CN114859778A - 基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，包括首部泵站自动化控制系统、田间三通双路智能电动阀控制系统、水肥一体机管理系统、田间气象站监测系统、土壤墒情站监测系统、病虫害预防监测系统、农作物长势监测系统及信息中心，各子系统与所述信息中心进行数据交互。本发明以物联网为基础，由原来人工操作的设备，采用自动化来操控，大大节省了人力、水、肥等资源，同时也让资源都得到最大程度的利用，减少了资源浪费，降低了作物的种植成本。本发明还可以实现病虫害的防治，减少病虫害对作物产量的影响。实现了科学的智慧化的种植方式。

Description

基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统

技术领域

本发明属于农业技术领域，具体涉及一种基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统。

背景技术

目前，田间农作物设备阀门以手动阀为主，阀门的开关都需要人为现场去操作，泵的控制也需要人为现场去启、停，施肥也是以人工为主，田间人员凭借经验去施肥和灌溉，田间没用病虫害防治设备，不知道土壤温湿度及田间气象数据，还是传统农作物种植的一种方式。具体包括如下技术缺陷：

1)田间出水桩阀门采用的是手动阀门，灌溉需要人工到现场手动操作阀门的开阀和关阀，人力投入大；

2)加压泵(潜水泵)启动和停止需要人工现场去操作，人力投入大；

3)凭经验进行田间灌溉，没有科学的土壤、气候数据指导；

4)没有田间农作物长势记录；

5)不了解田间病虫害的情况、没有消灭病虫害措施；

6)人工控制施肥量，人工水、肥调节，存在水肥配比不均，水、肥浪费严重，施肥效果不佳等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，采用田间物联网信息化技术，颠覆传统农业种植方式，实现科学的智慧化的种植方式。

本发明提供了一种基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，包括首部泵站自动化控制系统、田间三通双路智能电动阀控制系统、水肥一体机管理系统、田间气象站监测系统、土壤墒情站监测系统、病虫害预防监测系统、农作物长势监测系统及信息中心，各子系统与所述信息中心进行数据交互；

所述首部泵站自动化控制系统包括物联网终端，GPRS传输模块，数据采集设备；所述数据采集设备包括压力传感器、流量计；所述首部泵站自动化控制系统用于通过物联网终端监控泵的数据，通过压力传感器采集管路压力数据，通过流量计采集管道内的流量，将监控的数据通过GPRS传输模块与信息中心通讯；

所述田间三通双路智能电动阀控制系统包括物联网阀门控制器、三通双路智能电动阀、物联网网关、太阳能供电系统；所述物联网阀门控制器通过无线组网方式与物联网网关通讯，所述物联网网关与N个物联网阀门控制器通讯，实现分区，分片通讯管理；所述物联网网关建立物联网阀门控制器与信息中心的通讯链路；所述物联网阀门控制器通过信号线直接控制三通双路智能电动阀，进行电动阀启闭远程控制和状态监测；所述物联网阀门控制器，三通双路智能电动阀，物联网网关采用低功耗元件，通过所述太阳能供电系统供电；

所述水肥一体机管理系统包括水肥一体机设备、物联网网关；所述物联网网关通过GPRS传输模块，将水肥一体机设备的数据传输给信息中心，所述信息中心实时监控水肥一体机设备的运行状态；所述水肥一体机设备用于按照用户设定的配方、灌溉过程参数自动控制水肥过程中的参数，实现对灌溉、施肥的定时、定量控制；

所述田间气象站监测系统用于对农田整体环境进行实时动态采集，通过显示装置实时显示农田的气候数值，包括气象传感器、物联网网关；所述气象传感器通过物联网网关的数据通讯与信息中心进行信息交互；

所述土壤墒情站监测系统包括土壤墒情传感器、物联网网关、太阳能供电系统；所述土壤墒情传感器用于土壤不同深度的温度、湿度的长时间监测，并将监测数据通过所述物联网网关传输至所述信息中心；所述太阳能供电系统用于为所述土壤墒情传感器、物联网网关供电；

所述病虫害预防监测系统包括昆虫性诱智能监测设备、物联网网关、灭虫灯、太阳能供电系统；昆虫性诱智能监测设备、灭虫灯设于田间；所述昆虫性诱智能监测设备用于将田间病虫害数据通过物联网网关传输到信息中心；所述太阳能供电系统用于为所述昆虫性诱智能监测设备、物联网网关、灭虫灯供电；

所述农作物长势监测系统包括高清摄像机、硬盘录像机、交换机、显示设备，所述高清摄像机用于对农田进行农作物长势监测，以方便管理人员对作物生长状况远程在线监控；

所述信息中心用于数据的实时显示，以及通过人机交互界面对田间农作物设备进行自动化控制。

进一步地，所述物联网终端包括中央处理器，存储部分，数字量输入、开关输出部分，模拟量输入、输出部分，通讯接口；所述物联网终端的开关输出部分用于控制泵的控制信号，包括启动、停止信号；数字量输入部分用于采集泵的状态信号，包括运行、停止、故障信号；模拟量输入部分用于采集电压、电流、压力信号；所述中央处理器及存储部分用于数据的计算及保存；所述通讯接口用于对数据采集或终端设备进行参数设置；所述GPRS传输模块用于将采集及控制的信号通过互联网与信息中进行数据交互，执行泵站的自动化控制。

进一步地，所述信息中心还用于生成实时运行图，反映生产工艺流程的实时数据、完成报警、历史数据、历史趋势曲线的存储、显示和查询。

进一步地，所述信息中心还用于过程监视，包括泵的启动、停止，电动阀的启闭，水肥一体机的控制，对田间气象数据，土壤墒情数据，病虫害数据参数通过动画、柱图、表格形式进行直观显示。

进一步地，所述信息中心用于对阀门的开启和关闭的远程控制，定时控制，包括设定起始时间、结束时间、灌溉时间、停止时间，系统按设定好的时间自动灌溉。

进一步地，所述信息中心还用于控制系统的所有测点，包括将模拟量输入、模拟量输出、数字量输入、数字量输出、中间变量和计算值在标准模板上显。

进一步地，所述信息中心还用于设置任意某个现场检测参数的上、下限报警限值。

进一步地，所述信息中心还用于通过报警清单登记所有参数与设备的报警细节，包括日期时间、发生报警的参数名及设备名，报警类别、报警时参数值或设备状态，报警发生时操作员名。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1)采用三通双路智能电动阀，物联网阀门控制器及太阳能供电系统，实现了控制中心远程控制阀门的开启和关闭(单阀组的远程控制，轮灌组的自动控制)，大大节省了人力。

2)泵站采用自动化控制系统，实现了水泵(潜水泵)的远程自动控制，节省了人力。

3)采用传感器技术，采集土壤、气候等数据，为农作物种植的提供了科学数据。

4)采用视频技术，记录农作物长势，为农作物种植提供了科学数据。

5)安装病虫害设备，实现对病虫害的防治。

6)采用智能水肥一体机设备，水肥自动调节、按需分配。减少了浪费，达到最佳施肥效果。

附图说明

图1是本发明基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统的示意图；

图2是本发明首部泵站自动化控制系统工作原理图；

图3是本发明田间三通双路智能电动阀控制系统原理图；

图4是本发明水肥一体机管理系统原理图；

图5是本发明田间气象监测站系统原理图；

图6是本发明土壤墒情站监测系统原理图；

图7是本发明病虫害预防监测系统原理图；

图8是本发明农作物长势监测系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

参图1所示，本实施例提供了一种基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，包括首部泵站自动化控制系统、田间三通双路智能电动阀控制系统、水肥一体机管理系统、田间气象站监测系统、土壤墒情站监测系统、病虫害预防监测系统、农作物长势监测系统及信息中心。各子系统与信息中心的软件平台进行数据交互。下面对各子系统进行详细说明。

1、首部泵站自动化控制系统

首部泵站自动化控制系统主要由物联网终端，GPRS(通用分组无线服务技术)传输模块，压力传感器、流量计等组成。

物联网终端包含CPU(中央处理器)部分，存储部分，数字输入、开关输出部分，模拟量输入、输出部分，通讯接口等部分组成。

物联网终端的开关输出部分控制泵的控制信号(启动、停止信号)；数字量输入部分采集泵的状态信号(运行、停止、故障信号)；模拟量输入部分采集电压、电流、压力信号；中央处理器及存储部分实现数据的计算及保存；通讯接口实现对流量计等设置的数据采集或终端设备的参数设置；GPRS(通用分组无线服务技术)传输模块将采集及控制的信号通过Internet(互联网)与信息中心软件平台数据的交互，完成泵站的自动化控制功能。

参图2所示，首部泵站自动化控制系统通过物联网终端监控泵的数据，采集管路压力数据，管道内的流量及其他仪表的数据，将监控的数据通过GPRS(通用分组无线服务技术)技术与信息中心的软件平台通讯。

2、田间三通双路智能电动阀控制系统

田间三通双路智能电动阀控制系统由物联网阀门控制器、三通双路智能电动阀、物联网网关、太阳能供电系统等设备组成。如图3所示。

物联网阀门控制器通过无线组网方式与物联网网关通讯，网关可以与N个阀门控制器通讯，实现分区，分片通讯管理。网关搭建起控制器与信息中心软件平台的通讯链路。控制器通过信号线直接控制三通双路智能电动阀，实现电动阀启闭远程控制和状态监测。

采用无线自组网技术与平台技术，具有低能耗中继级数多，单跳距离远，无线网络布设无需现场勘察的显著优势；同时，把传感器技术、嵌入式测控技术、无线网络技术与应用融为一体，具有智能测控、设置简单和超长寿命等特点。

在每个出地桩上安装物联网阀门控制器、三通双路智能电动阀及太阳能供电系统。分区，分片安装网关设备。管理人员可以监控到站点的数据，同时可以与信息中心软件平台实现实时阀控调度指令的接收和反馈。实现灌溉计划制定、手动/自动灌溉控制、轮灌控制等功能。

物联网阀门控制器，三通双路智能电动阀，物联网网关采用低功耗元件，供电方式太阳能供电。

2.1物联网阀门控制器

1)无线通讯：采用自组无线网络，发射功率小(功耗小)，无线通讯要求开阔条件下传输距离，具备与各个采集节点、中继节点通讯功能，支持网络通讯。

2)网关冗余：支持多网关冗余，保证各个节点的通讯。

3)供电电源：采用太阳能板及电池供电，无线通讯及通讯值守功耗平均电流小于10MA(毫安)。输出可控制两路12V(伏)直流电源。电池可更换。

2.2三通双路智能电动阀

1)控制功能：远程控制、自动控制、现场手动，手动自动一体；

2)开关状态控制：出地桩左、右分管分别实现独立开关控制功能。

3)开度调节控制：出地桩左、右分管分别实现独立调节控制功能。

4)工作压力等级：1.0MPA(兆帕)，1.6MPA(兆帕)

5)开启最长时间：小于60S(秒)

6)流量范围：15m3/h(立方米每小时)-200m3/h(立方米每小时)

7)适用范围：适用于农业大田灌溉，园林灌溉系统，供水工程以及污水循环利用等工程。

3.3物联网网关

1)运用物联网芯片卡传输(首部运用物联网芯片卡传输(全网通)，传输距离无限制，全网通)主要应用在室内、外环境工作的农田灌溉系统；

2)与田间物联网阀门控制器之间无线组网；

3)采用太阳能和电池供电，一体化设计有效降低安装成本；

4)可接入土壤温湿度等传感器，实时监测采集数据确保灌溉水满足农作物生长；

5)对所接入设备进行自检测，故障输出告警，更清晰的了解设备状况。

3.4太阳能供电系统

1)工作电压：12V；

2)开路电压：17-18V；

3)短路电流：2.0A；

4)工作温度：-40℃至60℃；

5)输出功率公差：±3％；

6)电解质：铅酸；

7)最大充电电流0.6-0.8C；

11)充放电记忆：无记忆；

12)最大放电电流：2.5C。

3、水肥一体机管理系统

水肥一体机按照用户设定的配方、灌溉过程参数自动控制灌溉量、吸肥量、肥液浓度、酸碱度等水肥过程中的重要参数，实现对灌溉、施肥的定时、定量控制，充分提高水肥利用率，实现节水、节肥，改善土壤环境，提高作物品质。

参图4所示，系统由水肥一体机设备、物联网网关等设备组成。物联网网关采用GPRS(通用分组无线服务技术)技术，将水肥一体机设备的数据传输给信息中心软件平台，同时，软件平台也可以实时监控水肥一体机设备的运行状态。

功能特点：

1)根据农作物不同生长阶段所需的水分养分，适时调整水肥比例、供给量以及供给时间

2)根据反馈信号控制注肥装置控制肥液输入流量

3)注肥比例由肥液、酸(碱)液以及灌溉水按照设定值进行在线闭环调控

4)实现恒压恒量灌溉施肥

5)通过人机交互界面，可设置灌溉施肥参数、肥料配肥、肥水比例、施肥浓度等

6)实现自动灌溉施肥，实时采集无线远程控制

7)数据采集记录存储

8)数据传输：采用无线传输模块传输，实现数据远程的传输，可实时进行数据的远程监测。

4、田间气象站监测系统

农作物生长的环境条件，会直接影响农作物的生长发育进程和产量。研究农田气象数据的意义就在于通过对农田小气候各要素变化特征的分析，采取改善措施，从而使这些小气候条件有利于作物的生长发育，提高农作物的产量和质量。

参图5所示，田间气象监测站系统是一种能够自动化观测和存储气象数据的系统。主要有传感器、物联网网关等构件组成。气象要素包括风速、风向、温度、湿度、大气压强、降雨量等，气象元素可扩展。

气象站对农田整体环境进行实时动态采集，显示装置实时显示农田的气候数值，能够更加一目了然地展示整个大田的气象数据。

各种气象传感器通过物联网网关的数据通讯与信息中心软件平台信息交互。

5、土壤墒情站监测系统

土壤墒情监测系统能够实现土壤不同深度的温度、湿度的长时间监测。

土壤墒情监测系统能够全面、科学、真实地反映被监测区的土壤变化，可及时、准确地提供各监测点的土壤墒情状况，为减灾、施肥灌溉提供重要的基础信息。

土壤墒情监测系统可实现全天候不间断监测。现场远程监测设备自动采集土壤墒情实时数据。

参图6所示，系统组成主要有土壤墒情传感器、物联网网关、太阳能供电系统。

土壤墒情传感器的要素主要有温度、湿度等，传感器要素也可以扩展，土壤墒情传感器可以根据需求埋设土壤不同层面内。

土壤墒情传感器和物联网网关供电方式采用太阳能供电系统供电，土壤墒情传感器通过物联网网关的数据通讯与信息中心软件平台信息交互。

土壤墒情传感器参数如下：

湿度值测量范围：0％-100％；

湿度值精度：±1％；

温度值测量范围：-40℃-70℃；

温度值精度：±0.2℃；

通讯方式：串口通讯

供电方式：太阳能板+蓄电池组合供电；

工作环境：-40℃～85℃；

结构外观：集成。

6、病虫害预防监测系统

病虫害预防监测：田间设太阳能灭虫灯，昆虫性诱智能监测设备。

远程掌握田间虫情，无公害诱捕杀虫。

监测系统是一套害虫生态监测及预警系统。

参图7所示，系统组成主要有昆虫性诱智能监测设备、物联网网关、灭虫灯、太阳能供电系统。

昆虫性诱智能监测设备将田间病虫害数据通过物联网网关传输到信息中心的软件平台。

7、农作物长势监测系统

利用高清摄像机对农田进行农作物长势监测的传感器布局，方便管理人员对作物生长状况远程在线监控，也为以后利用获取生物信息提供了必要的基础条件。

参图8所示，系统组成主要有高清摄像机、硬盘录像机、交换机、显示设备等。

硬盘录像机支持摄像画面的浏览，支持录像的存储及回放功能，在预览画面下对指定通道的当前录像进行回放。

8、信息中心

配备液晶屏，实现软件平台等的实时显示，并能实现画面分割，以满足同时显示不同内容的需求。同时配备操作台一套，办公椅，以便在不同时期操作人员灵活查看信息、操控控制设备。

建设数据数据交换平台。中心为多种通讯方式提供接口，为系统的扩容提供技术保证，负责过程的监测控制、管理以及信息处理。

建设路由器，交换机，UPS(不间断电源)，为网络通讯提供了通讯的保障。

操作与管理人员及维护工程师都能够在标准、友好和面向工艺的窗口上跟踪过程活动或者参与控制，同时得到报警和操作员提示。是一个全面开放的系统，中心工作站可以针对生产生成美观而便捷的人机对话窗口，使操作员能够清晰地参与和优化生产过程。包括如下功能：

对设备的控制功能：

即在基于图形和中文菜单的方式上，管理人员通过鼠标或键盘，开停阀门等设备。

人机界面图和界面显示功能：

人机操作监控图形和人机操作界面功能的完善性和强大性，是监控系统成败的关键技术。

数据分析功能：

生成实时运行图，提供清晰、友善的人机界面，生动形象地反映生产工艺流程的实时数据、完成报警、历史数据、历史趋势曲线的存储、显示和查询。生成各类生产运行管理报表，通过打印机，定时或随时打印出全中文的符合生产运行的管理报表、日报表、月报表和年报表等。

网络功能

采用多操作系统系统下运行，通过网络结构实现网络连接，即可以在企业内部局域网络，同时又可以在公用互联网络中实现连接。在网络的环境下使用数据库进行网络数据管理，不仅保证数据的存储和安全，同时为数据的交换提供了接口。

通讯功能

可以进行除网络通讯以外的通讯功能，进行通讯的串口通讯，进行模拟屏的总线通讯，进行视频信号通讯等通讯功能。

优化调度功能

根据实际运行情况，通过数据分析、曲线分析进行数据优化。

数据处理

数据采集：通过无线通讯，接收田间设备传送来的数据，并对它们进行判断和处理，实时、动态的在工作站上显示；

过程监视：泵的启动、停止，电动阀的启闭，水肥一体机的控制，田间气象数据，土壤墒情数据，病虫害数据等参数以动画、柱图、表格等多种形式直观的显示。

控制：对阀门的开启和关闭的远程控制，定时控制。设定起始时间、结束时间、灌溉时间、停止时间，系统按设定好的时间自动灌溉。泵站及水肥一体机的远程及自动控制等。

辅助调度办公

实现调度中心日常业务管理，信息录入，报表打印，调度信息发布等。

人机界面图和界面显示功能

人机界面图是指：动态显示运行过程及实时运行工况，过程控制的运行趋势。使生产人员一目了然当前设备运行情况，工作图形的总体结构形成为分层展开式，能从总图到详图多层次监视。

界面功能是指：给生产和管理人员有清晰、准确的操作指示和对错误操作加以屏蔽的功能。包括：

综合显示字符和图形信息，操作人员完全可以利用鼠标通过画面实现对生产运行过程的操作、监视。

画面都能显示过程变量的实时数据和设备的运行状态，定时更新。数据或图形的显示随过程状态而变化。棒图和趋势图可以在任意画面的任意位置显示。

控制系统的所有测点，包括模拟量输入、模拟量输出、数字量输入、数字量输出、中间变量和计算值都可以在标准模板上显示。对每一个测点，还包括显示其位号、文字说明、工程单位等。

可提供多种窗口显示。

采用高性能的操作员站将明显获得高的性能。画面的数量只受硬盘容量的限制，每幅画面容纳的过程测点数可以达到500个以上。

采用多层显示结构，显示的层数可根据工艺过程和运行要求来确定，这种多层显示可使运行人员方便地翻页(下属单元可点击放大)，以获得操作所必需的细节和对特定的工况进行分析(包括设备详细参数窗口及实时动态参数显示等)。多层显示包括总貌显示(区级显示)、成组显示和回路显示。

提供的标准显示画面有报警显示、趋势显示、成组显示等。

操作权限管理

对各个操作级别设置密码，规定操作范围，并具有防止非法操作的功能。用户输入操作者名及对应口令后即可获得相应操作授权。根据操作员登录时所用名字与口令，监控软件给予操作员不同的操作权限。如以管理者身份登陆，可进行操作权限管理，更改所有操作员的名字、密码和授权级别；普通操作员登陆后只能在监控软件内进行与自身授权相符的监控操作。监控软件安全性很高，能有效杜绝和防范所有的误操作与恶意攻击，从而保证监控软件正常运行及正常生产。

报警限值设置

有针对性的结合现场参数控制标准，设置任意某个现场检测参数的上、下限报警限值，可根据需要任意调节报警限值，从而大大提高了信息系统的开放性，给日后管理人员管理带来很多便利。

报表：

自动并定时地将数据写入数据库内，报表打印软件可根据用户选择，对所需时间段内数据库中的资料集中处理(包括求平均、最大、最小等操作)，处理过后生成报表并立即提供给用户预览，用户在核对无误或经过局部修改后可打印出所需要的实时班报表、日报表、月报表和年报表。报表作为辅助手段相当重要，有助于管理人员根据不同时间段的报表总结生产及管理经验。自动记录生产设备及工艺控制过程中出现的非正常现象和发生的时间、排除的时间并能自动打印报表。具有实时的用户帮助功能。

历史曲线：

所有参数在任意时间段内的变化趋势曲线及在某个时刻的记录值，曲线记录时段可自由放大、缩小，记录时段的起始时刻和终止时刻均可任意调节，也可实时查看任意参数的当前实时值，操作极其方便，所有参数的历史趋势曲线一目了然，可任选实时或历史曲线图以不同颜色显示在一幅画面上，极大的方便了管理人员管理生产流程及总结管理经验，以便根据不同季节、不同时段对制水过程中各道工艺流程进行调整。

报警清单及报警处理：

报警清单登记了所有参数与设备的报警细节，包含日期时间、发生报警的参数名及设备名，报警类别、报警时参数值或设备状态，报警发生时操作员名等相关细节。一旦检测到某设备通讯状态不正常，信息系统将报警，提醒操作员注意。通过报警清单提示操作员可以在报警发生后的第一时间得到关于报警的详细信息，以便操作员或管理人员及时处理，以确保被控设备的安全及生产正常运转。

本发明利用先进的传感器技术，为田间种植提供了土壤温、湿度，气候，农作物长势，病虫害等的数据，为农作物生产提供了科学的依据。田间阀门采用三通双路智能电动阀，物联网阀门控制器及太阳能供电系统，实现了信息中心远程控制阀门的开启和关闭(单阀组的远程控制，轮灌组的自动控制)。泵站采用自动化控制系统，实现了水泵(潜水泵)的远程自动控制。施肥采用自动化水肥一体机实现了水、肥的自动调节、按需分配。同时，安装病虫害的设备，对病虫害防治起到重要作用。

田间物联网技术以物联网为基础，由原来人工操作的设备，采用自动化来操控，大大节省了人力、水、肥等资源，同时也让资源都得到最大程度的利用，减少了资源浪费，降低了作物的种植成本。田间物联网技术还可以实现病虫害的防治，这样就可以减少病虫害对作物产量的影响。实现了科学的智慧化的种植方式。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (8)

1.一种基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，其特征在于，包括首部泵站自动化控制系统、田间三通双路智能电动阀控制系统、水肥一体机管理系统、田间气象站监测系统、土壤墒情站监测系统、病虫害预防监测系统、农作物长势监测系统及信息中心，各子系统与所述信息中心进行数据交互；

所述首部泵站自动化控制系统包括物联网终端，GPRS传输模块，数据采集设备；所述数据采集设备包括压力传感器、流量计；所述首部泵站自动化控制系统用于通过物联网终端监控泵的数据，通过压力传感器采集管路压力数据，通过流量计采集管道内的流量，将监控的数据通过GPRS传输模块与信息中心通讯；

所述田间三通双路智能电动阀控制系统包括物联网阀门控制器、三通双路智能电动阀、物联网网关、太阳能供电系统；所述物联网阀门控制器通过无线组网方式与物联网网关通讯，所述物联网网关与N个物联网阀门控制器通讯，实现分区，分片通讯管理；所述物联网网关建立物联网阀门控制器与信息中心的通讯链路；所述物联网阀门控制器通过信号线直接控制三通双路智能电动阀，进行电动阀启闭远程控制和状态监测；所述物联网阀门控制器，三通双路智能电动阀，物联网网关采用低功耗元件，通过所述太阳能供电系统供电；

所述水肥一体机管理系统包括水肥一体机设备、物联网网关；所述物联网网关通过GPRS传输模块，将水肥一体机设备的数据传输给信息中心，所述信息中心实时监控水肥一体机设备的运行状态；所述水肥一体机设备用于按照用户设定的配方、灌溉过程参数自动控制水肥过程中的参数，实现对灌溉、施肥的定时、定量控制；

所述田间气象站监测系统用于对农田整体环境进行实时动态采集，通过显示装置实时显示农田的气候数值，包括气象传感器、物联网网关；所述气象传感器通过物联网网关的数据通讯与信息中心进行信息交互；

所述土壤墒情站监测系统包括土壤墒情传感器、物联网网关、太阳能供电系统；所述土壤墒情传感器用于土壤不同深度的温度、湿度的长时间监测，并将监测数据通过所述物联网网关传输至所述信息中心；所述太阳能供电系统用于为所述土壤墒情传感器、物联网网关供电；

所述病虫害预防监测系统包括昆虫性诱智能监测设备、物联网网关、灭虫灯、太阳能供电系统；昆虫性诱智能监测设备、灭虫灯设于田间；所述昆虫性诱智能监测设备用于将田间病虫害数据通过物联网网关传输到信息中心；所述太阳能供电系统用于为所述昆虫性诱智能监测设备、物联网网关、灭虫灯供电；

所述农作物长势监测系统包括高清摄像机、硬盘录像机、交换机、显示设备，所述高清摄像机用于对农田进行农作物长势监测，以方便管理人员对作物生长状况远程在线监控；

所述信息中心用于数据的实时显示，以及通过人机交互界面对田间农作物设备进行自动化控制。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，其特征在于，所述物联网终端包括中央处理器，存储部分，数字量输入、开关输出部分，模拟量输入、输出部分，通讯接口；所述物联网终端的开关输出部分用于控制泵的控制信号，包括启动、停止信号；数字量输入部分用于采集泵的状态信号，包括运行、停止、故障信号；模拟量输入部分用于采集电压、电流、压力信号；所述中央处理器及存储部分用于数据的计算及保存；所述通讯接口用于对数据采集或终端设备进行参数设置；所述GPRS传输模块用于将采集及控制的信号通过互联网与信息中进行数据交互，执行泵站的自动化控制。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，其特征在于，所述信息中心还用于生成实时运行图，反映生产工艺流程的实时数据、完成报警、历史数据、历史趋势曲线的存储、显示和查询。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，其特征在于，所述信息中心还用于过程监视，包括泵的启动、停止，电动阀的启闭，水肥一体机的控制，对田间气象数据，土壤墒情数据，病虫害数据参数通过动画、柱图、表格形式进行直观显示。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，其特征在于，所述信息中心用于对阀门的开启和关闭的远程控制，定时控制，包括设定起始时间、结束时间、灌溉时间、停止时间，系统按设定好的时间自动灌溉。

6.根据权利要求1所述的基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，其特征在于，所述信息中心还用于控制系统的所有测点，包括将模拟量输入、模拟量输出、数字量输入、数字量输出、中间变量和计算值在标准模板上显。

7.根据权利要求1所述的基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，其特征在于，所述信息中心还用于设置任意某个现场检测参数的上、下限报警限值。

8.根据权利要求7所述的基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，其特征在于，所述信息中心还用于通过报警清单登记所有参数与设备的报警细节，包括日期时间、发生报警的参数名及设备名，报警类别、报警时参数值或设备状态，报警发生时操作员名。

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