CN113219891A - 一种水肥自动打药及回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了本发明提出了一种水肥自动打药及回收系统，包括：每个水肥一体机监控箱安装于农业现场，用于采集水肥环境数据和大棚环境数据，并将采集到的水肥环境数据和大棚环境数据通过无线通讯接口发送至远程云端监控平台，远程云端监控平台对接收到对数据进行分析并显示给管理员查看，远程云端监控平台与每个水肥一体机监控箱连接，用于实时显示每个水肥一体机监控箱所在农业现场的水肥环境数据和大棚环境数据，当接收到管理员触发控制指令后，分析该控制指令的控制目标和控制参数，然后下发至农业现场对应的控制目标，控制其动作，以调节农业现场的水肥环境数据和大棚环境数据；并且远程云端监控平台还用于实时监控水泵的运行状态、控制农业灌溉。
Description
技术领域
本发明涉及农业自动化技术领域，特别涉及一种水肥自动打药及回收系统。
背景技术
现有的农业现场的水肥控制，通常是由人员根据传感器采集的环境数据，手动调节水泵、卷帘等，来实现对现场数据的调节，但是这种方式过分依赖于人工。如果人员不在时，出现环境数据超标现象，无法及时调节控制，可能导致农作物损失。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本发明的目的在于提出一种水肥自动打药及回收系统。
为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种水肥自动打药及回收系统，包括：至少一个水肥一体机监控箱和远程云端监控平台，其中，每个所述水肥一体机监控箱安装于农业现场，用于采集水肥环境数据和大棚环境数据，并将采集到的水肥环境数据和大棚环境数据通过无线通讯接口发送至所述远程云端监控平台，所述远程云端监控平台对接收到对数据进行分析并显示给管理员查看，
所述远程云端监控平台与每个所述水肥一体机监控箱连接，用于实时显示每个水肥一体机监控箱所在农业现场的水肥环境数据和大棚环境数据，并提供控制按钮，当接收到所述管理员触发控制指令后，分析该控制指令的控制目标和控制参数，然后下发至农业现场对应的控制目标，控制其动作，以调节农业现场的水肥环境数据和大棚环境数据；并且所述远程云端监控平台还用于实时监控水泵的运行状态、控制农业灌溉。
进一步，所述水肥一体机监控箱包括：电源模块、传感器组件、通信接口组件、触摸显示屏、开关控制接口，其中，所述电源模块用于向所述传感器组件、通信接口组件、触摸显示屏和开关控制接口供电，所述传感器组件与所述通信接口组件和所述触摸显示屏连接，用于采集农业现场的水肥环境数据和大棚环境数据，通过所述通信接口组件发送至所述远程云端监控平台，以及通过所述触摸显示屏显示水肥环境数据和大棚环境数据；所述开关控制接口与所述通信接口组件和所述触摸显示屏连接，用于通过所述通信接口组件接收来自所述远程云端监控平台的控制指令，并切换控制对应的控制目标的动作，以及通过所述触摸显示屏显示控制参数。
进一步，所述传感器组件包括：液位传感器，位于搅拌桶内，用于采集搅拌桶内的液位数据；电导率EC传感器，位于搅拌桶内，用于采集搅拌桶内的水肥EC值；PH值传感器，位于搅拌桶内，用于采集搅拌桶内的水肥PH值；大棚环境四合一传感器和土壤温湿度传感器，位于大棚内，用于采集大棚的环境数据。
进一步，所述开关控制接口包括：多个中间继电器、交流接触器和限流器，其中，配置中间继电器用于控制电磁阀、蠕动泵和卷帘；配置中间继电器、交流接触器和限流器的组合，用于控制加压泵和搅拌机。
进一步，所述远程云端监控平台控制农业灌溉，包括：配置灌溉策略，以实现定时灌溉、循环灌溉和按需灌溉，实现对灌溉的调度管控。
进一步，所述远程云端监控平台实时监控水泵的运行状态，包括：对水泵运行的电流和电压进行检测、远程启停控制和频率调节控制。
进一步，所述远程云端监控平台接收用户的监控逻辑策略编辑指令，以对相应的农业现场的控制策略进行调整。
进一步，所述远程云端监控平台用于通过GIS地图方式对设备的地域分布信息进行显示，并以自动巡检展示的方式自动显示设备的动态信息。
进一步，所述远程云端监控平台用于对采集的水肥环境数据和大棚环境数据进行分析，当判断超过阈值时发出报警提示。
进一步，所述远程云端监控平台采用PC端或APP端形式。
根据本发明实施例的水肥自动打药及回收系统，配置监控设备的自控策略、云端自控策略，对当前控制模型包含但不限于通道数量的限制。本发明可以实现水肥简易控制，可手工操作，尽可能利用原有设施，实现水肥一体化。本发明综合用户各类需求，将提供以下监控箱满足用户的监控需求方案。
本发明的水肥自动打药及回收系统可以应用于药液回收，尤其是大规模种植；对相关配件几乎不限制，比如搅拌桶根据实际场合可选择水桶、水池等方式；对灌溉方式不限制，滴灌、渗灌、喷管均可以；易改装，容易根据已有条件，进行适配。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的水肥自动打药及回收系统的结构图；
图2为根据本发明实施例的水肥自动打药及回收系统的阀门控制图；
图3为根据本发明实施例的水肥自动打药及回收系统的控制工艺图；
图4a至图4e为根据本发明实施例的远程云端监控平台的PC端界面图；
图5a至图5c为根据本发明实施例的远程云端监控平台的APP端界面图；
图6a至图6d为根据本发明实施例的逻辑自控的APP端界面图；
图7为根据本发明实施例的逻辑自控的PC端界面图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明实施例的水肥自动打药及回收系统，包括：至少一个水肥一体机监控箱1和远程云端监控平台2。
每个水肥一体机监控箱1安装于农业现场，用于采集水肥环境数据和大棚环境数据，并将采集到的水肥环境数据和大棚环境数据通过无线通讯接口发送至远程云端监控平台2，远程云端监控平台2对接收到对数据进行分析并显示给管理员查看。
具体的，水肥一体机监控箱1包括：电源模块、传感器组件、通信接口组件、触摸显示屏、开关控制接口。
电源模块用于向传感器组件、通信接口组件、触摸显示屏和开关控制接口供电。
传感器组件与通信接口组件和触摸显示屏连接，用于采集农业现场的水肥环境数据和大棚环境数据，通过通信接口组件发送至远程云端监控平台2，以及通过触摸显示屏显示水肥环境数据和大棚环境数据。
在本发明的实施例中，传感器组件包括：液位传感器，位于搅拌桶内，用于采集搅拌桶内的液位数据；电导率EC传感器，位于搅拌桶内，用于采集搅拌桶内的水肥EC值；PH值传感器，位于搅拌桶内，用于采集搅拌桶内的水肥PH值；大棚环境四合一传感器和土壤温湿度传感器，位于大棚内，用于采集大棚的环境数据，例如温度、湿度、CO2、光照度等。土壤温湿度传感器，用于检测土壤的温度和湿度。
此外，传感器组件还包括：4个浮子开关和2个电流变送器。
通信接口组件包括：一路RS232、一路RS485、以太网、2G或4G全网通、WiFi接口、8通道的4-20mA采集、16路开关量信号采集、16路继电器控制输出和触摸显示屏操作控制。
开关控制接口与通信接口组件和触摸显示屏连接，用于通过通信接口组件接收来自远程云端监控平台2的控制指令，并切换控制对应的控制目标的动作，以及通过触摸显示屏显示控制参数。
具体来说，水肥一体机监控箱1集成了触摸屏一体显示控制，可现场显示实际传感器数据，并可现场触摸控制实际输出设备。
在本发明的实施例中，开关控制接口包括：多个中间继电器、交流接触器和限流器，其中，配置中间继电器用于控制电磁阀、蠕动泵和卷帘；配置中间继电器、交流接触器和限流器的组合，用于控制加压泵和搅拌机。
参考图2和图3，具体配置如下：
2个中间继电器用于电磁阀控制；2个中间继电器用于蠕动泵控制；1个中间继电器用于电磁阀控制；1个中间继电器，1个交流接触器，1个限流器用于加压泵(柱塞泵)控制；1个中间继电器，1个交流接触器，1个限流器用于加压泵用于搅拌机控制；预留2个中间继电器用于卷帘控制；预留2个中继电器作为备用控制。
通过蠕动泵添加母液，通过电磁阀控制自来水，通过搅拌机搅拌，通过EC、液位计、浮子开关控制容量，通过加压泵(柱塞泵)、电动阀门进行定时灌溉。
实现功能如下：手动控制打开A,B母液的蠕动泵；手动控制自来水的电磁阀；手动控制电动阀门；手动控制加压泵；自动水肥控制；自动定时灌溉。
综上，水肥一体机监控箱1可以实现以下功能：实时采集8路4-20mA传感器；支持2组柱塞泵控制；支持肥料、水混合；支持1路搅拌桶液位计；支持1路电流检测反馈；支持大棚环境检测、土壤墒情检测；支持蠕动泵、电动阀门自动控制；支持水肥控制流程；支持本地状态显示；支持本地策略配置；支持本地参数调整；支持远程遥控遥测。
水肥一体机监控箱1的技术参数如下：
控制箱电源：交流220V；主控电源：DC24V；主控功耗：<6W；模拟量输入：4-20mA，12Bit精度；开关量输入：光耦隔离输入；开关量输出：继电器干节点输出；Modbus RTU、Modbus TCP；工作温度：-30～80℃；湿度范围：相对湿度95％(无凝结)。
远程云端监控平台2与每个水肥一体机监控箱1连接，用于实时显示每个水肥一体机监控箱1所在农业现场的水肥环境数据和大棚环境数据，并提供控制按钮，当接收到管理员触发控制指令后，分析该控制指令的控制目标和控制参数，然后下发至农业现场对应的控制目标，控制其动作，以调节农业现场的水肥环境数据和大棚环境数据；并且远程云端监控平台2还用于实时监控水泵的运行状态、控制农业灌溉。
在本发明的实施例中，远程云端监控平台采用PC端或APP端形式。图4a至图4e为根据本发明实施例的远程云端监控平台的PC端界面图。图5a至图5c为根据本发明实施例的远程云端监控平台的APP端界面图。
在本发明的实施例中，远程云端监控平台2可以通过对水泵、搅拌泵、电磁阀的控制，来调节水肥，并对培养液的EC，PH值进行检测。
农业监控管理系统主要围绕土壤墒情、气象状态、农业灌溉、水泵监控、大棚管理、水肥一体而进行的信息化管理。
本发明的远程云端监控平台2可以实现以下功能：
(1)采集控制功能
1、土壤墒情采集：土壤温度、土壤湿度、土壤EC、土壤PH
2、气象监控：光照度、CO2浓度、风速、风向、雨量统计。
3、农业灌溉：支持定时灌溉、循环灌溉、按需灌溉、以及其它策略控制灌溉。
在本发明的实施例中，远程云端监控平台2控制农业灌溉，包括：配置灌溉策略，以实现定时灌溉、循环灌溉和按需灌溉，实现对灌溉的调度管控。
4、水泵监控：支持水泵的运行状态检测(电压、电流、)、远程启停、频率调节。
在本发明的实施例中，远程云端监控平台2实时监控水泵的运行状态，包括：对水泵运行的电流和电压进行检测、远程启停控制和频率调节控制。
5、大棚测控：支持一体化的土壤墒情、环境参数检测；支持对循环风、补光灯、卷帘的的远程控制；支持对灌溉的调度管控。
(2)监控展示功能
提供网页端监控方式；提供微信端监控方式；提供远程App展示方式，包含android、IOS平台；支持嵌入式H5展示方式(内嵌于第三方管理系统软件：企业内应用平台、钉钉应用平台)；支持GIS动态展示终端信息；支持栅格方式动态展示终端信息；支持动画方式展示终端信息。
(3)边缘计算功能
系统对于重要的应用控制功能，采用边缘计算方式。通过配置逻辑策略，在本地硬件策略引擎方式，使得可脱离于云平台在本地自动运行。
通过边缘计算，采集控制终端可根据外界采集信息快速处理达到快速控制的需求。
(4)云策略控制功能
用户可在云平添制定控制逻辑规则，用于控制、提醒、预警当前状态。
用户可配置调度规则，事件规则，可快速配置自定义的自动化控制流程。远程云端监控平台2接收用户的监控逻辑策略编辑指令，以对相应的农业现场的控制策略进行调整。
(5)事件预警报警功能
用户可对传感采集信息启用报警通知。系统可通过消息推送、微信推送、短信通知方式提醒用户。
在本发明的实施例中，远程云端监控平台2用于对采集的水肥环境数据和大棚环境数据进行分析，当判断超过阈值时发出报警提示。
(6)统计功能功能
用户可对设备运行状态、控制流程、报警事件、其它信息进行分类统计、展示以及数据下载。
(7)权限分配功能
针对不同的用户，对指定的设备拥有不同的权限：
管理权限：设备信息管理权限、删除设备权限、控制权限、分享权限、设备内部参数配置权限、云策略控制配置权限。
编辑权限：设备信息管理权限。
操作权限：对设备进行远程控制的操作权限。
只读权限：查看设备的实时状态、查看设备的历史数据、曲线、统计报告。
(8)GIS功能
通过GIS地图方式对设备进行直观的地域信息展示。
以自动巡检展示的方式自动显示设备的动态信息。
支持在GIS地图模式下，对设备进行手动预览、操作自动跳转等功能。
(9)栅格展示
通过栅格布局方式实时显示设备的状态信息、报警信息。
(10)设备分享
对技术专家提供便捷设备分享功能，用于对农业技术的养殖分析。
(11)态势分析
通过累积学习，能对传感进行趋势预计，达到提前预警功能。
本发明的水肥自动打药及回收系统进一步配置逻辑自控策略，即系统预先配置好不同现场状态下的控制动作和控制参数。当接收到传感器返回的采集数据时，自动和数据库中的相应策略进行匹配，调用对应的控制指令下发至相应控制对象。
图6a至图6d为根据本发明实施例的逻辑自控的APP端界面图。图7为根据本发明实施例的逻辑自控的PC端界面图。
本发明实施例的水肥自动打药及回收系统，工作原理如下：
1:调节EC值，通过A B蠕动泵控制母液AB的量，来调节EC值。
2:调节PH值，通过C蠕动泵控制调和液的量，来调节PH值，
3：通过液位计控制F1自来水加水量
4：通过F2控制是否加药
5：回收阀门A,B为三通电动球阀，可控制水流向，通过调节阀门A,B的开关，可调节加压泵为加药状态还是回收状态。
6：打药阀门、水肥阀门用于选择不同用途的管道，也可两者相同。与灌溉、施肥的方式有关。比如：滴灌、喷灌。
根据本发明实施例的水肥自动打药及回收系统，配置监控设备的自控策略、云端自控策略，对当前控制模型包含但不限于通道数量的限制。本发明可以实现水肥简易控制，可手工操作，尽可能利用原有设施，实现水肥一体化。本发明综合用户各类需求，将提供以下监控箱满足用户的监控需求方案。
本发明的水肥自动打药及回收系统可以应用于药液回收，尤其是大规模种植；对相关配件几乎不限制，比如搅拌桶根据实际场合可选择水桶、水池等方式；对灌溉方式不限制，滴灌、渗灌、喷管均可以；易改装，容易根据已有条件，进行适配。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (10)
1.一种水肥自动打药及回收系统，其特征在于，包括：至少一个水肥一体机监控箱和远程云端监控平台，其中，
每个所述水肥一体机监控箱安装于农业现场，用于采集水肥环境数据和大棚环境数据，并将采集到的水肥环境数据和大棚环境数据通过无线通讯接口发送至所述远程云端监控平台，所述远程云端监控平台对接收到对数据进行分析并显示给管理员查看，
所述远程云端监控平台与每个所述水肥一体机监控箱连接，用于实时显示每个水肥一体机监控箱所在农业现场的水肥环境数据和大棚环境数据，并提供控制按钮，当接收到所述管理员触发控制指令后，分析该控制指令的控制目标和控制参数，然后下发至农业现场对应的控制目标，控制其动作，以调节农业现场的水肥环境数据和大棚环境数据；并且所述远程云端监控平台还用于实时监控水泵的运行状态、控制农业灌溉。
2.如权利要求1所述的水肥自动打药及回收系统，其特征在于，所述水肥一体机监控箱包括：电源模块、传感器组件、通信接口组件、触摸显示屏、开关控制接口，其中，
所述电源模块用于向所述传感器组件、通信接口组件、触摸显示屏和开关控制接口供电，
所述传感器组件与所述通信接口组件和所述触摸显示屏连接，用于采集农业现场的水肥环境数据和大棚环境数据，通过所述通信接口组件发送至所述远程云端监控平台，以及通过所述触摸显示屏显示水肥环境数据和大棚环境数据；
所述开关控制接口与所述通信接口组件和所述触摸显示屏连接，用于通过所述通信接口组件接收来自所述远程云端监控平台的控制指令，并切换控制对应的控制目标的动作，以及通过所述触摸显示屏显示控制参数。
3.如权利要求2所述的水肥自动打药及回收系统，其特征在于，所述传感器组件包括：
液位传感器，位于搅拌桶内，用于采集搅拌桶内的液位数据；
电导率EC传感器，位于搅拌桶内，用于采集搅拌桶内的水肥EC值；
PH值传感器，位于搅拌桶内，用于采集搅拌桶内的水肥PH值；
大棚环境四合一传感器和土壤温湿度传感器，位于大棚内，用于采集大棚的环境数据。
4.如权利要求2所述的水肥自动打药及回收系统，其特征在于，所述开关控制接口包括：多个中间继电器、交流接触器和限流器，其中，配置中间继电器用于控制电磁阀、蠕动泵和卷帘；配置中间继电器、交流接触器和限流器的组合，用于控制加压泵和搅拌机。
5.求1所述的水肥自动打药及回收系统，其特征在于，所述远程云端监控平台控制农业灌溉，包括：配置灌溉策略，以实现定时灌溉、循环灌溉和按需灌溉，实现对灌溉的调度管控。
6.如权利要求1所述的水肥自动打药及回收系统，其特征在于，所述远程云端监控平台实时监控水泵的运行状态，包括：对水泵运行的电流和电压进行检测、远程启停控制和频率调节控制。
7.如权利要求1所述的水肥自动打药及回收系统，其特征在于，所述远程云端监控平台接收用户的监控逻辑策略编辑指令，以对相应的农业现场的控制策略进行调整。
8.如权利要求1所述的水肥自动打药及回收系统，其特征在于，所述远程云端监控平台用于通过GIS地图方式对设备的地域分布信息进行显示，并以自动巡检展示的方式自动显示设备的动态信息。
9.如权利要求1所述的水肥自动打药及回收系统，其特征在于，所述远程云端监控平台用于对采集的水肥环境数据和大棚环境数据进行分析，当判断超过阈值时发出报警提示。
10.如权利要求1所述的水肥自动打药及回收系统，其特征在于，所述远程云端监控平台采用PC端或APP端形式。
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2021
- 2021-04-30 CN CN202110480803.1A patent/CN113219891A/zh active Pending
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