所示，远程控制计算机2的附近设置有塔灯201，塔灯201与远程控制计算机2电性连接，远程控制计算机2的内部设置有短信发送功能模块202，短信发送功能模块202用于将异常信息通过短信发送至智能手机11上，当该自动化控制装置出现问题时，如土壤墒情数据偏差过大时，远程控制计算机2控制塔灯201工作，实时提醒管理人员注意。

其中如图4所示，现场控制箱1的侧面处固定有支架3，支架3的顶端两侧均固定有太阳能板301，支架3的顶部固定有信号接收器302，太阳能板301与太阳能蓄电池103电性连接，通过太阳能板301对太阳能蓄电池103进行充电，利用太阳能，使得该控制装置能更加适合距离村落较远的农业区域使用。

其中如图1、5所示，远程控制计算机2与云端的大数据模块12网络连接，大数据模块12用于数据的比对，将测量的土壤墒情数据与数据库中的大数据比对，进而确定所需的灌溉量，大数据模块12整合农业灌溉的历史数据信息，将测量的土壤墒情数据、待灌溉区域的面积形状数据与数据库中的大数据比对，进而确定所需的灌溉量，且管理人员可将土壤墒情数据、灌溉水量数据、待灌溉区域的面积形状数据以及灌溉结果输入至大数据模块12内，进一步对大数据进行补充完善，形成资源共享，通过大数据分析判断，使得灌溉水量能够更加准确。

其中如图5所示，土壤墒情传感器4的输出端、流量计7的输出端、高清摄像头10的输出端、太阳能蓄电池103的输出端和GPS定位模块106的输出端均与控制器104的输入端电性连接，控制器104的输出端分别与电磁阀6的输入端、水泵9的输入端、第一显示屏101的输入端和第二显示屏102的输入端电性连接，且控制器104与存储模块105双向电性连接，控制器104亦通过通信模块107分别与远程控制计算机2和智能手机11网络连接，使用时，通过土壤墒情传感器4监测土壤水分、养分的情况，通过高清摄像头10监测农业区域内的状况，然后将其传输至控制器104，控制器104一方面将数据显示在第一显示屏101上，并存储在存储模块105内，另一方面将数据通过网络传输至远程控制计算机2内，远程控制计算机2将测量的土壤墒情数据与大数据模块12内的土壤墒情数据进行比对，进而确定所需的灌溉量，然后远程控制计算机2下达灌溉指令，该指令通过网络传输至控制器104内，控制器104再依据指令控制电磁阀6和水泵9开始工作，进而对农业区域进行灌溉，灌溉时，通过流量计7检测流量信息，实现定量灌溉。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例，并不限制本发明，任何对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，对其中部分技术特征进行等同替换，均属于在本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种农业灌溉系统灌溉水量自动化控制装置，包括现场控制箱(1)、远程控制计算机(2)和智能手机(11)，其特征在于：所述现场控制箱(1)通过网络分别与远程控制计算机(2)和智能手机(11)无线连接，所述现场控制箱(1)设置在农业灌溉现场，所述农业灌溉现场的土壤内设置有土壤墒情传感器(4)，所述农业灌溉现场的拐角处安装有高清摄像头(10)，所述土壤墒情传感器(4)的上方设置有滴灌管(5)，所述滴灌管(5)上分别设置有电磁阀(6)和流量计(7)，所述滴灌管(5)与灌溉总管(8)相连通，所述灌溉总管(8)上设置有水泵(9)；

所述现场控制箱(1)的正面上分别设置有第一显示屏(101)和第二显示屏(102)，所述现场控制箱(1)的内部下端设置有太阳能蓄电池(103)，所述现场控制箱(1)的内部中端设置有控制器(104)，所述现场控制箱(1)的内部上端并排设置有存储模块(105)、GPS定位模块(106)和通信模块(107)；

所述远程控制计算机(2)的附近设置有塔灯(201)，所述塔灯(201)与远程控制计算机(2)电性连接，所述远程控制计算机(2)的内部设置有短信发送功能模块(202)，所述短信发送功能模块(202)用于将异常信息通过短信发送至智能手机(11)上；

所述现场控制箱(1)的侧面处固定有支架(3)，所述支架(3)的顶端两侧均固定有太阳能板(301)，所述支架(3)的顶部固定有信号接收器(302)，所述太阳能板(301)与太阳能蓄电池(103)电性连接；

所述远程控制计算机(2)与云端的大数据模块(12)网络连接，所述大数据模块(12)用于数据的比对，将测量的土壤墒情数据与数据库中的大数据比对，进而确定所需的灌溉量。

2.根据权利要求1所述的一种农业灌溉系统灌溉水量自动化控制装置，其特征在于，所述土壤墒情传感器(4)设置有若干个，若干个所述土壤墒情传感器(4)交错设置在农业灌溉现场的土壤内。

3.根据权利要求1所述的一种农业灌溉系统灌溉水量自动化控制装置，其特征在于，所述滴灌管(5)设置有若干个，若干个所述滴灌管(5)等间距平行设置在农业灌溉现场内。

4.根据权利要求1所述的一种农业灌溉系统灌溉水量自动化控制装置，其特征在于，所述高清摄像头(10)设置有两个，两个所述高清摄像头(10)呈对角线状设置在农业灌溉现场内。

5.根据权利要求1所述的一种农业灌溉系统灌溉水量自动化控制装置，其特征在于，所述第一显示屏(101)用于显示农业灌溉区域的面积形状信息，土壤墒情传感器(4)、滴灌管(5)、电磁阀(6)、流量计(7)、灌溉总管(8)、水泵(9)以及高清摄像头(10)的位置信息，上述信息整合形成三维分布图，所述第二显示屏(102)用于显示土壤墒情数据曲线以及灌溉流量数据曲线。

6.根据权利要求1所述的一种农业灌溉系统灌溉水量自动化控制装置，其特征在于，所述土壤墒情传感器(4)的输出端、流量计(7)的输出端、高清摄像头(10)的输出端、太阳能蓄电池(103)的输出端和GPS定位模块(106)的输出端均与控制器(104)的输入端电性连接，所述控制器(104)的输出端分别与电磁阀(6)的输入端、水泵(9)的输入端、第一显示屏(101)的输入端和第二显示屏(102)的输入端电性连接，且所述控制器(104)与存储模块(105)双向电性连接，所述控制器(104)亦通过通信模块(107)分别与远程控制计算机(2)和智能手机(11)网络连接。

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