CN115428720A - 一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统及方法 - Google Patents

一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统及方法，包括定点安置组件和灌溉水源供送模块，所述定点安置组件设有风阻调控模组和风力感应模组，所述风力感应模组通过录入种植物成长周期后；通过微处理器经读取信息储存模块中录入的生长高度数据，并向定时控制模块内发送计算后的时控驱动命令，进而使抬升驱动模块在经定时控制模块设定的生长周期时长后，依据种植物生长周期内高度变化后适应调控灌溉高度，同时通过风力风向测定模块采集当前高度所处风向和风速，之后经微处理器计算当前高度风向对灌溉水造成的偏差影响对矩阵分孔喷头所处高度的喷灌角度调控，满足喷灌点的精确性，满足于灌溉高度适应性的同时，更加适应于单株种植。

Description

一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统及方法
技术领域
本发明涉及种植技术领域，特别涉及一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统及方法。
背景技术
现有智能灌溉系统主要是根据环境的变化依据物联网数据分析，达到自动检测农作物的需水信息，并将数据传输到现场控制器，灌溉系统根据需水信息开启电磁阀对农作物进行定时定量的灌溉，且对农作物需水量进行分析时，为了保持需水量的准确性，需要对农作物当前生长周期成长数据进行需水量核准，但农作物在生长过程中，由于种植物生长高度以及当前所处风向风速变化的影响，植物灌溉时的灌溉高度，不易依据植物生长周期定时选取，尤其是作用于单株培育时的灌溉时，其灌溉面要求相较于广面灌溉需求精确度更高，因此造成单株培育时的适应性不够理想。为此，我们提出一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统及方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统，包括定点安置组件和灌溉水源供送模块，所述定点安置组件设有风阻调控模组和风力感应模组，所述风力感应模组通过录入种植物成长周期后，依据成长时间抬升所述灌溉水源供送模块灌溉高度，所述风阻调控模组在所述灌溉水源供送模块抬升灌溉高度后，通过所述风阻调控模组采集当前高度风向进而调整喷灌朝向角度，所述风力感应模组包括抬升驱动模块、种类生长时长录入模块、定时控制模块和信息储存模块，所述种类生长时长录入模块通过将当前种植物成长周期对应高度数据录入所述信息储存模块后，经所述定时控制模块设定所述抬升驱动模块抬升控制命令，最终通过所述抬升驱动模块依据植物成长周期驱动抬升所述灌溉水源供送模块高度，所述风阻调控模组包括朝向调控驱动模块和风力风向测定模块，所述朝向调控驱动模块经所述灌溉水源供送模块抬升后采集当前高度风向风力，并通过微处理器计算后，向所述朝向调控驱动模块发送喷灌角度调控命令。
本发明进一步的改进在于，所述灌溉水源供送模块包括环形分水盘、矩阵分孔喷头、水源供送驱动件、中置伸展套筒和终端连通管路，所述矩阵分孔喷头呈环形固定安装于所述环形分水盘外侧，所述水源供送驱动件通过抽送外部水源经所述中置伸展套筒和所述终端连通管路输送至所述环形分水盘内，最终经所述矩阵分孔喷头喷出。
本发明进一步的改进在于，所述定点安置组件包括接地支撑座和定位穿刺爪，所述定位穿刺爪固定连接于所述接地支撑座底部用于嵌设于灌溉土壤层支撑，所述水源供送驱动件固定连接于所述接地支撑座的顶部，所述中置伸展套筒固定连接于所述终端连通管路与所述水源供送驱动件的输出端之间。
本发明进一步的改进在于，所述抬升驱动模块、所述种类生长时长录入模块、所述定时控制模块和所述信息储存模块均与所述接地支撑座固定连接，所述微处理器通过读取所述信息储存模块内存储数据计算所述抬升驱动模块对应种植物周期的所需抬升高度。
本发明进一步的改进在于，通过定位穿刺爪插入装接于待灌溉的种植土壤层之后，将信息储存模块内录入种植物成长周期内对应生长高度的抬升驱动模块控制命令，经微处理器读取计算后，通过发送至定时控制模块中，完成灌溉前的准备。
本发明进一步的改进在于，一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统的使用方法，包括：
S1、通过定位穿刺爪插入装接于待灌溉的种植土壤层之后，将信息储存模块内录入种植物成长周期内对应生长高度的抬升驱动模块控制命令，经微处理器读取计算后，通过发送至定时控制模块中，完成灌溉前的准备；
S2、植物成长周期内，微处理器经读取信息储存模块中录入的生长高度数据，并向定时控制模块内发送计算后的时控驱动命令，进而使抬升驱动模块在经定时控制模块设定的生长周期时长后，将环形分水盘推动上升完成对灌溉高度调升，达到依据种植物生长周期内高度变化后适应调控灌溉高度的目的，保持灌溉需求高度；
S3、在调控灌溉高度后，通过风力风向测定模块采集当前高度所处风向和风速，并在经微处理器录入风力风向测定模块采集的当前高度的风向风速后，通过微处理器计算当前高度风向对灌溉水造成的偏差影响，进而通过朝向调控驱动模块启动驱使环形分水盘旋转调控，使矩阵分孔喷头适应风向位置完成喷灌作业，保持灌溉位置适应性。
与现有技术相比，本发明通过微处理器经读取信息储存模块中录入的生长高度数据，并向定时控制模块内发送计算后的时控驱动命令，进而使抬升驱动模块在经定时控制模块设定的生长周期时长后，依据种植物生长周期内高度变化后适应调控灌溉高度，同时通过风力风向测定模块采集当前高度所处风向和风速，之后经微处理器计算当前高度风向对灌溉水造成的偏差影响对矩阵分孔喷头所处高度的喷灌角度调控，满足喷灌点的精确性，满足于灌溉高度适应性的同时，更加适应于单株种植。
附图说明
图1为本发明一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统的组成图。
图2为本发明一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统中风力感应模组和微处理器的系统图。
图中：1、定点安置组件；11、接地支撑座；12、定位穿刺爪；2、灌溉水源供送模块；21、环形分水盘；22、矩阵分孔喷头；23、水源供送驱动件；24、中置伸展套筒；25、终端连通管路；3、风阻调控模组；31、朝向调控驱动模块；32、风力风向测定模块；4、风力感应模组；41、抬升驱动模块；42、种类生长时长录入模块；43、定时控制模块；44、信息储存模块；5、微处理器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，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具体实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1-图2，一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统，包括定点安置组件1和灌溉水源供送模块2，定点安置组件1设有风阻调控模组3和风力感应模组4，风力感应模组4通过录入种植物成长周期后，依据成长时间抬升灌溉水源供送模块2灌溉高度，风阻调控模组3在灌溉水源供送模块2抬升灌溉高度后，通过风阻调控模组3采集当前高度风向进而调整喷灌朝向角度，风力感应模组4包括抬升驱动模块41、种类生长时长录入模块42、定时控制模块43和信息储存模块44，种类生长时长录入模块42通过将当前种植物成长周期对应高度数据录入信息储存模块44后，经定时控制模块43设定抬升驱动模块41抬升控制命令，最终通过抬升驱动模块41依据植物成长周期驱动抬升灌溉水源供送模块2高度，风阻调控模组3包括朝向调控驱动模块31和风力风向测定模块32，朝向调控驱动模块31经灌溉水源供送模块2抬升后采集当前高度风向风力，并通过微处理器5计算后，向朝向调控驱动模块31发送喷灌角度调控命令。
在本实施例中，在使用前首先将信息储存模块44内录入种植物成长周期内对应生长高度的抬升驱动模块41控制命令，其中植物成长周期对应生长高度可通过网络数据库中读取或采用种植实验并记录的方式获得，该数据为现有农业种植生长周期数据，因此在本实施例不再进行赘述，在信息储存模块44内完成数据录入后，种植物完成栽种并于灌溉状态下，首先通过微处理器5读取信息储存模块44内录入的计算后，通过发送至定时控制模块43中，使定时控制模块43在达到微处理器5中录入的植物成长周期后，通过微处理器5读取信息储存模块44中录入的生长周期数据所对应的生长高度时间，并计算出生长周期对应的生产高度，之后向定时控制模块43内发送，此时定时控制模块43在计时时长达到当前种植物的逐个生长周期后，向抬升驱动模块41发送驱动控制命令，使抬升驱动模块41伸展后，将环形分水盘21推动上升，进而完成对灌溉高度调升，进而使环形分水盘21的喷灌高度保持与当前种植物喷灌的贴合性，在种植物生长高度增加后，也可保持喷灌顶面位置的覆盖面，达到依据种植物生长周期内高度变化后，适应调控灌溉高度的目的，保持灌溉需求高度，同时在调控灌溉高度后，风力风向测定模块32同步采集当前高度所处风向和风速，并在经微处理器5录入风力风向测定模块32采集的当前高度的风向风速后，经微处理器5计算当前高度风向对灌溉水造成的偏差影响，其中具体操作方式为，在风力风向测定模块32获得当前高度风向后，通过控制朝向调控驱动模块31将环形分水盘21外侧设置的矩阵分孔喷头22驱动至风向的反向方向旋转二十度，使矩阵分孔喷头22的喷灌方向与风向处于相反方向，进而保持水源喷出时受风向带动下仍可浇灌于种植物区间，水源供送驱动件23为加压喷头，风力风向测定模块32获得当前高度风力后，风力增大时减小水源供送驱动件23的加压力，而风力小时，则通过微处理器5控制增加水源供送驱动件23出水压力，使矩阵分孔喷头22喷出的水源经风力带送下，保持水源正常到达位置，通过朝向调控驱动模块31启动驱使环形分水盘21旋转调控，使矩阵分孔喷头22适应风向位置完成喷灌作业，保持灌溉位置适应性。
其中，灌溉水源供送模块2包括环形分水盘21、矩阵分孔喷头22、水源供送驱动件23、中置伸展套筒24和终端连通管路25，矩阵分孔喷头22呈环形固定安装于环形分水盘21外侧，水源供送驱动件23通过抽送外部水源经中置伸展套筒24和终端连通管路25输送至环形分水盘21内，最终经矩阵分孔喷头22喷出；环形分水盘21通过固定呈环形分布的矩阵分孔喷头22用于对水源喷灌时的送出，在环形分水盘21经抬升驱动模块41的驱动完成高度的抬升时，位于终端连通管路25和水源供送驱动件23输出端的中置伸展套筒24随环形分水盘21的高度上升而适应伸展，进而保持水源正常传输的同时，保持供送水源时的密封性。
其中，定点安置组件1包括接地支撑座11和定位穿刺爪12，定位穿刺爪12固定连接于接地支撑座11底部用于嵌设于灌溉土壤层支撑，水源供送驱动件23固定连接于接地支撑座11的顶部，中置伸展套筒24固定连接于终端连通管路25与水源供送驱动件23的输出端之间；定位穿刺爪12嵌设在土壤层后，通过接地支撑座11接触种植土壤面实现对灌溉水源供送模块2以及风阻调控模组3的支撑，使灌溉水源供送模块2和风阻调控模组3置于土壤面后，水源供送驱动件23抽吸端通过接入外部水源后，将喷灌水源抽吸通过中置伸展套筒24的连通输送后经终端连通管路25输入环形分水盘21内，最终经矩阵分孔喷头22喷出实现喷灌。
其中，抬升驱动模块41、种类生长时长录入模块42、定时控制模块43和信息储存模块44均与接地支撑座11固定连接，微处理器5通过读取信息储存模块44内存储数据计算抬升驱动模块41对应种植物周期的所需抬升高度；抬升驱动模块41在本实施例中可为电伸缩杆，定时控制模块43为时间控制器，通过微处理器5读取信息储存模块44中录入的生长高度数据，向定时控制模块43内发送计算后的时控驱动命令信号，抬升驱动模块41通过接收信号后，到达定时控制模块43设定的周期时长时，将环形分水盘21推动上升，进而完成对灌溉高度调升，达到依据种植物生长周期内高度变化后适应调控灌溉高度的目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统，包括定点安置组件(1)和灌溉水源供送模块(2)，其特征在于，所述定点安置组件(1)设有风阻调控模组(3)和风力感应模组(4)，所述风力感应模组(4)通过录入种植物成长周期后，依据成长时间抬升所述灌溉水源供送模块(2)灌溉高度，所述风阻调控模组(3)在所述灌溉水源供送模块(2)抬升灌溉高度后，通过所述风阻调控模组(3)采集当前高度风向进而调整喷灌朝向角度；
所述风力感应模组(4)包括抬升驱动模块(41)、种类生长时长录入模块(42)、定时控制模块(43)和信息储存模块(44)，所述种类生长时长录入模块(42)通过将当前种植物成长周期对应高度数据录入所述信息储存模块(44)后，经所述定时控制模块(43)设定所述抬升驱动模块(41)抬升控制命令，最终通过所述抬升驱动模块(41)依据植物成长周期驱动抬升所述灌溉水源供送模块(2)高度；
所述风阻调控模组(3)包括朝向调控驱动模块(31)和风力风向测定模块(32)，所述朝向调控驱动模块(31)经所述灌溉水源供送模块(2)抬升后采集当前高度风向风力，并通过微处理器(5)计算后，向所述朝向调控驱动模块(31)发送喷灌角度调控命令。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统，其特征在于：所述灌溉水源供送模块(2)包括环形分水盘(21)、矩阵分孔喷头(22)、水源供送驱动件(23)、中置伸展套筒(24)和终端连通管路(25)，所述矩阵分孔喷头(22)呈环形固定安装于所述环形分水盘(21)外侧，所述水源供送驱动件(23)通过抽送外部水源经所述中置伸展套筒(24)和所述终端连通管路(25)输送至所述环形分水盘(21)内，最终经所述矩阵分孔喷头(22)喷出。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统，其特征在于：所述定点安置组件(1)包括接地支撑座(11)和定位穿刺爪(12)，所述定位穿刺爪(12)固定连接于所述接地支撑座(11)底部用于嵌设于灌溉土壤层支撑，所述水源供送驱动件(23)固定连接于所述接地支撑座(11)的顶部，所述中置伸展套筒(24)固定连接于所述终端连通管路(25)与所述水源供送驱动件(23)的输出端之间。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统，其特征在于：所述抬升驱动模块(41)、所述种类生长时长录入模块(42)、所述定时控制模块(43)和所述信息储存模块(44)均与所述接地支撑座(11)固定连接，所述微处理器(5)通过读取所述信息储存模块(44)内存储数据计算所述抬升驱动模块(41)对应种植物周期的所需抬升高度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于物联网数据分析的智能灌溉系统的使用方法，其特征在于，包括：
S1、通过定位穿刺爪(12)插入装接于待灌溉的种植土壤层之后，将信息储存模块(44)内录入种植物成长周期内对应生长高度的抬升驱动模块(41)控制命令，经微处理器(5)读取计算后，通过发送至定时控制模块(43)中，完成灌溉前的准备；
S2、植物成长周期内，微处理器(5)经读取信息储存模块(44)中录入的生长高度数据，并向定时控制模块(43)内发送计算后的时控驱动命令，进而使抬升驱动模块(41)在经定时控制模块(43)设定的生长周期时长后，将环形分水盘(21)推动上升完成对灌溉高度调升，达到依据种植物生长周期内高度变化后适应调控灌溉高度的目的，保持灌溉需求高度；
S3、在调控灌溉高度后，通过风力风向测定模块(32)采集当前高度所处风向和风速，并在经微处理器(5)录入风力风向测定模块(32)采集的当前高度的风向风速后，经微处理器(5)计算当前高度风向对灌溉水造成的偏差影响，进而通过朝向调控驱动模块(31)启动驱使环形分水盘(21)旋转调控，使矩阵分孔喷头(22)适应风向位置完成喷灌作业，保持灌溉位置适应性。
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