CN205105891U - 一种智能灌溉系统 - Google Patents

Abstract

一种智能灌溉系统，所述系统包括信息管理中心、通信模块、水源监控模块、田间监控模块；所述信息管理中心通过通信模块分别与水源监控模块、田间监控模块通信连接；所述田间监控单元包括信息单元、墒情仪、摄像机和电磁阀；所述墒情仪、摄像机和电磁阀通过信息单元与信息管理中心数据连接。本实用新型可以利用手机客户端实现远程控制，智能控制，可以进行水费余额查询、用水量信息查询、远程灌水控制、土壤墒情实时信息查询、旱情预警信息查询、灌水情况实时监控、机井状态查询等。

Description

一种智能灌溉系统

技术领域

本实用新型涉及水利技术领域，特别是一种智能灌溉系统。

背景技术

为地补充作物所需水分的技术措施。为了保证作物正常生长，获取高产稳产，必须供给作物以充足的水分。在自然条件下，往往因降水量不足或分布的不均匀，不能满足作物对水分要求。因此，必须人为地进行灌溉，以补天然降雨之不足。灌溉，即用水浇地。灌溉原则是灌溉量、灌溉次数和时间要根据药用植物需水特性、生育阶段、气候、土壤条件而定，要适时、适量，合理灌溉。其种类主要有播种前灌水、催苗灌水、生长期灌水及冬季灌水等。

传统的农业利用人工设施，将符合质量的水，输送到农田、草场、林地等处，补充土壤水分，改善植物生长发育条件。灌溉的主要对象是农作物，故又称作物灌溉或农田灌溉。

其存在输水损失、利用损失和管理损失三大缺点。

随着科技的发展，农业灌溉进入了现代化的时代，现代化农田灌溉就是通过提高劳动力资源和水资源的利用效率，改善灌区供水服务的质量，是灌区技术革新、管理水平提高和体制改革的过程，是由“谁管理”向“供水服务”的转变过程，实现现代化农田灌溉的主要手段是打造自动化灌溉的灌溉模式。

如何利用科学先进的节水灌溉技术保障农田灌溉的服务安全性、公平性、可靠性和灵活性，是现代农业研究的重点方向。

实用新型内容

为适应现代农业发展的需求，本实用新型的目的在于提供一种智能灌溉系统，优化农业灌溉的管理。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种智能灌溉系统，其特征在于：所述系统包括信息管理中心、通信模块、水源控制模块、田间监控模块、IC卡模块；所述信息管理中心通过通信模块分别与水源控制模块、IC卡模块、田间监控模块通信连接；所述IC卡模块包括IC卡读写单元、微处理器；所述微处理器与IC卡读写单元数据连接；所述微处理器与水源控制模块连接。

在本智能灌溉系统中，田间监控单元用于监控田间作业情况，水源控制模块用于监控水源井的水源情况，信息管理中心通过通信模块分别与水源控制模块、田间监控模块通信连接，实现远程监管和控制灌溉系统的功能，在使用该系统时，可以通过充值IC卡，IC卡在IC卡读写单元上划卡后，微处理器通过与水源控制模块数据交互，使水源控制模块启动工作，灌溉系统可以正常取水。

进一步的，所述信息管理中心包括服务器、显示器、交换机、路由器、UPS电源、硬盘录像机、手机客户端；所述服务器通过通信模块分别与水源控制模块通信、田间监控模块连接；所述手机客户端、显示器、交换机、UPS电源、硬盘录像机与服务器连接。

服务器用于处理水源控制模块反馈的信息，并且通过显示器实时显示，实现人与系统的交互，Ups电源用于保证服务器可以不间断工作，交换机可以使服务器的连入网络，使各种数据信息的传输，更为及时；路由器用于使系统接入Internet，磁盘录像机用于实时记录田间监控模块的情况。

手机客户端可以实时接收到灌溉系统的信息，随时随地监控土壤信息，控制灌溉。

进一步的，所述IC卡模块还包括无线通信单元；所述无线通信单元与微处理器连接。

使IC卡的刷卡消费，可以通过远程进行。

进一步的，所述田间监控单元包括信息单元、墒情仪、气象站、摄像机和电磁阀；所述墒情仪、摄像机、气象站和电磁阀通过信息单元与信息管理中心数据连接。

在本智能灌溉系统中，田间监控单元用于监控田间作业情况，水源控制模块用于监控水源井的水源情况，信息管理中心通过通信模块分别与水源控制模块、田间监控模块通信连接，实现远程监管和控制灌溉系统的功能。

进一步的，所述水源控制模块包括控制电路、流量计、机井和水位计；所述控制电路分别与微处理器、流量计、机井和水位计；控制电路通过通信模块与信息管理中心通信连接。

控制电路当收到微处理器的执行后，即打开机井，使水源进入灌溉管道；流量计用于计算用户使用灌溉水量；水位计用于监控水源井水位状况，控制电路还用于与信息管理中心信息交互，机井用于取水。

进一步的，所述控制电路包括盘装三相电表、开关、隔离变压器、空气开关、接触器、端子和信息处理单元；所述信息处理单元与微处理器连接。

进一步的，所述水源控制模块还包括施肥单元；所述施肥单元与信息处理单元连接。

施肥单元用于储存肥料，在种植某些需要肥料的作物，根据实际情况，水源控制模块可以打开施肥单元，使肥料进入机井的灌溉输水通道，从而在控制灌溉水量的同时，控制施肥。

进一步的，水源控制模块设有灌溉智能控制柜；所述控制柜分为上箱体和下箱体；所述上、下箱体之间设置有防水隔板；所述上下箱体分别由四片面板相互连接组合而成；所述前面板设有柜门；所述控制电路设置在上箱体中；所述箱体上部设有防水盖。

箱体用于保护控制电路。

进一步的，所述IC卡读写单元，采用非接触式IC卡。

进一步的，所述通信模块包括GPS通信单元、北斗卫星通信单元、Zigbee无线网络通信单元、3G通信单元和4G通信单元。

各个不同的模块之间，采用不同的通信模式，充分利用现有的通信资源，实现资源的最优配置。

采用上述结构后，本实用新型有益效果为：

1.可以利用手机客户端实现远程控制，智能控制，可以进行水费余额查询、用水量信息查询、远程灌水控制、土壤墒情实时信息查询、旱情预警信息查询、灌水情况实时监控、机井状态查询等。

2.使农户达到了借助IC卡自主浇地的目的。

3.解决了农业机井灌溉管理中长期存在的水费计量不准、拖欠灌溉费用和浪费水资源的难题。

4.实时采集灌溉片区地下水位变化情况及用水量情况。

5.通过视频、墒情仪、水位计等多种途径全方位监控。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2为控制电路结构示意图；

图3为本实用新型灌溉智能控制柜结构示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，所述系统包括信息管理中心1、通信模块2、水源控制模块3、田间监控模块4、IC卡模块5；所述信息管理中心1通过通信模块2分别与水源控制模块3、田间监控模块4通信连接；所述IC卡模块5包括IC卡读写单元51、微处理器52；所述微处理器52与IC卡读写单元数据51连接；所述微处理器52与水源控制模块3连接。

在本智能灌溉系统中，田间监控单元用于监控田间作业情况，水源控制模块用于监控水源井的水源情况，信息管理中心通过通信模块分别与水源控制模块、田间监控模块通信连接，实现远程监管和控制灌溉系统的功能，在使用该系统时，可以通过充值IC卡，IC卡在IC卡读写单元上划卡后，微处理器通过与水源控制模块数据交互，使水源控制模块启动工作，灌溉系统可以正常取水。

进一步的，所述信息管理1中心包括服务器11、显示器12、交换机13、路由器14、UPS电源15、硬盘录像机16、手机客户端17；所述服务器11通过通信模块2分别与水源控制模块3、田间监控模块4通信连接；所述手机客户端17、显示器12、交换机13、UPS电源15、硬盘录像机16与服务器11连接。

服务器用于处理水源控制模块反馈的信息，并且通过显示器实时显示，实现人与系统的交互，Ups电源用于保证服务器可以不间断工作，交换机可以使服务器的连入网络，使各种数据信息的传输，更为及时；路由器用于使系统接入Internet，磁盘录像机用于实时记录田间监控模块的情况。

手机客户端可以实时接收到灌溉系统的信息，随时随地监控土壤信息，控制灌溉。

进一步的，所述IC卡模块5还包括无线通信单元53；所述无线通信单元53与微处理器52连接。

使刷卡消费，可以通过远程进行，用户只需在手机端付费，信息管理中心同样可以通过无线通信，将启动水源管理模块的指令传送给微处理器，远程启动机井。

本实施例的另一优越之处，在于可以利用手机端，实时获取农田的信息，同时可以通过手机客户端，控制农田的灌溉。同时在农田有其他紧急情况时，可以通过信息管理中心，向农户发送短信，进行通知。

进一步的，所述田间监控单元4包括信息单元41、墒情仪42、摄像机43、气象站45和电磁阀44；所述墒情仪42、摄像机43、气象站45和电磁阀44通过信息单元41与信息管理中心1数据连接。

在本智能灌溉系统中，田间监控单元用于监控田间作业情况，墒情仪可以实时监控田间土壤情况，配合摄像机可以实时获取田间现场信息，同时还兼备防盗的功能，气象站用监测记录田地的雨情雨量，电磁阀与机井同步配合工作，当用户刷卡取水后，水源管理模块启动，电磁阀也同步启动，向田间进行灌溉工作。

进一步的，所述水源控制模块3包括控制电路31、流量计32、机井33和水位计34；所述控制电路31分别与微处理器52、流量计32、机井33和水位计34；控制电路31通过通信模块2与信息管理中心1通信连接。

控制电路当收到微处理器的执行后，即打开机井，使水源进入灌溉管道；流量计用于计算用户使用灌溉水量；水位计用于监控水源井水位状况，控制电路还用于与信息管理中心信息交互。

进一步的，所述控制电路31包括盘装三相电表311、开关312、隔离变压器313、空气开关314、接触器315、端子316和信息处理单元317。

当IC卡模块刷卡完成，微处理器通过指令信息处理单元317，驱动干触点闭合，接触器交流接触器线圈得电，接触器主触点闭合，机井打开。

盘装三相电表用于计量电量；隔离变压器用于保护电路；端子用于连接各传感器。

进一步的，所述水源控制模块还包括施肥单元318；所述施肥单元318与信息处理单元317连接。

施肥单元用于储存肥料，在种植某些需要肥料的作物，根据实际情况，水源控制模块可以打开施肥单元，使肥料进入机井的灌溉输水通道，从而在控制灌溉水量的同时，控制施肥。

进一步的，水源控制模块3设有灌溉智能控制柜35；所述控制柜35分为上箱体351和下箱体352；所述上、下箱体之间设置有防水隔板353；所述上下箱体分别由四片面板相互连接组合而成；所述前面板至少设有有一片柜门354；所述控制电路设置在上箱体中；所述箱体上部设有防水盖355。

箱体用于保护控制电路。

进一步的，所述IC卡读写单元，采用非接触式IC卡。

农户首先在IC卡中进行充值，当需要灌溉时，只需用IC卡在IC卡读写单元上读取信息后，微处理器即可通过水源控制模块的控制电路启动机井，从而农户可以取水。IC卡的消费信息，也会反馈到信息服务中心进行记录。在水源控制模块进行工作时，水量计同时计算灌溉用水量，当水量到达设定值时，停止供水。

进一步的，所述通信模块2包括GPS通信单元21、北斗卫星通信单元22、Zigbee无线网络通信单元23、3G通信单元24、4G通信单元25。

各个不同的模块之间，采用不同的通信模式，充分利用现有的通信资源，实现资源的最优配置。

系统运行时，通过水位计，获取地下水位数据；通过墒情仪，监测土壤含水量；通过气象站，收集当地气象信息，获得无雨日的数据；信息管理中心在获取地下水位数据、土壤含水量数据和气象数据之后，结合具体作物情况，做出判断和计算，分析出作物的需水量和需肥量，之后向手机客户端推送灌溉警告信息。农户在收到信息后，可以用IC卡到附近的水源控制模块刷卡取水，或者通过手机客户端无线支付，支付完成后，水源控制模块打开机井，向农田灌溉，如果作物的情况需要施肥，则还会打开施肥单元，将肥料与灌溉管道一起流向农田。流量计用于计算本次任务的灌溉量，当达到设定的灌溉量时，停止供水。

在干旱时，墒情仪通过土壤的含水量和经济作物的用水量，向信息管理中心发送用水告警信息，由信息管理中心向用户手机推送用水信息。用户可从获取的信息和实时视频了解田间经济作物的生长情况，然后进行灌溉用水。

所述田间监控模块还可以包括定位单元，用于定位农田布置的位置。

所述田间监控模块还可以包括报警单元，当田间出现意外情况时，可以及时自动报警，直接向信息管理中心反馈信息，信息管理中心直接将报警信息传达手机客户端，农户可以在第一时间得到报警信息。

Claims (6)

1.一种智能灌溉系统，其特征在于：所述系统包括信息管理中心、通信模块、水源监控模块、田间监控模块；所述信息管理中心通过通信模块分别与水源监控模块、田间监控模块通信连接；所述田间监控单元包括信息单元、墒情仪、摄像机和电磁阀；所述墒情仪、摄像机和电磁阀通过信息单元与信息管理中心数据连接。

2.根据权利要求1所述的智能灌溉系统，其特征在于，所述信息管理中心包括服务器、显示器、交换机、路由器、UPS电源、硬盘录像机；所述服务器通过通信模块分别与水源监控模块通信、田间监控模块连接；所述显示器、交换机、UPS电源、硬盘录像机与服务器连接。

3.根据权利要求1所述的智能灌溉系统，其特征在于，所述水源控制模块包括灌溉智能控制柜、水源井测控终端、非接触式IC卡、流量计和水位计；所述水源井监控终端设置在灌溉智能控制柜中，所述水源井监控终端包括信息处理单元和机井控制单元；所述机井控制单元与信息处理单元连接；所述信息处理单元分别与接触式IC卡、流量计、水位计数据连接。

4.根据权利要求3所述的智能灌溉系统，其特征在于，所述灌溉智能控制柜包括柜体、盘装三相电表、开关、隔离变压器、空气开关、接触器和端子；所述柜体分为上部和下部；所述盘装三相电表、开关、隔离变压器、空气开关、接触器和端子设置在柜体下部；所述水源控制模块设置在柜体上部；所述柜体在上下部各设有柜门；所述柜门上设有柜锁。

5.根据权利要求3所述的智能灌溉系统，其特征在于，所述非接触式IC卡，通过无线方式读写卡中信息。

6.根据权利要求1所述的智能灌溉系统，其特征在于，所述通信模块包括GPS通信单元、北斗卫星通信单元、Zigbee无线网络通信单元、3G通信单元。