CN205038508U - 灌溉测控装置及灌溉测控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种灌溉测控装置及灌溉测控系统，涉及农业灌溉领域，主要目的在于提高土壤灌溉的水资源利用率。主要采用的技术方案为：灌溉测控装置，包括电动阀、第一传感器、第二传感器、控制单元和继电器。电动阀具有进水口和出水口；第一传感器设置在电动阀的进水口端，用于采集进水口端的进水流量；第二传感器用于采集土壤的含水量；控制单元分别与第一传感器和第二传感器连接，用于根据接收到的进水流量信息和土壤的含水量信息，采用预设的判定规则判定电动阀是否需要开启或关闭，并生成相应的控制信号；继电器分别与控制单元和电动阀连接，用于接收控制信号，并响应于控制信号，控制电动阀的启闭。

Description

灌溉测控装置及灌溉测控系统

技术领域

本实用新型涉及农业灌溉技术领域，特别是涉及一种灌溉测控装置及灌溉测控系统。

背景技术

农业灌溉，主要是指对农业耕作区进行的灌溉作业。我国是农业大国，农业灌溉需要大量的水，农业用水量约占社会总耗水量的70％以上，而近年我国水资源短缺现象又日趋严重，因此节水农业将成为我国现代农业发展的一个重要方向。农作物的需水量在不同时间对水分的要求是不一样的，了解土壤水分并合理的灌溉会对提高农作物产量有一定的帮助。按作物需水情况进行灌溉，不仅可以节约水资源，而且有利于产量与品质的提高，减少病害，缩短成熟期。然而，目前在我国自动灌溉的农业节水技术虽然已经有一定的发展，大水粗放的现象已经基本得到控制，但大多数都是定时式的灌溉技术，无论土壤是否干燥都会按时予以灌溉，水资源利用率还很低，造成了水资源的浪费。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种灌溉测控装置及灌溉测控系统，主要目的在于提高土壤灌溉的水资源利用率。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型的实施例提供一种灌溉测控装置，包括：

电动阀，其具有进水口和出水口；

第一传感器，设置在所述电动阀的进水口端，用于采集所述进水口端的进水流量；

第二传感器，用于采集土壤的含水量；

控制单元，其分别与所述第一传感器和所述第二传感器连接，用于根据接收到的进水流量信息和土壤的含水量信息，采用预设的判定规则判定电动阀是否需要开启或关闭，并生成相应的控制信号；

继电器，分别与所述控制单元和所述电动阀连接，用于接收所述控制信号，并响应于所述控制信号，控制所述电动阀的启闭。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

进一步的，前述的灌溉测控装置，其中，

所述控制单元通过第一通信模块分别与所述第一传感器、所述第二传感器和所述继电器通信连接，所述第一通信模块为无线通信模块。

进一步的，前述的灌溉测控装置，还包括通信接口和存储单元；

所述存储单元分别与所述通信接口和所述第一通信模块通信连接。

进一步的，前述的灌溉测控装置，还包括壳体，所述控制单元设置在所述壳体内。

进一步的，前述的灌溉测控装置，其中，

所述壳体呈三棱锥结构。

进一步的，前述的灌溉测控装置，其中，

所述三棱锥结构的第一锥面上贴设有太阳能板，所述太阳能板通过电源电路分别与所述控制单元和所述第一通信模块连接，以给所述控制单元和所述第一通信模块提供工作电源。

进一步的，前述的灌溉测控装置，其中，

所述三棱锥结构的第二锥面上贴设有触摸板，所述触摸板与所述控制单元连接。

另一方面，本实用新型的实施例还提供一种灌溉测控系统，包括：

出水管；

灌溉测控装置，其为上述任一种所述的灌溉测控装置，所述灌溉测控装置的数量为多个，多个所述灌溉测控装置的电动阀的进水口端分别与所述出水管连接；所述灌溉测控装置的第一传感器还用于采集所述进水口端的水压；

智能设备，其包括显示单元和输入单元；所述显示单元和所述输入单元均与所述第一通信模块通信连接，所述显示单元用于通过所述第一通信模块显示多个所述第一传感器采集的水压信息；所述输入单元用于通过所述第一通信模块向所述继电器发送电动阀启闭信号。

借由上述技术方案，本实用新型灌溉测控装置及灌溉测控系统至少具有以下有益效果：

在本实用新型提供的技术方案中，通过设置的第二传感器可以采集土壤的含水量，当所采集到的土壤含水量的值在预设区间之外时，控制单元可以通过继电器控制电动阀的启闭，以达到对灌溉水量的粗放控制；同时，通过设置的第一传感器可以采集电动阀的进水口端的进水流量，该进水流量可以反映农作物的灌溉水量，控制单元可以根据第一传感器采集的数据判断农作物的灌溉水量是否达到设定值，并生成相应的控制信号通过继电器控制电动阀的启闭，从而可以对农作物的灌溉水量进行精准控制。其中，本实用新型的技术方案通过第一传感器和第二传感器的相互配合达到对农作物灌溉水量的精准控制，使灌溉更加科学、智能化，水资源的利用率也更高。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的实施例一的第一示例提供的一种灌溉测控装置的结构框图；

图2是本实用新型的实施例一的第二示例提供的一种灌溉测控装置的结构框图；

图3是本实用新型的实施例一的第三示例提供的一种灌溉测控装置的结构框图；

图4是本实用新型的实施例一的第四示例提供的一种灌溉测控装置的部分结构示意图；

图5是本实用新型的实施例一的第四示例提供的一种灌溉测控装置的结构框图；

图6是本实用新型的实施例二提供的一种灌溉测控系统的部分结构框图；

图7是本实用新型的实施例三提供的一种灌溉测控方法的第一部分流程示意图；

图8是本实用新型的实施例三提供的一种灌溉测控方法的第二部分流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

图1示出了本实用新型实施一的第一示例提供的一种灌溉测控装置的结构框图。如图1所示，本实用新型的实施例一提出的一种灌溉测控装置100，包括电动阀1、第一传感器2、第二传感器3、控制单元4和继电器5。电动阀1具有进水口(图中未标示)和出水口(图中未标示)。第一传感器2设置在电动阀1的进水口端，第一传感器2用于采集进水口端的进水流量。该第一传感器2可以为流量传感器、或具有流量采集功能的传感器比如流量压力传感器等。第二传感器3用于采集土壤的含水量，第二传感器3可以为土壤水分传感器、或具有采集土壤含水量功能的其它传感器等。当第二传感器3为土壤水分传感器时，可以将该土壤水分传感器埋设在土壤中，以采集土壤含水量。控制单元4分别与第一传感器2和第二传感器3连接。控制单元4用于接收第一传感器2和第二传感器3采集的信息，并根据接收到的进水流量信息和土壤的含水量信息，采用预设的判定规则判定电动阀1是否需要开启或关闭，并生成相应的控制信号。继电器5分别与控制单元4和电动阀1连接。继电器5用于接收控制单元4发出的控制信号，并响应于该控制信号，控制电动阀1的启闭。

上述的判定规则可以具体为：比如若农作物的土壤含水量的设定范围为A～B，当第二传感器3采集到的土壤含水量的值C小于A时，则判定电动阀1需要开启；当第二传感器3采集到的土壤含水量的值C大于B时，则判定电动阀1需要关闭；当第二传感器3采集到的土壤含水量的值C在A～B之间时，则判定电动阀1维持原有的状态，即电动阀1保持继续开启或继续关闭。

其中，通过前述的第二传感器3对土壤含水量的信息进行采集，可以对农作物的灌溉水量进行粗放控制。然而，若电动阀1在开启状态下对农作物进行灌溉，当第二传感器3检测到土壤的含水量达到设定值，即采集到的土壤含水量的值C处于A～B之间，电动阀1会继续保持开启状态对农作物进行灌溉，直至C大于B时，控制单元4才会通过继电器5控制电动阀1关闭，造成水资源的严重浪费。为了进一步对灌溉水量进行精准的控制，本实用新型可以通过第一传感器2对电动阀1的进水口端的进水流量进行信息采集，该进水流量可以反映农作物的灌溉水量，控制单元4可以根据第一传感器2采集的数据判断农作物的灌溉水量是否达到设定值，并生成相应的控制信号通过继电器5控制电动阀1的启闭。比如，若农作物所需的灌溉水量为Q1，当第一传感器2采集到电动阀1的进水口端的进水流量Q2等于Q1时，则控制单元4通过继电器5控制电动阀1关闭。在本实用新型提供的技术方案中，第一传感器2和第二传感器3两者可以相互配合，当第二传感器3采集到的土壤含水量的值C介于设定范围A～B之间时，电动阀1继续开启，直至第一传感器2采集到的进水流量Q2达到设定流量Q1时，控制单元4通过继电器5控制电动阀1关闭，从而可以对农作物的灌溉水量进行精准控制，提高了土壤灌溉的水资源利用率。

这里需要说明的是：前述的控制单元4可以为具有模数转换功能的单片机或微处理器等，单片机或微处理器的具体结构为现有技术中的常用技术，用户可以根据需要在现有技术中进行选取，在此不再赘述。

图2示出了本实用新型实施一的第二示例提供的一种灌溉测控装置的结构框图。如图2所示，前述的控制单元4可以通过第一通信模块6分别与第一传感器2、第二传感器3和继电器5通信连接，该第一通信模块6可以为有线通信模块或无线通信模块等。为了减少有线通信的线缆干扰，优选的，第一通信模块6采用无线通信模块，比如蓝牙模块或无线射频模块等。其中，蓝牙模块和无线射频模块的具体结构为现有技术中的常用技术，可以根据需要在现有技术中进行选取，在此不再赘述。

图3示出了本实用新型实施一的第三示例提供的一种灌溉测控装置的结构框图。如图3所示，前述的灌溉测控装置100还可以包括通信接口8和存储单元7。存储单元7分别与通信接口8和第一通信模块6通信连接。存储单元7包括读写芯片和与读写芯片连接的存储介质。第一传感器2和第二传感器3采集的数据可以通过第一通信模块6传递给存储单元7，存储单元7的读写芯片将采集的数据写入存储介质进行存储，以防止数据丢失。上述的通信接口8可以为USB接口等，存储单元7的读写芯片可以读取存储介质内的信息，并将该信息发送给USB接口，用户可以根据需要通过该USB接口拷贝储存单元内的数据。

图4示出了本实用新型实施一的第四示例提供的一种灌溉测控装置的部分结构示意图。如图4所示，具体在实施前述灌溉测控装置100的技术方案时，前述的灌溉测控装置100还包括壳体9，控制单元4设置在该壳体9内，壳体9可以对控制单元4提供有效的保护，防止控制单元4受到外部损伤。

进一步的，如图4所示，前述的壳体9可以呈三棱锥结构，外形较美观。该三棱锥结构具有四个锥面。三棱锥结构的第一锥面(图中未标示)上可以贴设有太阳能板10。图5示出了本实用新型实施一的第四示例提供的一种灌溉测控装置的结构框图。如图5所示，该太阳能板10通过电源电路12分别与控制单元4和第一通信模块6连接，以给控制单元4和第一通信模块6提供工作电源。三棱锥结构的第二锥面(图中未标示)上可以贴设有触摸板11，该触摸板11与控制单元4连接，用户可以通过该触摸板11向控制单元4发送信息，以对控制单元4的参数进行设定。其中，第一锥面和第二锥面两者可以为三棱锥结构的四个锥面中的任意一个锥面，且第一锥面和第二锥面为不同的锥面。优选的，第一锥面的数量可以为两个。

这里需要说明的是：如图5所示，前述的三棱锥内部还可以设有电池安装孔，供电电池13安装在该电池安装孔内时，电池13与前述的电源电路12连接，电池13与太阳能板10共同形成本实用新型灌溉测控装置100的供电系统，给前述的控制单元4和第一通信模块6供电。

图6示出了本实用新型实施二提供的一种灌溉测控系统的部分结构框图。如图6所示，本实用新型的实施例二提供一种灌溉测控系统，包括出水管200、灌溉测控装置和智能设备300。其中，灌溉测控装置，包括电动阀、第一传感器、第二传感器、控制单元和继电器；电动阀具有进水口和出水口；第一传感器设置在电动阀的进水口端，用于采集进水口端的进水流量；第二传感器用于采集土壤的含水量；控制单元分别与第一传感器和第二传感器连接，用于根据接收到的进水流量信息和土壤的含水量信息，采用预设的判定规则判定电动阀是否需要开启或关闭，并生成相应的控制信号；继电器分别与控制单元和电动阀连接，用于接收控制信号，并响应于控制信号，控制电动阀的启闭。控制单元通过第一通信模块分别与第一传感器、第二传感器和继电器通信连接，第一通信模块为无线通信模块。

这里需要说明的是：本实施例中所涉及的灌溉测控装置可采用上述实施例中的所描述的灌溉测控装置100结构，具体的实现和工作原理可参见上述实施例中的相应的内容，此处不再赘述。

如图6所示，在上述提供的灌溉测控系统中，灌溉测控装置100的数量为多个，多个灌溉测控装置100的电动阀1的进水口端分别与出水管200连接，以使多个电动阀1与出水管200的内部连通。前述灌溉测控装置100的第一传感器2还用于采集进水口端的水压，即第一传感器2既可以采集进水口端的进水流量，又可以采集进水口端的水压，该第一传感器2可以为流量压力传感器等。智能设备300包括显示单元301和输入单元302。显示单元301和输入单元302均与第一通信模块6通信连接，第一传感器2采集的水压信息可以通过第一通信模块6传递给显示单元301进行显示。输入单元302可以通过第一通信模块6向继电器5发送电动阀启闭信号。

具体在实施上述灌溉测控系统的技术方案时，智能设备300的显示单元301可以显示第一传感器2采集的水压信息，用户可以对多个第一传感器2采集的水压信息进行监测，当用户观测到某些电动阀1的水压过高或过低影响出水管200内的整体水压时，用户可以通过输入单元302向相应的灌溉测控装置100的控制单元4发送信号，并通过控制单元4向相应的继电器5发送电动阀启闭信号，以打开或关闭相应的电动阀1，使出水管200内的水压保持平衡，达到对出水管200内的水压进行调节的目的。

这里需要说明的是：前述的智能设备300可以为手机、台式电脑、笔记本电脑或平板电脑等，本领域的技术人员应当理解，手机、台式电脑、笔记本电脑或平板电脑等仅为示例，并不用于对本实施例的技术方案进行限制，其他类型的智能设备300也都适用。

图7示出了本实用新型实施三提供的一种灌溉测控方法的第一部分的流程示意图。如图7所示，本实用新型的实施例提供一种灌溉测控方法，用于与上述的灌溉测控系统配合使用，该灌溉测控方法的步骤包括：

步骤401：第一传感器2采集电动阀1的进水口端的进水流量，并将采集的进水流量信息发送给控制单元4；

步骤402：第二传感器3采集土壤的含水量，并将采集的土壤含水量信息发送给控制单元4；

步骤403：控制单元4根据采集的进水流量信息和土壤的含水量信息，采用预设的判定规则判定电动阀1是否需要开启或关闭，并生成相应的控制信号发送给继电器5；

步骤404：继电器5接收控制单元4发送的控制信号，并根据该控制信号控制电动阀1的启闭。

在上述提供的技术方案中，第一传感器2和第二传感器3两者可以相互配合，当第二传感器3采集到的土壤含水量的值C介于设定范围A～B之间时，电动阀1继续开启，直至第一传感器2采集到的进水流量Q2达到设定流量Q1时，控制单元4通过继电器5控制电动阀1关闭，从而可以对农作物的灌溉水量进行精准控制，提高了土壤灌溉的水资源利用率。

进一步的，如图8所示，前述的灌溉测控方法的步骤还包括：

步骤405：第一传感器2采集电动阀1的进水口端的水压信息，并通过第一通信模块6将采集的水压信息发送给智能设备300的显示单元301进行显示；

步骤406：用户向输入单元302输入电动阀启闭信息；

步骤407：输入单元302将输入的电动阀启闭信息通过第一通信模块发送给控制单元4；

步骤408：控制单元4根据接收的电动阀启闭信息，生成相应的电动阀启闭信号发送给继电器5；

步骤409：继电器5接收控制单元4发送的电动阀启闭信号，并根据该电动阀启闭信号控制电动阀1的启闭。

智能设备300的显示单元301可以显示第一传感器2采集的水压信息，用户可以对多个第一传感器2采集的水压信息进行监测，当用户观测到某些电动阀1的水压过高或过低影响出水管200内的整体水压时，用户可以通过输入单元302向相应的灌溉测控装置100的控制单元4发送信号，并通过控制单元4向相应的继电器5发送电动阀启闭信号，以打开或关闭相应的电动阀1，使出水管200内的水压保持平衡，达到对出水管200内的水压进行调节的目的。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种灌溉测控装置，其特征在于，包括：

电动阀，其具有进水口和出水口；

第一传感器，设置在所述电动阀的进水口端，用于采集所述进水口端的进水流量；

第二传感器，用于采集土壤的含水量；

控制单元，其分别与所述第一传感器和所述第二传感器连接，用于根据接收到的进水流量信息和土壤的含水量信息，采用预设的判定规则判定电动阀是否需要开启或关闭，并生成相应的控制信号；

继电器，分别与所述控制单元和所述电动阀连接，用于接收所述控制信号，并响应于所述控制信号，控制所述电动阀的启闭。

2.如权利要求1所述的灌溉测控装置，其特征在于，

所述控制单元通过第一通信模块分别与所述第一传感器、所述第二传感器和所述继电器通信连接，所述第一通信模块为无线通信模块。

3.如权利要求2所述的灌溉测控装置，其特征在于，还包括通信接口和存储单元；

所述存储单元分别与所述通信接口和所述第一通信模块通信连接。

4.如权利要求2所述的灌溉测控装置，其特征在于，还包括壳体，所述控制单元设置在所述壳体内。

5.如权利要求4所述的灌溉测控装置，其特征在于，

所述壳体呈三棱锥结构。

6.如权利要求5所述的灌溉测控装置，其特征在于，

所述三棱锥结构的第一锥面上贴设有太阳能板，所述太阳能板通过电源电路分别与所述控制单元和所述第一通信模块连接，以给所述控制单元和所述第一通信模块提供工作电源。

7.如权利要求5或6所述的灌溉测控装置，其特征在于，

所述三棱锥结构的第二锥面上贴设有触摸板，所述触摸板与所述控制单元连接。

8.一种灌溉测控系统，其特征在于，包括：

出水管；

灌溉测控装置，其为权利要求2至7中任一项所述的灌溉测控装置，所述灌溉测控装置的数量为多个，多个所述灌溉测控装置的电动阀的进水口端分别与所述出水管连接；所述灌溉测控装置的第一传感器还用于采集所述进水口端的水压；

智能设备，其包括显示单元和输入单元；所述显示单元和所述输入单元均与所述第一通信模块通信连接，所述显示单元用于通过所述第一通信模块显示多个所述第一传感器采集的水压信息；所述输入单元用于通过所述第一通信模块向所述继电器发送电动阀启闭信号。