CN113080036A - 一种智能灌溉控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了油橄榄种植技术领域的一种智能灌溉控制系统，包括灌溉单元、供电单元和远程控制设备，所述供电单元提供灌溉单元电力，所述灌溉单元包括环境数据采集组件、中央处理器、程控输水管电磁阀、程控输肥管电磁阀和加压水泵和远程控制设备，实现油橄榄生长环境信息化、智能化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用保证山地环境适宜作物生长实现精细化的管理，为作物的高产创造条件，提升效率、降低成本、增加收益。
Description
技术领域
本发明涉及油橄榄种植技术领域，具体为一种智能灌溉控制系统。
背景技术
大多数农户加温、浇水、通风等，全凭感觉。人感觉冷了就加温，感觉干了就浇水，感觉闷了就通风，没有科学依据。农业进入信息化时代后，对油橄榄生长环境的空气温湿度、土壤温湿度、CO2浓度及光照等农业环境信息的采集也越来越重视。因此，将物联网技术引入温室大棚中来，实现温室种植的智能管理。
基于此，本发明设计了一种智能灌溉控制系统，以解决上述提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能灌溉控制系统，以解决上述提到的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能灌溉控制系统，包括灌溉单元、供电单元和远程控制设备，所述供电单元提供灌溉单元电力，所述灌溉单元包括环境数据采集组件、中央处理器、程控输水管电磁阀、程控输肥管电磁阀和加压水泵，所述远程控制设备
用于通过电脑或者手机远程查看实时环境数据，包括空气温度、空气湿度、土壤温度和土壤湿度、光照强度、二氧化碳浓度、氧气浓度，远程实时查看视频监控视频，并保存录像文件，同时具备控制命令的下发和数据分析能力；
智能报警模块，用于设置不同环境参数的上下阀值，一旦超过阀值，通过消息提醒相应管理者；
远程自动控制模块，用于随环境参数变化自动控制；
历史数据分析模块，用于通过不同条件组合查询和对比历史环境数据，与农业生产数据建立统一的数据模型，通过数据挖掘分析更加适合农作物生产能提高农作物产量的环境参数进行辅助决策；
视频监控模块，用于对种植作物的生长情况、投入品使用情况和病虫害状况情况进行实时视频监控，实现现场无人职守情况下，种植者对作物生长状况的远程在线监控，农业专家远程在线病虫害作物图像信息获取，质量监督检验检疫部门及上级主管部门对生产过程的监督和及时干预，以及信息技术管理人员对现场数据信息和图像信息的获取、备份和分析处理。
优选的，所述供电包括太阳能面板、蓄电池、逆变器、变压器和220V市电接口，所述蓄电池分别与太阳能面板和220V市电接口连接，所述蓄电池通过逆变器与灌溉单元电连接，所述220V市电接口通过变压器与灌溉单元电连接。
优选的，所述环境数据采集组件包括
空气温湿度传感器，用于负责采集空气温湿度值；
土壤温湿度传感器，用于负责采集土壤温湿度值；
CO2浓度传感器，用于负责采集CO2浓度值；
氧气浓度传感器，用于负责采集氧气浓度值；
光敏传感器，用于负责采集光照强度值；
风速风向传感器，用于负责采集山地环境的风速和风向，远程提前查看农药喷雾使用时机和方式，记录并保存一段时间里的风速风向情况，预期做好油橄榄树放风沙处理；
高清摄像装置，用于实时传输并保存山地油橄榄生长情况，方便远程查看和管理；
输水管流量计，用于负责统计输水量值；
输肥管流量计，用于负责统计液体肥输送量值。
优选的，所述程控输水管电磁阀用于负责控制输水管通断，由中央处理器控制；
所述程控输肥管电磁阀负责控制输肥管通断，由中央处理器控制；
所述加压水泵负责提供水压，在空气湿度较低或温度较高时开启水泵向喷雾头提供水压，开始雾化空气，增加空气湿度。
优选的，所述中央处理器用于负责读取传感器的数据，包括空气温湿度传感器、土壤湿度传感器、氧气浓度传感器、光敏传感器、风速风向传感器、输水管流量计、输肥管流量计和高清摄像装置；用于负责通过读取传感器的数据进行综合运算和判断，然后控制输水管电磁阀和液体肥电磁阀；用于负责接收来自远程控制设备的命令或上报传感器数据和控制状态，如将温度、湿度、光线强度和输送流量信息上报远程控制设备。
优选的，所述中央处理器主要由保护外壳和固定安装在保护外壳内的控制电路板组成，所述保护外壳上设有网络通信接口，2.4G无线通信天线，传感器接口，电磁阀控制接口和视频传输接口，电源接口I和电源接口II。
优选的，所述远程控制设备具备手动模式和自动模式的切换；手动模式下可远程查看环境参数，手动控制输水管电磁阀开关和液体肥电磁阀开关；自动模式下将实时记录环境情况并分析，然后自动控制输水灌溉量和施肥量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该系统可以实时远程获取山地空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度、光照强度、风速风向、氧气浓度、输水灌溉量、施肥量及视频图像。通过模型分析，可以自动控制输水管和输肥管的开启和关闭以及加压水泵的开启和关闭。同时，系统还可以通过手机、计算机等信息终端向管理者推送实时监测信息、报警信息，实现油橄榄生长环境信息化、智能化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用保证山地环境适宜作物生长实现精细化的管理，为作物的高产创造条件，提升效率、降低成本、增加收益。
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为本发明供电单元结构框图；
图2为本发明灌溉单元结构框图；
图3为本发明远程控制设备结构框图。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种智能灌溉控制系统，包括灌溉单元2、供电单元1和远程控制设备3，所述供电单元1提供灌溉单元2电力，所述灌溉单元2包括环境数据采集组件、中央处理器4、程控输水管电磁阀5、程控输肥管电磁阀6和加压水泵7和远程控制设备3，所述远程控制设备3包括
温室环境实时监控模块301，通过电脑或手机远程查看温室的实时环境数据，包括空气温度、空气湿度、土壤温度和土壤湿度、光照度、二氧化碳浓度、氧气浓度等。远程实时查看视频监控视频，并可以保存录像文件，防止农作物被盗等状况出现。
智能报警模块302，系统可以灵活的设置不同环境参数的上下阀值。一旦超出阀值，系统可以根据配置，通过系统消息方式提醒相应管理者。可及时发现不正常状态设备，通过系统消息及时提醒管理者，保证系统稳定运行。
远程自动控制模块303，可以自定义规则，让整个系统随环境参数变化自动控制，比如当土壤湿度过低时输水管电磁阀自动打开自动开始浇水。提供手机客户端，客户可以通过手机在任意地点远程控制所有设备。
历史数据分析模块304，系统可以通过不同条件组合查询和对比历史环境数据。与农业生产数据建立统一的数据模型，系统通过数据挖掘等技术可以分析更适合农作物生长、能提高农作物产量的环境参数，辅助决策。
视频监控模块305，通过在农业生产区域内安装高清摄像装置，对包括种植作物的生长情况、投入品使用情况和病虫害状况情况进行实时视频监控，实现现场无人职守情况下，种植者对作物生长状况的远程在线监控，农业专家远程在线病虫害作物图像信息获取，质量监督检验检疫部门及上级主管部门对生产过程的监督和及时干预，以及信息技术管理人员对现场数据信息和图像信息的获取、备份和分析处理。
其中，所述供电包括太阳能面板101、蓄电池102、逆变器104、变压器105和220V市电接口103，所述蓄电池102分别与太阳能面板101和220V市电接口103连接，所述蓄电池102通过逆变器104与灌溉单元2电连接，所述220V市电接口103通过变压器105与灌溉单元2电连接。
其中，所述环境数据采集组件包括
空气温湿度传感器8，用于负责采集空气温湿度值；
土壤温湿度传感器9，用于负责采集土壤温湿度值；
CO2浓度传感器10，用于负责采集CO2浓度值；
氧气浓度传感器11，用于负责采集氧气浓度值；
光敏传感器12，用于负责采集光照强度值；
风速风向传感器13，用于负责采集山地环境的风速和风向，远程提前查看农药喷雾使用时机和方式，记录并保存一段时间里的风速风向情况，预期做好油橄榄树放风沙处理；
高清摄像装置14，用于实时传输并保存山地油橄榄生长情况，方便远程查看和管理；
输水管流量计15，用于负责统计输水量值；
输肥管流量计16，用于负责统计液体肥输送量值。
其中，所述程控输水管电磁阀5用于负责控制输水管通断，由中央处理器4控制；
所述程控输肥管电磁阀6负责控制输肥管通断，由中央处理器4控制；
所述加压水泵7负责提供水压，在空气湿度较低或温度较高时开启水泵向喷雾头提供水压，开始雾化空气，增加空气湿度。
其中，所述中央处理器4用于负责读取传感器的数据，包括空气温湿度传感器8、土壤湿度传感器、氧气浓度传感器11、光敏传感器12、风速风向传感器13、输水管流量计15、输肥管流量计16和高清摄像装置14；用于负责通过读取传感器的数据进行综合运算和判断，然后控制输水管电磁阀和液体肥电磁阀；用于负责接收来自远程控制设备3的命令或上报传感器数据和控制状态，如将温度、湿度、光线强度和输送流量信息上报远程控制设备3。所述中央处理器4主要由保护外壳和固定安装在保护外壳内的控制电路板组成，所述保护外壳上设有网络通信接口，2.4G无线通信天线，传感器接口，电磁阀控制接口和视频传输接口，电源接口I和电源接口II，本系统可采用太阳能或市电供电,达到节能和双重供电保障的目的；有线网络(TCP/IP)通信技术和2.4G无线局域网传输数据,使其能安全稳定的把采集到的数据传输到远程控制软件。
其中，远程控制设备3
(1)、负责显示中央处理器上报的环境值和当前控制状态。比如显示温度值、湿度值、光线强度、输水灌溉量、施肥量和电磁阀开关状态等信息。
(2)、负责一些智能控制的相关算法的实现，比如温度大于设定值或湿度小于一定的值或光照强度大于一定值就打开输水电磁阀。或每隔一段时间控制液体肥电磁阀的打开。可设定灌溉水量和施肥量，由相应流量计统计记录灌溉量，达到设定量后将自动关闭灌溉。
(3)、具备手动模式和自动模式的切换；手动模式下可远程查看环境参数(温度、湿度、光照强度等)，也可手动控制输水电池阀开关和输肥电池阀开关；自动模式下系统将实时记录环境情况并分析，然后自动控制输水灌溉量和施肥量。
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。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种智能灌溉控制系统，其特征在于：包括灌溉单元、供电单元和远程控制设备，所述供电单元提供灌溉单元电力，所述灌溉单元包括环境数据采集组件、中央处理器、程控输水管电磁阀、程控输肥管电磁阀和加压水泵和远程控制设备，所述远程控制设备包括
环境实时监控模块，用于通过电脑或者手机远程查看实时环境数据，包括空气温度、空气湿度、土壤温度和土壤湿度、光照强度、二氧化碳浓度、氧气浓度，远程实时查看视频监控视频，并保存录像文件；
智能报警模块，用于设置不同环境参数的上下阀值，一旦超过阀值，通过消息提醒相应管理者；
远程自动控制模块，用于随环境参数变化自动控制；
历史数据分析模块，用于通过不同条件组合查询和对比历史环境数据，与农业生产数据建立统一的数据模型，通过数据挖掘分析更加适合农作物生产能提高农作物产量的环境参数进行辅助决策；
视频监控模块，用于对种植作物的生长情况、投入品使用情况和病虫害状况情况进行实时视频监控，实现现场无人职守情况下，种植者对作物生长状况的远程在线监控，农业专家远程在线病虫害作物图像信息获取，质量监督检验检疫部门及上级主管部门对生产过程的监督和及时干预，以及信息技术管理人员对现场数据信息和图像信息的获取、备份和分析处理。
2.根据权利要求1所述的一种智能灌溉控制系统，其特征在于：所述供电包括太阳能面板、蓄电池、逆变器、变压器和220V市电接口，所述蓄电池分别与太阳能面板和220V市电接口连接，所述蓄电池通过逆变器与灌溉单元电连接，所述220V市电接口通过变压器与灌溉单元电连接。
3.根据权利要求1所述的一种智能灌溉控制系统，其特征在于：所述环境数据采集组件包括
空气温湿度传感器，用于负责采集空气温湿度值；
土壤温湿度传感器，用于负责采集土壤温湿度值；
CO2浓度传感器，用于负责采集CO2浓度值；
氧气浓度传感器，用于负责采集氧气浓度值；
光敏传感器，用于负责采集光照强度值；
风速风向传感器，用于负责采集山地环境的风速和风向，远程提前查看农药喷雾使用时机和方式，记录并保存一段时间里的风速风向情况，预期做好油橄榄树放风沙处理；
高清摄像装置，用于实时传输并保存山地油橄榄生长情况，方便远程查看和管理；
输水管流量计，用于负责统计输水量值；
输肥管流量计，用于负责统计液体肥输送量值。
4.根据权利要求1所述的一种智能灌溉控制系统，其特征在于：
所述程控输水管电磁阀用于负责控制输水管通断，由中央处理器控制；
所述程控输肥管电磁阀负责控制输肥管通断，由中央处理器控制；
所述加压水泵负责提供水压，在空气湿度较低或温度较高时开启水泵向喷雾头提供水压，开始雾化空气，增加空气湿度。
5.根据权利要求1所述的一种智能灌溉控制系统，其特征在于：所述中央处理器用于负责读取传感器的数据，包括空气温湿度传感器、土壤湿度传感器、氧气浓度传感器、光敏传感器、风速风向传感器、输水管流量计、输肥管流量计和高清摄像装置；用于负责通过读取传感器的数据进行综合运算和判断，然后控制输水管电磁阀和液体肥电磁阀；用于负责接收来自远程控制设备的命令或上报传感器数据和控制状态，如将温度、湿度、光线强度和输送流量信息上报远程控制设备。
6.根据权利要求1所述的一种智能灌溉控制系统，其特征在于：所述中央处理器主要由保护外壳和固定安装在保护外壳内的控制电路板组成，所述保护外壳上设有网络通信接口，2.4G无线通信天线，传感器接口，电磁阀控制接口和视频传输接口，电源接口I和电源接口II。
7.根据权利要求1所述的一种智能灌溉控制系统，其特征在于：所述远程控制设备具备手动模式和自动模式的切换；手动模式下可远程查看环境参数，手动控制输水管电磁阀开关和液体肥电磁阀开关；自动模式下将实时记录环境情况并分析，然后自动控制输水灌溉量和施肥量。
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