CN111937653A

CN111937653A - 一种智慧农业大棚灌溉系统

Info

Publication number: CN111937653A
Application number: CN201910411015.XA
Authority: CN
Inventors: 陈琛
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2020-11-17

Abstract

本发明涉及农业设备技术领域，且公开了一种智慧农业大棚灌溉系统，包括灌溉模块、视频模块、采集模块、控制机、单片机、服务器和移动端。该智慧农业大棚灌溉系统，通过控制灌溉模块的灌溉单元内的电磁阀，控制该灌溉单元的灌溉，便于对种植不同农作物或生长阶段不同的农作物进行差异化灌溉，增加灌溉效率，提高灌溉效果，当农作物的种植发生变化的时候，只需要调整该区域的预设参数即完成灌溉系统的调整，通过采集模块获取农作物的生长环境，进而根据生长环境实时调整自动灌溉或调整灌溉计划，同时，该区域的农作物灌溉和生长数据都被连续记录，更加利于研究人员分析该区域的农作物习性，更进一步的便于科学制定灌溉计划。

Description

一种智慧农业大棚灌溉系统

技术领域

本发明涉及农业设备技术领域，具体为一种智慧农业大棚灌溉系统。

背景技术

农作物的生长离不开科学的灌溉和施肥，大范围的农业种植通常采用大棚种植，辅以水肥一体的灌溉系统，节约水资源的同时也节约了大量的人力成本。

不同的农作物或者同一种农作物的不同生长阶段对水肥和养分的需求都是不同的，由于种植面积大，为了减少操作，现有的水肥一体的灌溉系统通常为大范围内的统一灌溉，难以实现差异性的灌溉，同时，由于农作物的种植是动态变化的，固定的灌溉系统做出适应性调整的工作量也大。

其次，现有的灌溉系统虽然自动化程度较高，但灌溉的效果依然由人的经验决定，有时候可能并没有那么科学，特别在外界环境变化特别大的情况下，就更加难以科学的把握灌溉要求。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种智慧农业大棚灌溉系统，具备智能监控和智能灌溉的优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种智慧农业大棚灌溉系统，包括灌溉模块、视频模块、采集模块、控制机、单片机、服务器和移动端；

所述灌溉模块通过电磁阀控制多个灌溉单元，所述电磁阀有由片机控制，所述单片机和控制机进行通讯，所述控制机还接收采集模块和视频模块的信息，所述控制机与服务器进行通讯，所述服务器与移动端进行信息传输。

优选的，所述灌溉模块包括加压模块和输药模块，所述加压模块连接有输水总管，所述输水总管通过电磁阀连接与控制支管，所述控制支管连接有灌溉支管，所述输药模块连接有输药支管，且输药模块和输药支管之间设有电磁阀，所述输药支管的一侧设有药液桶，所述控制支管靠近电子阀的一端设有文丘里管，所述药液桶通过软管和文丘里管连接。

优选的，所述采集模块连接有多组传感器，所述视频模块设有多组监控器，所述灌溉模块的每个灌溉单元的范围内均设有一组传感器和监控器。

优选的，所述控制机内包括数据比对单元，用于将采集数据和预设数据进行比对；视频对比单元，用于将采集照片特征和预存照片特征进行比对；控制单元，用于根据比对结果和输入指令输出控制指令；存储单元，存储预设数据和预存图片；所述控制机还连接有报警装置。

优选的，所述灌溉模块内的电磁阀、采集模块内的传感器、视频模块内的监控器、单片机和控制机通过无线网或有线网构成的局域网内进行信息传输，所述控制机、服务器和移动端通过互联网进行信息传输。

优选的，所述移动端包括数据读写单元，读取服务器存储的农作物灌溉数据和采集模块获得的生长环境数据并上传人工观察的数据；标记单元，标记需重点观察的灌溉单元便于远程监控；指令单元，输入指令，远程控制灌溉的开启。

本发明具备以下有益效果：

1、该智慧农业大棚灌溉系统，通过控制灌溉模块的灌溉单元内的电磁阀，控制该灌溉单元的灌溉，便于对种植不同农作物或生长阶段不同的农作物进行差异化灌溉，增加灌溉效率，提高灌溉效果，同时，当农作物的种植发生变化的时候，只需要调整该区域的预设参数即完成灌溉系统的调整，简单而又快捷。

2、该智慧农业大棚灌溉系统，通过采集模块获取农作物的生长环境，进而根据生长环境实时调整自动灌溉或调整灌溉计划，相比于现有技术凭人工经验，其灌溉的更加科学，同时，该区域的农作物灌溉和生长数据都被连续记录，更加利于研究人员分析该区域的农作物习性，更进一步的便于科学制定灌溉计划，进一步提高灌溉的科学性。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明中灌溉模块的结构示意图；

图3为本发明中控制机的框图；

图4为本发明自动灌溉时的流程图；

图5为本发明中农作物生长监控流程图。

图中：1、加压模块；2、输水总管；3、控制支管；4、灌溉支管；5、输药模块；6、输药支管；7、药液桶；8、文丘里管。

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做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。

请参阅图1-5，一种智慧农业大棚灌溉系统，包括灌溉模块、视频模块、采集模块、控制机、单片机、服务器和移动端；

灌溉模块通过电磁阀控制多个灌溉单元，电磁阀的开启控制灌溉单元的开启，控制不同电磁阀的开启大小和开启时间对不同区域内的农作物进行差异化灌溉，电磁阀有由片机控制，单片机和控制机进行通讯，控制机输出控制指令到单片机，单片机控制继电器，从而控制电磁阀，控制机还接收采集模块和视频模块的信息，控制机与服务器进行通讯，控制器将获取的数据传输到服务器上，或从服务器获取指令，服务器与移动端进行信息传输，移动端通过服务器获取数据或操控控制机。

其中，灌溉模块包括加压模块1和输药模块5，加压模块1提高水压，使得灌溉只需要操控电子阀，降低灌溉操控难度，加压模块1连接有输水总管2，输水总管2通过电磁阀连接与控制支管3，通过电子阀控制输水总管2和控制支管3的连通与否，控制支管3连接有灌溉支管4，控制支管3和灌溉支管4组成一个灌溉单元，不同电子阀的开启则对应一个区域的灌溉，便于进行差异性灌溉，输药模块5连接有输药支管6，且输药模块5和输药支管6之间设有电磁阀，输药支管6的一侧设有药液桶7，输药模块5、输药支管6和药液桶7组成一个施肥单元，施肥单元相对独立，避免施肥时肥料堵塞没开启的管道，控制支管3靠近电子阀的一端设有文丘里管8，药液桶7通过软管和文丘里管8连接，文丘里管8吸引肥料进入控制支管3中，使水肥结合。

其中，采集模块连接有多组传感器，视频模块设有多组监控器，灌溉模块的每个灌溉单元的范围内均设有一组传感器和监控器，一个灌溉区域对应一个灌溉单元，一组传感器和一组监控器，通过传感器获得该区域的空气湿度，土壤湿度、温度等农作物生长环境，确定是否需要灌溉，通过视频数据远程获得该区域的农作物生长情况，根据上述环境数据和视频数据判断是否开启该灌溉单元中的电磁阀，进而进行灌溉或施肥。

其中，控制机内包括数据比对单元，用于将采集数据和预设数据进行比对；视频对比单元，用于将采集照片特征和预存照片特征进行比对；控制单元，用于根据比对结果和输入指令输出控制指令；存储单元，存储预设数据和预存图片；控制机还连接有报警装置，当控制机获取机器的数据后，将数据与预设的数据进行对比，先判断数据是否正常，若数据不正常则警报，提醒人工介入，弄清数据错误原因并进行修正，若数据正常则与预设数据进行对比，若满足灌溉条件，则控制器输出控制指令进而控制对应灌溉单元的电磁阀开启进行灌溉，直至不满足预设条件，同时控制器获取视频模块数据并对图片进行截取，上传服务器将截取的图片进行保存，同时将一部分图片与数据库问题图片特征进行对比，若相似度小于阙值，则发出警报，提醒人工j介入，弄清楚异常原因。

其中，灌溉模块内的电磁阀、采集模块内的传感器、视频模块内的监控器、单片机和控制机通过无线网或有线网构成的局域网内进行信息传输，局域网更加稳定，保证实时数据的稳定性，减少因为数据引起灌溉异常的概率，控制机、服务器和移动端通过互联网进行信息传输，互联网的范围覆盖广，便于工作人员远程获取数据并控制灌溉活动。

其中，移动端包括数据读写单元，读取服务器存储的农作物灌溉数据和采集模块获得的生长环境数据并上传人工观察的数据；标记单元，标记需重点观察的灌溉单元便于远程监控；指令单元，输入控制指令，远程控制灌溉的开启，工作人员在田野巡视的时候，可以通过移动端获取农作物生长数据并计入巡查结果，同时可以标记需要关注的区域便于远程重点监控，还可以根据巡查结果实时更改该区域的灌溉计划。

该智慧农业大棚灌溉系统的工作原理：

远程控制，人工巡查农作物生长情况的时候，使用移动端通过互联网连接服务器，从服务器上获取灌溉模块的各个灌溉单元的灌溉数据和该区域的环境数据，依据数据分析和实际生长情况，通过移动端连接服务器进而连接控制机，通过控制机直接开启灌溉或修改该区域的预设数据。

自动控制，采集模块的传感器组获取不同区域内的环境数据，控制即获取采集模块的数据，先分析数据是否在正常范围内，不在则警报，体现人工介入，再分析数据是否达到预设的灌溉条件(如预设土壤湿度30％，实际土壤湿度小于30％则为达到预设灌溉调节)，若达到则通过单片机控制该区域电磁阀开启，开启该区域的灌溉，直至达到停止灌溉调节。

自动监控，控制器获取视频模块数据并对图片进行截取，上传服务器将截取的图片进行保存，同时将一部分图片与数据库问题图片特征进行对比，若相似度小于阙值，则发出警报，提醒人工介入，及时发现农作物生长异常原因。

灌溉过程，将灌溉水泵送至加压模块1内进行加压，当某个控制支管3上的电磁阀打开时，高压水直接进入控制支管3和灌溉支管4内，对该区域的农作物进行灌溉，在施肥的时候，开启需要施肥区域内输药支管6上的电磁阀，再通过输药模块5将一定量的肥料送入到药液桶7内存在，打开该区域内的控制支管3上的电磁阀，水在流经文丘里管8的时候，将该处的肥料吸入文丘里管8内，在通过该区域内的控制支管3和灌溉支管4对该区域进行施肥。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种智慧农业大棚灌溉系统，其特征在于：包括灌溉模块、视频模块、采集模块、控制机、单片机、服务器和移动端；

2.根据权利要求1所述的一种智慧农业大棚灌溉系统，其特征在于：所述灌溉模块包括加压模块(1)和输药模块(5)，所述加压模块(1)连接有输水总管(2)，所述输水总管(2)通过电磁阀连接与控制支管(3)，所述控制支管(3)连接有灌溉支管(4)，所述输药模块(5)连接有输药支管(6)，且输药模块(5)和输药支管(6)之间设有电磁阀，所述输药支管(6)的一侧设有药液桶(7)，所述控制支管(3)靠近电子阀的一端设有文丘里管(8)，所述药液桶(7)通过软管和文丘里管(8)连接。

3.根据权利要求1所述的一种智慧农业大棚灌溉系统，其特征在于：所述采集模块连接有多组传感器，所述视频模块设有多组监控器，所述灌溉模块的每个灌溉单元的范围内均设有一组传感器和监控器。

4.根据权利要求1所述的一种智慧农业大棚灌溉系统，其特征在于：所述控制机内包括数据比对单元，用于将采集数据和预设数据进行比对；视频对比单元，用于将采集照片特征和预存照片特征进行比对；控制单元，用于根据比对结果和输入指令输出控制指令；存储单元，存储预设数据和预存图片；所述控制机还连接有报警装置。

5.根据权利要求1所述的一种智慧农业大棚灌溉系统，其特征在于：所述灌溉模块内的电磁阀、采集模块内的传感器、视频模块内的监控器、单片机和控制机通过无线网或有线网构成的局域网内进行信息传输，所述控制机、服务器和移动端通过互联网进行信息传输。

6.根据权利要求1所述的一种智慧农业大棚灌溉系统，其特征在于：所述移动端包括数据读写单元，读取服务器存储的农作物灌溉数据和采集模块获得的生长环境数据并上传人工观察的数据；标记单元，标记需重点观察的灌溉单元便于远程监控；指令单元，输入控制指令，远程控制灌溉的开启。