CN201218914Y - 农田信息自动采集与灌溉智能控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种农田信息自动采集与灌溉智能控制装置，由信息采集控制器、中央监控中心、传感器和电磁阀通过现场总线网络方式装配构成。其加载了装有专用分析软件的决策模块，集成了信息采集和分析决策与智能控制功能，可通过对前端采集的农田水分、盐分信息进行分析，依据土壤含水量临界值生成实时动态的灌溉指令进而控制系统进行自动灌溉，并具有对电磁阀实际开启状态的检测反馈，可以实现灌溉系统的全自动化。

Description

农田信息自动采集与灌溉智能控制装置

一、技术领域

本实用新型属于农田灌溉控制设备，具体涉及农田信息自动采集与灌溉智能控制装置。

二、背景技术

随着信息技术的发展，农业信息化和智能化水平不断提高。在农业灌溉方面，自动化滴灌技术已经从设施农业向大田种植普及。但传统的自动化滴灌技术只是进行固定时序的灌溉，由系统执行预设的指令。如申请号为200520016081.0的中国专利说明书公开的一种时序灌溉控制器，该控制器可以按照用户预设的时间来进行时序灌溉控制，其包括微控制器、外部数据存储器、LCD显示器、操作按键、功能旋钮、实时日历时钟、控制输出、数据采集、外壳等，通过运行PC上的灌水时间表编辑软件将灌水时间表的配置输入控制器，实现定时灌溉。此控制器不能按照土壤水分和农田环境的变化进行动态控制，灌溉的精确度不高。要实现完全的自动控制和灌溉智能化，就必须要在采集农田墒情实时数据的基础上，进行微机决策，之后将指令发送至控制系统，完成全自动控制。申请号为200420000723.3的中国专利说明书公开了一种灌溉远程监测与控制器，可通过GSM短信或手机通讯实现数据采集与灌溉控制，虽然能够将检测到的监测数据经GSM模块以短信或手机通讯的形式发送至用户，同时可以用短信或手机通讯来控制灌溉，但仍然没有实现智能决策，农田信息和灌溉指令之间没有建立必然的联系，无法实现按作物需要和田间墒情制定灌溉制度，影响了灌水效率。

三、发明内容

本实用新型的目的是提供一种通过实时采集农田土壤墒情信息经决策分析生成灌溉制度的智能决策控制系统。

本实用新型述及的农田信息自动采集与灌溉智能控制装置，由信息采集控制器、中央监控中心、传感器和电磁阀通过现场总线网络方式装配构成，所述信息采集控制器包含单片机采集卡、单片机控制卡和总线电源，其通过传感器接线端子分别与水分传感器、盐分传感器和压力传感器连接，通过电磁阀接线端子与脉冲电磁阀连接；所述总线电源通过电源接线端子与电源线连接、通过总线接线端子与信号线连接；所述中央监控中心由电源控制器、总线接口卡、决策模块和监控计算机构成，通过电源线和信号线与信息采集控制器相连。本系统加载了装有专用分析软件的决策模块，集成了信息采集和分析决策与智能控制功能，可通过对前端采集的农田水分、盐分信息进行分析决策，依据土壤含水量临界值生成实时动态的灌溉指令并控制系统进行自动灌溉，并具有对电磁阀实际开启状态的检测反馈，可以实现灌溉系统的全自动化。

四、附图说明

图1为本实用新型系统原理示意图。

图2为本实用新型装配结构示意图。

五、具体实施方式

如图1和图2，本实用新型农田信息自动采集与灌溉智能控制装置与滴灌系统配合设计，包括信息采集控制器1、中央监控中心2及脉冲电磁阀13，其信息采集控制器1包含单片机采集卡3、单片机控制卡4和总线电源5，通过传感器接线端子19分别与水分传感器10、盐分传感器11和压力传感器12连接，通过电磁阀接线端子20分别与脉冲电磁阀13连接，压力传感器12和脉冲电磁阀13与滴灌装置14连接；所述总线电源5通过电源接线端子17与电源线15连接、通过总线接线端子18与信号线16连接，通过电源转换模块23、电源指示灯21、电源开关24实现电源转换、正常性检测和电源开启，通过信号指示灯22实现总线信号正常性检测；所述中央监控中心2由电源控制器6、总线接口卡8、决策模块7和监控计算机9构成，通过电源线15和信号线16与信息采集控制器1连接。

本装置结构中的信息采集控制器1具有2路AD输入、2路开关输入、2路脉冲开关量输出，可以完成2路信息采集和2路脉冲电磁阀控制及2路阀门状态检测功能；采用防水塑料外壳和电路板组成，供电电压为DC12V～40V，数据采集电压为0～5V，脉冲输出12V/10ms，开关状态5V，使用环境工作温度为-40℃～+80℃，相对湿度40％～60％RH，存储温度-55℃～+85℃；采用CAN总线接口，光电隔离，隔离电压≥500V，总线访问方式为多主方式或主从轮巡方式，总线上最多可接110个节点，用专有配置软件Config_ID进行地址配置，可进行地址修改和读写；采用AT89C51单片机、AT89C2051嵌入式MCU分别进行数据采集和控制，以时钟芯片DS12887构成时钟电路，以MAX813L构成看门狗电路WAT，监测程序运行，提高系统的抗干扰能力。中央监控中心2的电源控制器具有电压转换功能，可进行220V/36V和36V/5，电压转换，可防止突然断电；总线接口卡为PCI-9820型，通过计算机插口槽与信号线缆直接连接进行数据双向通讯。

信息采集控制器1通过水分传感器10和盐分传感器11采集田间数据信息，可根据土壤湿度临界值自动启闭电磁阀13，实现依据田间墒情决策的动态灌溉；也可根据中央监控中心2上的决策管理模块7中的管理软件编制的轮灌制度进行灌溉。本灌溉控制装置的另一功能是通过设置于电磁阀13处的压力传感器12对出水口压力进行监测，将检测结果实时反馈到中央监控中心2，根据出水口压力判别电磁阀13的开启状态，通过软件图形界面的电磁阀图形颜色来显示电磁阀13的实际开闭状态，对故障电磁阀13进行及时检查修复，从而避免了发出开启指令但电磁阀13未打开的现象。本实用新型农田信息自动采集与灌溉智能控制装置应用于农田滴灌工程效果良好，可实现滴灌系统的智能化和全自动化。

Claims (2)

1、一种农田信息自动采集与灌溉智能控制装置，该装置由信息采集控制器(1)、中央监控中心(2)、传感器(10、11)和电磁阀(13)通过现场总线网络方式装配构成，其特征在于：所述信息采集控制器(1)包含单片机采集卡(3)、单片机控制卡(4)和总线电源(5)，其通过传感器接线端子(19)分别与水分传感器(10)、盐分传感器(11)连接，通过电磁阀接线端子(20)与脉冲电磁阀(13)连接；所述总线电源(5)通过电源接线端子(17)与电源线(15)连接、通过总线接线端子(18)与信号线(16)连接；所述中央监控中心(2)由电源控制器(6)、总线接口卡(8)、决策模块(7)和监控计算机(9)构成，通过电源线(15)和信号线(16)与信息采集控制器(1)相连。

2、如权利要求1所述的控制装置，其特征在于传感器接线端子(19)连接有与脉冲电磁阀(13)相连的压力传感器(12)。

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