CN112335534B - 一种灌溉方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种灌溉方法，包括获取灌溉池中灌溉液的当前流量；根据所述当前流量，确定电机的转速；所述电机与管带卷盘相连；发送所述转速至电机驱动器，使所述电机驱动器控制所述电机的转动，以便调整所述管带卷盘上管带的移动速度使所述管带当前所在区域的灌溉液总量为预设值。可见，本申请的灌溉方法通过获得灌溉时灌溉液的当前流量，并根据当前流量得到电机的转速，然后将转速发送至电机驱动器，从而使电机驱动器驱动电机转动，由于管带卷盘与电机相连，电机带动管带卷盘转动，由管带卷盘的转动速度调整管带的移动速度，进而保证灌溉区域各处的灌溉液总量相等，实现均匀适量灌溉，保护农田。此外，本申请还提供一种具有上述优点的灌溉系统。
Description
技术领域
本申请涉及灌溉技术领域，特别是涉及一种灌溉方法和系统。
背景技术
农业是国家的经济命脉和用水大户，由于资金、技术等方面的原因，我国的农业发展机械化水平不高，特别是在农业灌溉方面。目前的灌溉方式仍然普遍采用漫灌，即在田间不做任何沟埂，灌水时任其在地面漫流，借重力作用浸润土壤，漫灌不仅增加了人工成本的投入，而且不能保证灌溉的量和均匀度，尤其是利用沼液进行灌溉时，容易导致沼液对秧苗的损伤以及土壤结构的破坏，甚至破坏农田生态系统。
因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。
发明内容
本申请的目的是提供一种灌溉方法和系统，以实现适量灌溉和均匀灌溉。
为解决上述技术问题，本申请提供一种灌溉方法，包括：
获取灌溉池中灌溉液的当前流量；
根据所述当前流量，确定电机的转速；所述电机与管带卷盘相连；
发送所述转速至电机驱动器，使所述电机驱动器控制所述电机的转动，以便调整所述管带卷盘上管带的移动速度使所述管带当前所在区域的灌溉液总量为预设值。
可选的，所述根据所述当前流量，确定电机的转速包括：
根据预设流量和电压对应关系，获得与所述当前流量对应的电压；
根据预设电压和转速对应关系，获得与所述电压对应的所述转速。
可选的，还包括：
当所述管带的出水口到达预设位置时，获取光电传感器发送的信号；
根据所述信号发送控制信号至继电器，以便所述继电器控制位于所述管带中的蝶阀关闭。
可选的，还包括：
获取所述管带中所述灌溉液的压力；
判断所述压力是否小于预设压力阈值；
若小于所述预设压力阈值，则发送报警指令至报警设备。
可选的，还包括：
获取土壤的湿度；
发送所述湿度至预设服务器。
可选的，所述发送所述湿度至预设服务器包括：
基于以太网，通过modbus TCP协议发送所述湿度至所述预设服务器。
可选的，所述获取灌溉池中灌溉液的当前流量包括：
通过modbus协议，获取所述当前流量。
可选的，所述发送所述转速至电机驱动器，使所述电机驱动器控制所述电机的转动，以便调整所述管带卷盘上管带的移动速度使所述管带当前所在区域的灌溉液总量为预设值之后，还包括：
获取转速测量码盘发送的所述电机的实际转速；
比较所述实际转速与所述转速的大小；
根据比较结果，发送转速调整指令至所述电机驱动器，使所述电机驱动器调整所述电机的所述实际转速为所述转速。
本申请还提供一种灌溉系统，包括：
流量计，用于测量灌溉池中灌溉液的当前流量；
电机驱动器；
电机；
管带卷盘；
控制器，用于执行上述任一种所述的灌溉方法的步骤。
可选的，还包括：
与所述电机相连的转速测量码盘。
本申请所提供的一种灌溉方法，包括：获取灌溉池中灌溉液的当前流量；根据所述当前流量，确定电机的转速；所述电机与管带卷盘相连；发送所述转速至电机驱动器，使所述电机驱动器控制所述电机的转动，以便调整所述管带卷盘上管带的移动速度使所述管带当前所在区域的灌溉液总量为预设值。
可见，本申请的灌溉方法通过获得灌溉时灌溉液的当前流量，并根据当前流量得到电机的转速，然后将转速发送至电机驱动器，从而使电机驱动器驱动电机转动，由于管带卷盘与电机相连，电机带动管带卷盘转动，由管带卷盘的转动速度调整管带的移动速度，进而保证灌溉区域各处的灌溉液总量相等，实现均匀适量灌溉，保护农田。
此外，本申请还提供一种具有上述优点的灌溉系统。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例所提供的一种灌溉方法的流程图；
图2为本申请实施例所提供的一种灌溉系统的结构示意图；
图3为本申请实施例所提供的另一种灌溉系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术部分所述，目前的灌溉方式仍然普遍采用漫灌，不仅增加了人工成本的投入，而且不能保证灌溉的量和均匀度，尤其是利用沼液进行灌溉时，容易导致沼液对秧苗的损伤以及土壤结构的破坏，甚至破坏农田生态系统。
有鉴于此，本申请提供了一种灌溉方法，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种灌溉方法的流程图，该方法包括：
步骤S101：获取灌溉池中灌溉液的当前流量。
需要指出的是，灌溉液既可以为水也可以为沼液。
可选的，所述获取灌溉池中灌溉液的当前流量包括：
通过modbus协议，获取所述当前流量。modbus协议是一种标准开放的协议，支持多种电气接口，Modbus的帧格式简单，通俗易懂，用户使用起来容易，方便，或者通过485协议获取当前流量。当然，也可以通过蓝牙、WiFi等通信方式进行当前流量的传输。
步骤S102：根据所述当前流量，确定电机的转速；所述电机与管带卷盘相连。
可选的，所述根据所述当前流量，确定电机的转速包括：
根据预设流量和电压对应关系，获得与所述当前流量对应的电压；
根据预设电压和转速对应关系，获得与所述电压对应的所述转速。
需要说明的是，本申请中对预设流量和电压对应关系不做具体限定，可自行设置。例如，预设流量和电压对应关系可以为表格，或者曲线等。同理，本申请中对预设电压和转速对应关系也不做具体限定，视情况而定。例如，预设电压和转速对应关系可以为表格，或者曲线等。
步骤S103：发送所述转速至电机驱动器，使所述电机驱动器控制所述电机的转动，以便调整所述管带卷盘上管带的移动速度使所述管带当前所在区域的灌溉液总量为预设值。
本申请中对灌溉液总量的预设值不做具体限定，视情况而定。由于各个区域的灌溉总量为预设值，当灌溉液的当前流量越大时，电机的转速越大，从而使得管带卷盘转速越大，则管带的移动速度越快，也即管带在当前区域停留的时间越短，从而保证各个区域的灌溉总量相等，灌溉均匀。
可选的，还可以以4G远程通信方式，将当前流量发送至预设终端，以便工作人员及时获取灌溉液的当前流量，其中，预设终端可以为智能手机，电脑，笔记本，iPad等。
本申请的灌溉方法通过获得灌溉时灌溉液的当前流量，并根据当前流量得到电机的转速，然后将转速发送至电机驱动器，从而使电机驱动器驱动电机转动，由于管带卷盘与电机相连，电机带动管带卷盘转动，由管带卷盘的转动速度调整管带的移动速度，进而保证灌溉区域各处的灌溉液总量相等，实现均匀适量灌溉，保护农田。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，灌溉方法还包括：
当所述管带的出水口到达预设位置时，获取光电传感器发送的信号；
根据所述信号发送控制信号至继电器，以便所述继电器控制位于所述管带中的蝶阀关闭。
本申请中包括但不限于通过modbus协议或者485协议获取光电传感器发送的信号。
预设位置处设置有一个机械部件(控制杆)，当管带的出水口到达预设位置时会触碰机械部件，从而使机械部件阻挡光电传感器中的传输路径，光电传感器发出变化的信号。
具体的，控制信号经过串口发送至继电器，改变继电器导通模式，进而改变蝶阀的通电电压正负极，使蝶阀关闭，管带停止通水，所以本实施例中实现对管带停止通水的自动控制，非常方便。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，灌溉方法还包括：
获取所述管带中所述灌溉液的压力；
判断所述压力是否小于预设压力阈值；
若小于所述预设压力阈值，则发送报警指令至报警设备。
本申请中包括但不限于通过modbus协议或者485协议获取灌溉液的压力。
需要说明的是，若压力不小于预设压力阈值，不做任何处理。本申请中对预设压力阈值不做限定，可自行设置。
报警设备接收到报警指令后发出报警信息，报警信息包括但不限于声音报警信息、文字报警信息、闪光报警信息中的任一种或者任意组合。
可选的，还可以以4G远程通信方式，将压力发送至预设终端，以便工作人员及时获取管带中所述灌溉液的压力，其中，预设终端可以为智能手机，电脑，笔记本，iPad等。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，灌溉方法还包括：
获取土壤的湿度；
发送所述湿度至预设服务器。
其中，湿度由湿度传感器通过对土壤水分电导率进行检测，从而转换成湿度信号。
所述发送所述湿度至预设服务器包括：
基于以太网，通过modbus TCP协议发送所述湿度至所述预设服务器，以太网传输速度快，从而加快湿度传输速度。
需要指出的是，还可以以4G远程通信方式，将湿度发送至预设终端，以便工作人员及时获取土壤的湿度，实现对土壤墒情的检测。其中，预设终端可以为智能手机，电脑，笔记本，iPad等。
可选的，通过modbus协议或者485协议获取土壤的湿度。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述发送所述转速至电机驱动器，使所述电机驱动器控制所述电机的转动，以便调整所述管带卷盘上管带的移动速度使所述管带当前所在区域的灌溉液总量为预设值之后，还包括：
获取转速测量码盘发送的所述电机的实际转速；
比较所述实际转速与所述转速的大小；
根据比较结果，发送转速调整指令至所述电机驱动器，使所述电机驱动器调整所述电机的所述实际转速为所述转速。
具体的，当实际转速小于转速时，则发送转速增大的调整指令至电机驱动器，当实际转速大于转速时，则发送转速减小的调整指令至电机驱动器，当实际转速等于转速时，不作处理。
本实施例中通过转速测量码盘测量电机的实际转速，通过实际转速与转速的对比，对实际转速进行修正调整，通过闭环控制方式提高电机转速的精度，从而保证各个区域的灌溉液总量更加精确。
本申请还提供一种灌溉系统，请参考图2，图2为本申请实施例所提供的一种灌溉系统的结构示意图，该系统包括：
流量计2，用于测量灌溉池中灌溉液的当前流量；
电机4驱动器3；
电机4；
管带卷盘5；
控制器1，用于执行上述实施例所述的灌溉方法的步骤。
具体的，控制器1可以为嵌入式MCU(Micro Control Unit，微控制单元)。流量计2、电机4驱动器3分别与控制器1连接，电机4与电机4驱动器3连接，管带卷盘5与电机4连接。
当前流量的测量是根据导体在磁场中作切割磁力线运动时,在导体中会产生感应电势，感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比的原理来实现的，然后传输给控制器1。
本申请的灌溉系统通过获得灌溉时灌溉液的当前流量，并根据当前流量得到电机4的转速，然后将转速发送至电机4驱动器3，从而使电机4驱动器3驱动电机4转动，由于管带卷盘5与电机4相连，电机4带动管带卷盘5转动，由管带卷盘5的转动速度调整管带的移动速度，进而保证灌溉区域各处的灌溉液总量相等，实现均匀适量灌溉，保护农田。
在上述实施例的基础上，请参考图3，图3为本申请实施例所提供的另一种灌溉系统的结构示意图，还包括：
与所述电机4相连的转速测量码盘9。
优选地，灌溉系统还包括：RS-485接口，湿度传感器6，压力传感器7，光电传感器11，继电器12，蝶阀13，EC20通信模组10，报警设备8。
其中，流量计2、湿度传感器6、压力传感器7、光电传感器11均通过RS-485接口与控制器1连接，报警设备8、EC20通信模组10与控制器1相连，继电器12与蝶阀13连接，转速测量码盘9与电机4相连。
湿度传感器6用于测量土壤的湿度，压力传感器7用于测量管带中灌溉液的压力，光电传感器11用于当控制杆阻挡光电传感器11中的传输路径时发出变化的信号，继电器12用于控制蝶阀13的打开和关闭。
EC20通信模组10是一种4G通信模组，支持多输入多输出技术(Multiple InputMultiple Output，MIMO)，即在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而降低误码率，改善通信质量。控制器1将获得压力、当前流量、湿度、光电信号通过EC20通信模组10发送至预设终端，实现信号的采集和汇总。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本申请所提供的灌溉方法和系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种灌溉方法，其特征在于，包括：
获取灌溉池中灌溉液的当前流量；
根据所述当前流量，确定电机的转速；所述电机与管带卷盘相连；
发送所述转速至电机驱动器，使所述电机驱动器控制所述电机的转动，以便调整所述管带卷盘上管带的移动速度使所述管带当前所在区域的灌溉液总量为预设值。
2.如权利要求1所述的灌溉方法，其特征在于，所述根据所述当前流量，确定电机的转速包括：
根据预设流量和电压对应关系，获得与所述当前流量对应的电压；
根据预设电压和转速对应关系，获得与所述电压对应的所述转速。
3.如权利要求1所述的灌溉方法，其特征在于，还包括：
当所述管带的出水口到达预设位置时，获取光电传感器发送的信号；
根据所述信号发送控制信号至继电器，以便所述继电器控制位于所述管带中的蝶阀关闭。
4.如权利要求1所述的灌溉方法，其特征在于，还包括：
获取所述管带中所述灌溉液的压力；
判断所述压力是否小于预设压力阈值；
若小于所述预设压力阈值，则发送报警指令至报警设备。
5.如权利要求1所述的灌溉方法，其特征在于，还包括：
获取土壤的湿度；
发送所述湿度至预设服务器。
6.如权利要求5所述的灌溉方法，其特征在于，所述发送所述湿度至预设服务器包括：
基于以太网，通过modbus TCP协议发送所述湿度至所述预设服务器。
7.如权利要求1所述的灌溉方法，其特征在于，所述获取灌溉池中灌溉液的当前流量包括：
通过modbus协议，获取所述当前流量。
8.如权利要求1至7任一项所述的灌溉方法，其特征在于，所述发送所述转速至电机驱动器，使所述电机驱动器控制所述电机的转动，以便调整所述管带卷盘上管带的移动速度使所述管带当前所在区域的灌溉液总量为预设值之后，还包括：
获取转速测量码盘发送的所述电机的实际转速；
比较所述实际转速与所述转速的大小；
根据比较结果，发送转速调整指令至所述电机驱动器，使所述电机驱动器调整所述电机的所述实际转速为所述转速。
9.一种灌溉系统，其特征在于，包括：
流量计，用于测量灌溉池中灌溉液的当前流量；
电机驱动器；
电机；
管带卷盘；
控制器，用于执行如权利要求1至8任一项所述的灌溉方法的步骤。
10.如权利要求9所述的灌溉系统，其特征在于，还包括：
与所述电机相连的转速测量码盘。
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| Title |
|---|
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