CN114175907A - 一种园区数字节水总控室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种园区数字节水总控室，涉及供水系统技术领域，用于解决园区供水无法准确控制供水量的问题，一种园区数字节水总控室，恒压分区供水系统，用于对园区进行恒压分区供水；数据采集系统，水肥一体化系统，传输显示系统，绿色防控巡检系统，高压喷淋系统，总控室，所述水肥一体化系统与恒压分区供水系统相连接，所述恒压分区供水系统、数据采集系统、水肥一体化系统、传输显示系统、绿色防控巡检系统、高压喷淋系统均与总控室相连接，本发明利用水肥一体化系统，根据土壤的温度、湿度，需要灌溉区域和所需灌水量，最终确定灌溉时间，从而做到按需灌溉、按需施肥，提高水资源的利用率，避免了水分和肥料的供给不足或多余浪费。

Description

一种园区数字节水总控室

技术领域

本发明涉及供水系统技术领域，特别涉及一种园区数字节水总控室。

背景技术

目前，供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环，园区供水是农业生产过程中很重要的一环，也是生产者很重视的一个步骤。当前设施大棚浇水施肥大多采用水肥一体化模式进行，农户对土壤湿度、温度等数据了解不到位，导致灌水时间和灌水量也大多根据农户经验进行，没有真正达到按需按量进行，因此，现阶段浇水经常出现灌水量的不足或灌水过多造成水资源大量浪费的问题，园区供水无法准确地控制供水量。

恒压供水和分区供水是目前常用的供水方式。

恒压供水是二次供水设备实行供水的一种方式。它是保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。

恒压供水系统的基本控制策略是采用电动机调速装置与可编程控制器(PLC)构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入CPU运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而达到压力稳定在设定的压力值上，实现恒压供水。

分区供水系统是指按地区位置、用水条件或地形高低形成不同分区域的供水系统。

因此，鉴于上述方案于实际制作及实施使用上的缺失之处，而加以修正、改良，同时本着求好的精神及理念，并由专业的知识、经验的辅助，以及在多方巧思、试验后，方创设出本发明，特再提供一种园区数字节水总控室，用于解决现阶段园区浇水经常出现灌水量的不足或灌水过多造成水资源大量浪费，园区供水无法准确控制供水量的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种园区数字节水总控室，用于解决现有技术中存在现阶段园区浇水经常出现灌水量的不足或灌水过多造成水资源大量浪费，园区供水无法准确控制供水量的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种园区数字节水总控室，包括：

恒压分区供水系统，用于对园区进行恒压分区供水；

数据采集系统，用于采集土壤温度数据、土壤湿度数据、土壤盐分数据空气温度、空气湿度和光照强度；

水肥一体化系统，用于根据土壤的温度、湿度、灌溉区域和灌水量来确定最终灌溉时间；

传输显示系统，用于显示土壤的温度、湿度、EC、pH和空气温度、空气湿度、光照强度数据；

绿色防控巡检系统，用于对棚区巡查来进行病害预警及防控、虫害预警及防控；

高压喷淋系统，用于根据棚内温湿度、光照情况进行降温、增湿操作，同时可用于根据植物生长状态进行叶面喷肥操作；

总控室，用于对恒压分区供水系统、数据采集系统、水肥一体化系统、传输显示系统、绿色防控巡检系统、高压喷淋系统进行总体控制；

所述数据采集系统与水肥一体化系统、传输显示系统相连接，所述水肥一体化系统与恒压分区供水系统相连接，所述恒压分区供水系统、数据采集系统、水肥一体化系统、传输显示系统、绿色防控巡检系统、高压喷淋系统均与总控室相连接，所述总控室包括总处理器，所述总处理器上设置有总控显示器。

作为一种优选的实施方式，所述恒压分区供水系统包括多个供水区域，所述恒压分区供水系统设置有供水管道、供水PLC、水泵组和阀门，PLC对水泵组、阀门进行逻辑控制，PLC配合水泵组、阀门用于多个供水区域的恒压供水，所述供水PLC与所述总控室电连接。

作为一种优选的实施方式，所述绿色防控巡检系统包括巡查系统处理器、巡查摄像头和与巡查摄像头相配合的轨道，所述巡查摄像头上设置有动力组件，所述动力组件与轨道滑动连接，所述动力组件与巡查系统处理器相连接，所述巡查系统处理器与所述总控室相连接。

作为一种优选的实施方式，所述绿色防控巡检系统包括臭氧发生器，所述臭氧发生器与所述巡查系统处理器相连接。

作为一种优选的实施方式，所述绿色防控巡检系统包括灯光诱捕器，所述灯光诱捕器与所述巡查系统处理器相连接。

作为一种优选的实施方式，所述数据采集系统包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤EC传感器、土壤pH传感器、空气温湿度传感器和光照传感器，所述土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤EC传感器、土壤pH传感器、空气温湿度传感器和光照传感器均与所述传输显示系统相连接。

作为一种优选的实施方式，所述水肥一体化系统连接有供肥系统，所述水肥一体化系统包括水肥一体化PLC，所述水肥一体化PLC用于计划栽培区、计算最终灌溉时间，所述水肥一体化PLC与恒压分区供水系统、总控室相连接。

作为一种优选的实施方式，所述传输显示系统包括显示器，所述显示器用于显示土壤温度、湿度、EC、pH数据、光照温湿度数据、光照数据和水肥一体化系统中的栽培区、灌溉时间数据。

作为一种优选的实施方式，所述高压喷淋系统包括喷淋PLC和多个高压喷头，所述喷淋PLC与高压喷头、总控室相连接。

本发明的有益效果是：

本发明利用数据采集系统和传输显示系统直观地了解土壤湿度、温度及土壤盐分数据，为制定灌溉、施肥计划提供数据，用以辅助水肥一体化系统的灌溉施肥决策。

本发明同时采用分区、恒压两种方式供水，有效减少了水资源浪费，更加安全可靠，避免不必要的损失。

本发明结合数据采集传输显示系统更加准确把握每个温室的温湿度，从而更精准的对每个温室进行浇灌，利用水肥一体化系统，根据土壤的温度、湿度，需要灌溉区域和所需灌水量，最终确定灌溉时间，从而做到农作物的按需灌溉、按需施肥，使灌溉量和施肥量更为准确，提高水资源的利用率，避免了水分和肥料的供给不足或多余浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施方式的系统连接示意图；

图2为本发明实施方式的结构示意图。

图中，1-总控室；11-总处理器；2-水肥一体化系统；21-供肥系统；22-水肥一体化PLC；3-数据采集系统；31-土壤温度传感器；32-土壤湿度传感器；33-土壤EC传感器；34-土壤pH传感器；35-空气温湿度传感器；36-光照传感器；4-传输显示系统；41-显示器；5-恒压分区供水系统；51-供水PLC；52-水泵组；6-绿色防控巡检系统；61-巡查系统处理器；62-巡查摄像头；63-灯光诱捕器；64-臭氧发生器；7-高压喷淋系统；71-喷淋PLC；72-高压喷头。

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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒体相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1～图2所示，一种园区数字节水总控室，包括：

恒压分区供水系统5，用于对园区进行恒压分区供水；

数据采集系统3，用于采集土壤温度数据、土壤湿度数据、土壤盐分数据空气温度、空气湿度和光照强度；

水肥一体化系统2，用于根据土壤的温度、湿度、灌溉区域和灌水量来确定最终灌溉时间；

传输显示系统4，用于显示土壤的温度、湿度、EC、pH和空气温度、空气湿度、光照强度数据；

绿色防控巡检系统6，用于对棚区巡查来进行病害预警及防控、虫害预警及防控；

高压喷淋系统7，用于根据棚内温湿度、光照情况进行降温、增湿操作，同时可用于根据植物生长状态进行叶面喷肥操作；

总控室1，用于对恒压分区供水系统5、数据采集系统3、水肥一体化系统2、传输显示系统4、绿色防控巡检系统6、高压喷淋系统7进行总体控制；

数据采集系统3与水肥一体化系统2、传输显示系统4相连接，水肥一体化系统2与恒压分区供水系统5相连接，恒压分区供水系统5、数据采集系统3、水肥一体化系统2、传输显示系统4、绿色防控巡检系统6、高压喷淋系统7均与总控室1相连接，总控室1包括总处理器11，用于总体的控制各个系统，实现各类指令的下达、各项数据调整，总处理器11上设置有总控显示器41，用于对各项数据和图像进行整合显示。

恒压分区供水系统5包括多个供水区域，恒压分区供水系统5设置有供水管道、供水PLC51、水泵组52和阀门，PLC对水泵组52、阀门进行逻辑控制，PLC配合水泵组52、阀门用于多个供水区域的恒压供水，供水PLC51与总控室1电连接。

绿色防控巡检系统6包括巡查系统处理器61、巡查摄像头62和与巡查摄像头62相配合的轨道，巡查摄像头62上设置有动力组件，动力组件与轨道滑动连接，动力组件与巡查系统处理器61相连接，巡查系统处理器61与总控室1相连接，采用巡检摄像头对棚区进行巡查，将拍摄到的影像传到总控室1，可以实时地观察园区情况。

绿色防控巡检系统6包括臭氧发生器64，臭氧发生器64与巡查系统处理器61相连接，在预测到病害高发期时，可以控制打开臭氧发生器64来进行病害防控。

绿色防控巡检系统6包括灯光诱捕器63，灯光诱捕器63与巡查系统处理器61相连接，在预测特定虫害发生期时，在夜间控制打开灯光诱捕器63进行灭虫，达到防虫害的目的。

数据采集系统3包括土壤温度传感器31、土壤湿度传感器32、土壤EC传感器33、土壤EC传感器、土壤pH传感器34、空气温湿度传感器35和光照传感器36，土壤温度传感器31、土壤湿度传感器32、土壤EC传感器33、土壤EC传感器、土壤pH传感器34、空气温湿度传感器35和光照传感器36均与传输显示系统4相连接，土壤温度传感器31、土壤湿度传感器32和土壤EC传感器33分别负责采集土壤的温度、湿度和盐分数据，传到传输显示系统4进行直观表达，并传到水肥一体化系统2用来辅助水肥一体化的灌溉施肥决策。

水肥一体化系统2连接有供肥系统21，水肥一体化系统2包括水肥一体化PLC22，水肥一体化PLC22用于计划栽培区、计算最终灌溉时间，水肥一体化PLC22与恒压分区供水系统5、总控室1相连接，根据土壤的温度、湿度，灌溉区域和灌水量，最终确定灌溉时间，从而做到作物的按需灌溉、按需施肥，避免水分和肥料的不足或浪费。

传输显示系统4包括显示器41，显示器41用于显示土壤温度、湿度、EC、pH数据、光照温湿度数据、光照数据和和水肥一体化系统2中的栽培区、灌溉时间数据，从而让用户直观地参与到大棚灌溉、施肥管理之中，避免经验操作带来的失误。

高压喷淋系统7包括喷淋PLC71和多个高压喷头72，喷淋PLC71与高压喷头72、总控室1相连接，根据棚内温湿度、光照情况对其进行降温、增湿等操作。

本发明具体是这样实现的：

本发明利用总处理器11集合各部分功能，进行统一处理，恒压分区供水系统5、数据采集系统3、水肥一体化系统2、传输显示系统4、绿色防控巡检系统6、高压喷淋系统7均与总控室1电连接，利用总控室1内的总处理器11进行对各系统进行控制。

数据采集系统3的土壤温度传感器31、土壤湿度传感器32和土壤EC传感器33分别负责采集土壤的温度、湿度和盐分数据，这部分信息一方面传至传输显示系统4的显示器41进行统一化的显示，让用户可以清楚地看到土壤的各项数据，另一方面传至水肥一体化PCL，对其数据进行分析，根据土壤的温度、湿度、EC值来确定灌溉区域和灌水量，最终得出灌溉时间，并且分析出所需肥料，利用供肥21系统进行供肥。各个传感器信息与水肥一体化PLC22的数据均传至总处理器11，用户在总控室1也可以看到各项数据。总控室1便可以根据已有数据来控制恒压分区供水系统5进行恒压的分区供水，减少了水资源的浪费，提高了水的利用率。

总处理器11利用蓝牙与手机相连接，用户可以利用手机实时对园区现况进行实时掌握(利用巡查摄像头62)，并可以手机APP操作控制巡查摄像头62移动到指定位置看具体情况，如果发现有虫害或病害的前兆，可以通过APP控制灯光诱捕器63或臭氧发生器64进行工作，维持园植物的正常生长状态，并且可以通过总处理器11实现恒压的分区供水，所有的操作在总控室1均可完成，数据、图像在总控室1都可以看见，使用方便，供水效率高且水的利用率高。

本发明的有益效果是：

本发明利用数据采集系统3和传输显示系统4直观地了解土壤湿度、温度及土壤盐分数据，为制定灌溉、施肥计划提供数据，用以辅助水肥一体化系统2的灌溉施肥决策。

本发明同时采用分区、恒压两种方式供水，有效减少了水资源浪费，更加安全可靠，避免不必要的损失。

本发明结合数据采集传输显示系统4更加准确把握每个温室的温湿度，从而更精准的对每个温室进行浇灌，利用水肥一体化系统2，根据土壤的温度、湿度，需要灌溉区域和所需灌水量，最终确定灌溉时间，从而做到农作物的按需灌溉、按需施肥，使灌溉量和施肥量更为准确，提高水资源的利用率，避免了水分和肥料的供给不足或多余浪费。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种园区数字节水总控室，其特征在于，包括：

恒压分区供水系统，用于对园区进行恒压分区供水；

数据采集系统，用于采集土壤温度数据、土壤湿度数据、土壤盐分数据空气温度、空气湿度和光照强度；

水肥一体化系统，用于根据土壤的温度、湿度、灌溉区域和灌水量来确定最终灌溉时间；

传输显示系统，用于显示土壤的温度、湿度、EC、pH和空气温度、空气湿度、光照强度数据；

绿色防控巡检系统，用于对棚区巡查来进行病害预警及防控、虫害预警及防控；

高压喷淋系统，用于根据棚内温湿度、光照情况进行降温、增湿操作，同时可用于根据植物生长状态进行叶面喷肥操作；

总控室，用于对恒压分区供水系统、数据采集系统、水肥一体化系统、传输显示系统、绿色防控巡检系统、高压喷淋系统进行总体控制；

所述数据采集系统与水肥一体化系统、传输显示系统相连接，所述水肥一体化系统与恒压分区供水系统相连接，所述恒压分区供水系统、数据采集系统、水肥一体化系统、传输显示系统、绿色防控巡检系统、高压喷淋系统均与总控室相连接，所述总控室包括总处理器，所述总处理器上设置有总控显示器。

2.根据权利要求1所述的一种园区数字节水总控室，其特征在于，所述恒压分区供水系统包括多个供水区域，所述恒压分区供水系统设置有供水管道、供水PLC、水泵组和阀门，PLC对水泵组、阀门进行逻辑控制，PLC配合水泵组、阀门用于多个供水区域的恒压供水，所述供水PLC与所述总控室电连接。

3.根据权利要求1所述的一种园区数字节水总控室，其特征在于，所述绿色防控巡检系统包括巡查系统处理器、巡查摄像头和与巡查摄像头相配合的轨道，所述巡查摄像头上设置有动力组件，所述动力组件与轨道滑动连接，所述动力组件与巡查系统处理器相连接，所述巡查系统处理器与所述总控室相连接。

4.根据权利要求3所述的一种园区数字节水总控室，其特征在于，所述绿色防控巡检系统包括臭氧发生器，所述臭氧发生器与所述巡查系统处理器相连接。

5.根据权利要求3所述的一种园区数字节水总控室，其特征在于，所述绿色防控巡检系统包括灯光诱捕器，所述灯光诱捕器与所述巡查系统处理器相连接。

6.根据权利要求1所述的一种园区数字节水总控室，其特征在于，所述数据采集系统包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤EC传感器、土壤pH传感器、空气温湿度传感器和光照传感器，所述土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤EC传感器、土壤pH传感器、空气温湿度传感器和光照传感器均与所述传输显示系统相连接。

7.根据权利要求6所述的一种园区数字节水总控室，其特征在于，所述水肥一体化系统连接有供肥系统，所述水肥一体化系统包括水肥一体化PLC，所述水肥一体化PLC用于计划栽培区、计算最终灌溉时间，所述水肥一体化PLC与恒压分区供水系统、总控室相连接。

8.根据权利要求7所述的一种园区数字节水总控室，其特征在于，所述传输显示系统包括显示器，所述显示器用于显示土壤温度、湿度、EC、pH数据、光照温湿度数据、光照数据和水肥一体化系统中的栽培区、灌溉时间数据。

9.根据权利要求1所述的一种园区数字节水总控室，其特征在于，所述高压喷淋系统包括喷淋PLC和多个高压喷头，所述喷淋PLC与高压喷头、总控室相连接。

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