CN205596796U - 一种分区节水喷灌或滴灌控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种分区节水喷灌或滴灌控制系统，其包括中央控制模块、无线控制模块、无线控制执行模块、无线土壤温湿度采集模块，所述无线控制执行模块、无线土壤温湿度采集模块分别与无线控制模块连接，所述无线控制模块与中央控制模块连接，所述无线控制执行模块与灌溉执行装置连接。采用本实用新型的技术方案，能实现分区、间歇式轮巡的喷灌或滴灌，相比传统灌溉，能节约30‑50%的用水；且使用方便，可以实现随时监控，更加高效。

Description

一种分区节水喷灌或滴灌控制系统

技术领域

本实用新型涉及农业灌溉技术领域，尤其涉及一种分区节水喷灌或滴灌控制系统。

背景技术

传统的喷灌或滴灌技术通常采用手动开启增压泵、喷灌或滴灌阀，整片地灌溉，存在水管压力大，灌溉不均匀，水流失的问题，由于灌溉水压较大，经常发生爆管的现象，且手动操作人为主观因素较大，不容易把握正确的灌溉时机和时长，灌溉质量参差不齐，从而影响了作物的生长。

有些自动灌溉执行装置，还采用了雨量传感器，当雨量大于一定数值时，则停止灌溉，这是没有必要的，既然采取了土壤、培养基湿度传感器，就能通过其含水量自动停止灌溉，而无需使用雨量传感器。

实用新型内容

针对以上技术问题，本实用新型提供了一种分区节水喷灌或滴灌控制系统，采取间歇式分区给水，不需要水源增压设备，使用自来水就可以实现按需给水，并使土壤或者培养基有足够的浸润时间，很好地防止水流失，充分地利用了水源，能准确的把握灌溉时机，从而取得较好的节水效果，使农作物始终生长在合适地湿度环境。

对此，本实用新型的技术方案为：

一种分区节水喷灌或滴灌控制系统，其包括中央控制模块、无线控制模块、控制执行模块、土壤温湿度采集模块，所述控制执行模块、土壤温湿度采集模块分别与无线控制模块连接，所述无线控制模块与中央控制模块连接，所述控制执行模块与灌溉执行装置连接。其中，所述灌溉包括喷灌或滴灌。

优选的，所述灌溉执行装置包括电磁阀、执行阀、接触器或者水泵中至少一种。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制执行模块为无线控制执行模块，所述土壤温湿度采集模块为无线土壤温湿度采集模块。

其中，所述无线土壤温湿度采集模块负责土壤水分含量的监测，每个无线土壤温湿度采集模块有自己的ID编码，负责一个区域的土壤水分和温度测量，通常安装多个无线土壤温湿度采集模块在不同的区域，且每个无线土壤温湿度采集模块对应一个无线控制执行模块控制灌溉执行装置。

无线控制执行模块负责接收无线控制模块的指令，开启或者关闭喷灌或滴灌，其负载为电磁阀门或阀门执行器、微型水泵等，并将进行执行状态的反馈。

无线控制模块通过接收无线土壤温湿度采集器发来的土壤温湿度数据，并处理该数据，向无线控制执行模块发送开关命令，向中央控制模块转送土壤温湿度，各个无线控制执行模块的控制状态、并接收中央控制模块的控制策略。

中央控制模块包括喷灌、滴灌智能管理系统，可查看各个设备、节点的工作状态、各个无线土壤温湿度采集器所测量的土壤温湿度、根据不同作物预设的灌溉、滴灌控制策略，并将控制策略发送给控制器，再由无线控制模块指定各个无线控制执行模块执行；中央控制模块还具备温湿度的连续记录、保存数据、记录和生成作物种植档案的功能，且能实现互联网功能。

作为本实用新型的进一步改进，所述无线控制执行模块、无线土壤温湿度采集模块各自至少为两个。

作为本实用新型的进一步改进， 在每个分区内，至少具有无线控制执行模块、无线土壤温湿度采集模块各一个。

采用此技术方案，实现间歇式分区给水，土壤或者培养基有足够的浸润时间，配合无线土壤温湿度采集模块、无线控制模块、中央控制模块，实现按需给水，很好地防止水流失，充分地利用了水源，能准确的把握灌溉时机，从而取得较好的节水效果，使农作物始终生长在合适地湿度环境。

优选的，此技术方案采取分区灌溉，同一时刻只有一个区域在进行灌溉，因此能减少灌溉用水的水压和水量要求，使用自来水就能很好地实现大面积灌溉，省去了水源增压设备。而且中央控制模块能判断哪些分区水分蒸发较快，从而优先灌溉，还能根据不同分区、不同的农作物，设定不同的灌溉阀值。

作为本实用新型的进一步改进，所述中央控制模块包括第一电源和电源管理单元、第一数字射频收发单元、第一射频收发天线、第一数据收发处理单元和主机，所述第一射频收发天线与第一数字射频单元连接，所述第一电源和电源管理单元分别与第一数字射频收发单元、第一数据收发处理单元、主机连接，所述第一数据收发处理单元与主机连接。优选的，所述主机内装有灌溉管理系统，移动终端通过互联网与所述主机连接，这样就可以通过移动终端随时了解灌溉状态，并随时进行方案调整。

作为本实用新型的进一步改进，所述中央控制模块还包括第一显示单元和第一输入单元，所述第一显示单元和第一输入单元分别与第一数据收发处理单元连接。

优选的，所述第一数据收发处理单元通过串口或USB接口与主机连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述无线控制模块包括第二电源和电源管理单元、第二数字射频收发单元、第二射频收发天线、第二数据收发处理单元和第一灌溉输出接口，所述第二射频收发天线与第二数字射频单元连接，所述第二电源和电源管理单元分别与第二数字射频收发单元、第二数据收发处理单元、第一灌溉输出接口连接，所述第二数据收发处理单元与第一灌溉输出接口连接，所述第一灌溉输出接口与灌溉执行装置连接；所述第二射频收发天线与所述第一射频收发天线连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述无线控制模块还包括第二显示单元和第二输入单元，所述第二显示单元和第二输入单元分别与第二数据收发处理单元连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述无线控制执行模块包括第三电源和电源管理单元、第三数字射频收发单元、第三射频收发天线、第三数据收发处理单元和第二灌溉输出接口，所述第三射频收发天线与第三数字射频单元连接，所述第三电源和电源管理单元分别与第三数字射频收发单元、第三数据收发处理单元、第二灌溉输出接口连接，所述第三数据收发处理单元与第二灌溉输出接口连接，所述第二灌溉输出接口与灌溉执行装置连接。所述第三射频收发天线与所述第二射频收发天线连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述无线控制执行模块还包括第三显示单元和第三输入单元，所述第三显示单元和第三输入单元分别与第三数据收发处理单元连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述无线土壤温湿度采集模块包括第四电源和电源管理单元、第四数字射频收发单元、第四射频收发天线、第四数据收发处理单元和土壤温湿度传感器，所述第四射频收发天线与第四数字射频收发单元连接，所述第四电源和电源管理单元分别与所述第四数字射频收发单元、第四数据收发处理单元、土壤温湿度传感器连接，所述第四射频收发天线与所述无线控制模块的第二射频收发天线连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述无线土壤温湿度采集模块还包括第四显示单元和第四输入单元，所述第四显示单元和第四输入单元分别与第四数据收发处理单元连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述分区节水喷灌或滴灌控制系统还包括光照强度传感器，所述光照强度传感器与无线控制模块连接。

植物所有的活细胞都是需氧型代谢，都需要吸收氧气，包括根部，陆生植物不像水生植物那样发展了一套通气系统，比如莲藕的孔道、水芹的空心，陆生植物并不适应水中低氧的环境，在氧气不足的情况就被迫进行无氧呼吸代谢产生乙醇，乙醇对农作物机体有毒害作用，和人体的乳酸一样，乙醇积累到一定程度就会造成细胞死亡，然后微生物侵入导致腐烂，这也是烂根的一个重要原因。土壤的含水量太高，则氧含量减少，因此农作物并不是浇水越多越好，往往很难人为把握，为解决该问题，本实用新型能很好的控制土壤水分蒸发和喷灌之间的时机，自动的执行“浇透”到自然蒸发“干透”，再进行喷灌到“浇透”，这一过程，最大限度既保证作物根部对氧和水的需求，又实现了节约用水。

由于所述分区节水喷灌或滴灌控制系统可采取逐个区域，间歇轮巡的方式喷灌或滴灌，且每个区域均配备无线土壤温湿度采集模块、无线执行控制模块，首先无线控制模块根据无线土壤温湿度采集模块的数据反馈判断该区域是否需要喷灌或滴灌，如需要喷灌或滴灌则开启对应区域的无线控制执行模块执行灌溉一定时间，然后停止一定时间，以让土壤有足够的浸润时间，防止长时间喷灌或滴灌造成的水流失，无线控制模块再次判断一次土壤温湿度，如果未达到设定的湿度范围，再指令无线控制执行模块执行喷灌或滴灌一定时间，如此反复，直到土壤湿度达到预设的范围。由于一个无线控制模块可以拖带多个无线土壤温湿度采集模块、多个控制执行器，控制器采取轮巡的方式指令执行器，首先进行一个区域的喷灌或滴灌，然后进行第二个区域的喷灌或滴灌，最后一个区域喷灌或滴灌完毕，再检测第一个区域是否需要继续喷灌或滴灌，同一时刻只有一个区域在进行喷灌或滴灌，因此，相对整体连续喷灌或滴灌，该喷灌或滴灌技术对水压、水量要求较低，普通自来水就能满足绝大部分喷灌或滴灌、滴灌要求，用户不需要设立专门的供水系统，从而减少用户的建设投入。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

采用本实用新型的技术方案，能实现分区、间歇式轮巡的喷灌或滴灌，相比传统的喷灌或滴灌，能节约30-50%的用水；且使用方便，可以实现随时监控，更加高效。该技术方案能广泛应用于日光温室大棚、连栋大棚、玻璃温室、蔬菜水果的种植、茶园，也适用于固定式管道灌溉、固定式管道滴灌、膜下滴灌、微灌溉等，解决了普通灌溉水流失的普遍问题。

附图说明

图1是本实用新型一种分区节水灌溉制控制系统的模块框图。

图2是本实用新型一种分区节水灌溉制控制系统的中央控制模块的结构示意图。

图3是本实用新型一种分区节水灌溉制控制系统的无线控制模块的结构示意图。

图4是本实用新型一种分区节水灌溉制控制系统的无线控制执行模块的结构示意图。

图5是本实用新型一种分区节水灌溉制控制系统的无线土壤温湿度采集模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

实施例1

如图1所示，一种分区节水喷灌或滴灌控制系统，其包括中央控制模块、无线控制模块、无线控制执行模块、无线土壤温湿度采集模块，所述无线控制执行模块、无线土壤温湿度采集模块分别与无线控制模块连接，所述无线控制模块与中央控制模块连接，所述无线控制执行模块与灌溉执行装置连接。所述无线控制执行模块、无线土壤温湿度采集模块各自至少为三个；在每个分区内，至少具有无线控制执行模块、无线土壤温湿度采集模块各一个。所述灌溉执行装置包括电磁阀、执行阀、接触器或者水泵等。

如图2所示，所述中央控制模块包括第一电源和电源管理单元、第一数字射频收发单元、第一射频收发天线、第一数据收发处理单元和主机，所述第一射频收发天线与第一数字射频单元连接，所述第一电源和电源管理单元分别与第一数字射频收发单元、第一数据收发处理单元、主机连接，所述第一数据收发处理单元与主机连接。所述中央控制模块还包括第一显示单元和第一输入单元，所述第一显示单元和第一输入单元分别与第一数据收发处理单元连接。所述第一数据收发处理单元通过串口或USB接口与主机连接。

如图3所示，所述无线控制模块包括第二电源和电源管理单元、第二数字射频收发单元、第二射频收发天线、第二数据收发处理单元和第一灌溉输出接口，所述第二射频收发天线与第二数字射频单元连接，所述第二电源和电源管理单元分别与第二数字射频收发单元、第二数据收发处理单元、第一灌溉输出接口连接，所述第二数据收发处理单元与第一灌溉输出接口连接，所述第一灌溉输出接口与灌溉执行装置连接；所述第二射频收发天线与所述第一射频收发天线连接。所述无线控制模块还包括第二显示单元和第二输入单元，所述第二显示单元和第二输入单元分别与第二数据收发处理单元连接。

如图4所示，所述无线控制执行模块包括第三电源和电源管理单元、第三数字射频收发单元、第三射频收发天线、第三数据收发处理单元和第二灌溉输出接口，所述第三射频收发天线与第三数字射频单元连接，所述第三电源和电源管理单元分别与第三数字射频收发单元、第三数据收发处理单元、第三灌溉输出接口连接，所述第三数据收发处理单元与第二灌溉输出接口连接，所述第二灌溉输出接口与灌溉执行装置连接；所述第三射频收发天线与所述第二射频收发天线连接。所述无线控制执行模块还包括第三显示单元和第三输入单元，所述第三显示单元和第三输入单元分别与第三数据收发处理单元连接。

如图5所示，所述无线土壤温湿度采集模块包括第四电源和电源管理单元、第四数字射频收发单元、第四射频收发天线、第四数据收发处理单元和土壤温湿度传感器，所述第四射频收发天线与第四数字射频收发单元连接，所述第四电源和电源管理单元分别与所述第四数字射频收发单元、第四数据收发处理单元、土壤温湿度传感器连接，所述第四射频收发天线与所述无线控制模块的第二射频收发天线连接。所述无线土壤温湿度采集模块还包括第四显示单元和第四输入单元，所述第四显示单元和第四输入单元分别与第四数据收发处理单元连接。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种分区节水喷灌或滴灌控制系统，其特征在于：其包括中央控制模块、无线控制模块、控制执行模块、土壤温湿度采集模块，所述控制执行模块、土壤温湿度采集模块分别与无线控制模块连接，所述无线控制模块与中央控制模块连接，所述控制执行模块与灌溉执行装置连接。

2.根据权利要求1所述的分区节水喷灌或滴灌控制系统，其特征在于：所述控制执行模块为无线控制执行模块，所述土壤温湿度采集模块为无线土壤温湿度采集模块。

3.根据权利要求2所述的分区节水喷灌或滴灌控制系统，其特征在于：在每个分区内，至少具有无线控制执行模块、无线土壤温湿度采集模块各一个。

4.根据权利要求3所述的分区节水喷灌或滴灌控制系统，其特征在于：所述中央控制模块包括第一电源和电源管理单元、第一数字射频收发单元、第一射频收发天线、第一数据收发处理单元和主机，所述第一射频收发天线与第一数字射频单元连接，所述第一电源和电源管理单元分别与第一数字射频收发单元、第一数据收发处理单元、主机连接，所述第一数据收发处理单元与主机连接。

5.根据权利要求4所述的分区节水喷灌或滴灌控制系统，其特征在于：所述中央控制模块还包括第一显示单元和第一输入单元，所述第一显示单元和第一输入单元分别与第一数据收发处理单元连接。

6.根据权利要求4所述的分区节水喷灌或滴灌控制系统，其特征在于：所述无线控制模块包括第二电源和电源管理单元、第二数字射频收发单元、第二射频收发天线、第二数据收发处理单元和第一灌溉输出接口，所述第二射频收发天线与第二数字射频单元连接，所述第二电源和电源管理单元分别与第二数字射频收发单元、第二数据收发处理单元、第一灌溉输出接口连接，所述第二数据收发处理单元与第一灌溉输出接口连接，所述第一灌溉输出接口与灌溉执行装置连接；所述第二射频收发天线与所述第一射频收发天线连接。

7.根据权利要求6所述的分区节水喷灌或滴灌控制系统，其特征在于：所述无线控制模块还包括第二显示单元和第二输入单元，所述第二显示单元和第二输入单元分别与第二数据收发处理单元连接。

8.根据权利要求6所述的分区节水喷灌或滴灌控制系统，其特征在于：所述无线控制执行模块包括第三电源和电源管理单元、第三数字射频收发单元、第三射频收发天线、第三数据收发处理单元和第二灌溉输出接口，所述第三射频收发天线与第三数字射频单元连接，所述第三电源和电源管理单元分别与第三数字射频收发单元、第三数据收发处理单元、第二灌溉输出接口连接，所述第三数据收发处理单元与第二灌溉输出接口连接，所述第二灌溉输出接口与灌溉执行装置连接；所述第三射频收发天线与所述第二射频收发天线连接。

9.根据权利要求8所述的分区节水喷灌或滴灌控制系统，其特征在于：所述无线控制执行模块还包括第三显示单元和第三输入单元，所述第三显示单元和第三输入单元分别与第三数据收发处理单元连接。

10.根据权利要求6所述的分区节水喷灌或滴灌控制系统，其特征在于：所述无线土壤温湿度采集模块包括第四电源和电源管理单元、第四数字射频收发单元、第四射频收发天线、第四数据收发处理单元和土壤温湿度传感器，所述第四射频收发天线与第四数字射频收发单元连接，所述第四电源和电源管理单元分别与所述第四数字射频收发单元、第四数据收发处理单元、土壤温湿度传感器连接，所述第四射频收发天线与所述无线控制模块的第二射频收发天线连接；所述无线土壤温湿度采集模块还包括第四显示单元和第四输入单元，所述第四显示单元和第四输入单元分别与第四数据收发处理单元连接。