CN210610499U

CN210610499U - 一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置

Info

Publication number: CN210610499U
Application number: CN201920925292.8U
Authority: CN
Inventors: 梁慧元; 凌利宏; 夏得月; 邵百惠; 韩志超; 余云云
Original assignee: Anhui Province Dadi Garden Co ltd
Current assignee: Anhui Province Dadi Garden Co ltd
Priority date: 2019-06-19
Filing date: 2019-06-19
Publication date: 2020-05-26
Anticipated expiration: 2029-06-19

Abstract

本实用新型公开了一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置，属于现代化农业技术领域。包括数据监测采集单元，包括光照传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤pH传感器、温度传感器、CO₂浓度传感器、监控摄像头，并与CPU一一相连；数据传输处理单元，包括存储器、CPU、LED显示屏、信号接收器、数据传输端、电源，所述CPU与存储器、显示屏、数据传输端、信号接收器分别相连。自动化控制单元，包括保险管、喷灌系统、手动总开关、手动单元和自动单元组成，所述自动单元包括遥控开关、计时开关、温控开关和土壤湿度控制开关。本实用新型通过将各类传感器、数据传输处理系统和自动化控制系统的耦合，实现了温室大棚的现场控制、在线远程遥控和自动化控制的一体化。

Description

一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置

技术领域

本发明涉及现代化农业技术领域，特别是一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置。

背景技术

温室大棚是一种能透光、保温，在不适宜植物生长的季节，用来栽培植物的装置，适用于花卉培养、蔬菜种植等领域，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等，广泛应用于农业生产领域。

现有技术中，为了满足温室内植物生长的需求，需要配备相应的灌溉系统，通常灌溉系统为设置在植物生长区域内的沟渠或人为现场控制的喷灌/滴灌系统，这会造成灌溉不均，不能根据土壤湿度、温度等环境因素进行科学的自动化控制，且不能实现在线远程遥控控制，大棚的管理需要经验丰富的专业人员才能实现大棚内灌溉得当，不易出现植物干枯或浇水过多导致烂根等现象，但对于非专业人士，则需要耗费大量的时间在大棚现场进行实时的观察与灌溉控制。

通过运用本发明的一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置，能够解决上述传统大棚灌溉系统不能进行远程遥控、不能根据实时的现场环境因素进行科学的自动化控制和一直呆在大棚中耗费耗力等技术问题，达到可实时根据温室大棚的实际温度、土壤湿度、浇水时间等因素科学的进行自动化控制浇水；可在线远程遥控灌溉系统；物联网，可通过手机、电脑端进行实时的大棚现场环境及植物长势的在线监测的技术效果。

发明内容

本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置，通过将各类传感器、数据传输处理系统和自动化控制系统进行耦合，实现了温室大棚的现场控制、在线远程遥控和自动化控制的一体化，可以根据土壤湿度、温度等监控信息科学的进行灌溉处理，可通过手机、电脑端的APP进行实时的大棚现场环境及植物长势的在线监测的技术效果。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置。

包括数据监测采集单元，包括光照传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤 pH传感器、温度传感器、CO₂浓度传感器、监控摄像头，并与CPU一一相连。

数据传输处理单元，包括存储器、CPU、LED显示屏、信号接收器、数据传输端、电源，所述CPU与存储器、显示屏、数据传输端、信号接收器分别相连。

自动化控制单元，包括保险管、灌溉系统、手动总开关、手动单元和自动单元组成，所述自动单元包括遥控开关、计时开关、温控开关和土壤湿度控制开关。

其中，数据监测采集单元对温室大棚的光照强度、温度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH、CO2浓度和大棚内的实时状态进行监测，并进行数据信号的采集；数据传输处理单元用于对实时监测的大棚数据进行存储、无线传输、接收和处理；自动化控制单元可根据土壤湿度、大气温度、灌溉的时间范围；现场手动总开关及远程遥控开关实现对温室大棚的现场控制、在线远程遥控和自动化控制的一体化。

上述装置中，通过手动总开关与手动单元的闭合实现大棚灌溉系统的现场控制；手动总开关与自动单元相连接，通过遥控开关根据用户发出的远程控制信号与灌溉系统直接相连实现在线远程遥控功效；通过遥控开关与计时开关、土壤湿度控制开关、温控开关和灌溉系统的相连，可达到在设定的灌溉范围内根据大棚内土壤的湿度、温度判定是否需要自动灌溉浇水，实现了科学的自动化灌溉功效。

优选的，所述数据监测采集单元的土壤pH计、土壤湿度传感器、光照传感器、温度传感器、空气湿度传感器的探头根据大棚的形状、大小呈矩阵均匀分布，其中土壤pH计、土壤湿度传感器的探头插入土壤深度为5-30cm。

优选的，所述数据监测采集单元的监控摄像头为360度环形摄像头，在两端和中部位置分别设置。

优选的，所述数据传输处理单元的存储器用于存储数据监测采集单元采集的大棚实时数据，并经CPU的处理后将数据上传至LED显示屏上；并将数据通过数据传输端上传至网络，与用户的电脑端和手机端口通过APP相连，实现用户对大棚内光照强度、温度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH和实时状态的在线监控。

优选的，所述数据传输处理单元的信号接收器与CPU相连，用户根据需要可通过手机端或电脑端的APP对大棚的灌溉系统、遥控开关及监控摄像头的监控角度下达控制信号，再将控制信号上传至网络，通过信号接收器进行接收，并反馈至CPU，CPU将控制信号传输至自动化控制单元。

优选的，所述自动化控制单元通过手动总开关分别与自动单元和手动单元相连，所述自动单元通过遥控开关分别与灌溉系统和计时开关、土壤湿度控制开关、温控开关相连，所述计时开关、土壤湿度控制开关和温控开关串联接入电路中。

优选的，所述自动化控制单元在用户处于大棚现场时可通过手动总开关转拨至手动单元实现对大棚内植物的实时灌溉。

优选的，所述遥控开关在用户不在大棚现场且不需要在线遥控灌溉时，与计时开关、温控开关、土壤湿度控制开关相连；所述灌溉系统由潜水泵、管道、滴灌或喷灌组成；所述管道根据大棚的形状大小呈矩阵型均匀布置，管道末端连接滴灌的滴头或喷灌的喷头；所述灌溉系统可根据计时开关设置的时间范围、温控开关设置的温度范围和土壤湿度控制开关设置的土壤湿度范围确定灌溉的时间、灌溉时长。

优选的，所述计时开关设置的灌溉时间范围为每天上午8:00-10：30，下午16:00-18:00 自动接通电路，否则断开电路。

优选的，所述土壤湿度控制开关的湿度条件设置为小于12％时接通电路，否则断开电路。

优选的，所述的温控开关的温度设置为小于40℃时接通电路，否则断开电路。

优选的，所述自动化控制单元在用户不在大棚现场时，手动总开关处于自动单元状态；所述自动化控制单元在需要在线遥控灌溉时，可在接收到由用户发出的CPU控制信号后，远程控制遥控开关与灌溉系统直接闭合实现大棚在线的实时灌溉。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果。

能够解决上述传统大棚灌溉系统不能进行远程遥控、不能根据实时的现场环境因素进行科学的自动化控制和避免一直呆在大棚中耗费时间等技术问题，达到了可实时根据大棚的实际温度、土壤湿度、浇水时间等因素科学的进行自动化控制浇水；可在线远程遥控灌溉系统；物联网，可通过手机、电脑端进行实时的大棚现场环境及植物长势的在线监测的技术效果。

1.本发明能够根据各类传感器及监控摄像头等数据监测采集单元实时的在线监测大棚内的光照、空气湿度、土壤湿度、土壤pH、温度、CO2浓度和大棚内植物的实时生长状况，并根据大棚内实时的环境因素，通过手机或电脑端的APP实现大棚内灌溉系统的远程遥控。

2.本发明可通过计时开关、遥控开关、温控开关和土壤湿度控制开关，可在设定的灌溉时间范围内，根据大棚内实时的温度和突然湿度状况自动控制灌溉系统的关闭或打开，节水、省水，并能较为科学的实现大棚自动化灌溉控制。

3.本发明在大棚现场设有LED显示屏，可实时监测大棚内的环境动态状况。当用户在大棚现场时，也可通过手动总开关实现现场的灌溉控制。大棚内的灌溉系统为喷灌或滴灌系统，且喷头或滴头的布置是根据大棚的形状大小呈矩阵均匀分布，保证大棚内植物均匀的灌溉。

附图说明

发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明灌溉系统的结构示意图。

图3是本发明温室大棚内部灌溉系统示意图。

附图中，1-光照传感器、2-空气湿度传感器、3-土壤湿度传感器、4-土壤pH传感器、5-温度传感器、6-CO2浓度传感器、7-监控摄像头、8-存储器、9-CPU、10-LED显示屏、11- 信号接收器、12-数据传输端、13-电源、14-保险管、15-手动总开关、16-自动单元、17-手动单元、18-遥控开关、19-计时开关、20-土壤湿度控制开关、21-温控开关、22-灌溉系统、23- 潜水泵、24-总管、25-支管、26-喷头、27-水、28-边坡、29-覆土保护层、30-钢架横梁、31- 温室大棚

具体实施方式

一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置。

包括数据监测采集单元，包括光照传感器1、空气湿度传感器2、土壤湿度传感器3、土壤pH传感器4、温度传感器5、CO₂浓度传感器6、监控摄像头7，并与CPU9一一相连。

数据传输处理单元，包括存储器8、CPU9、LED显示屏10、信号接收器11、数据传输端12、电源13，所述CPU9与存储器8、LED显示屏10、数据传输端12、信号接收器11 分别相连。

自动化控制单元，包括保险管14、灌溉系统22、手动总开关15、手动单元17和自动单元16组成，所述自动单元16包括遥控开关18、计时开关19、温控开关21和土壤湿度控制开关20。

其中，数据监测采集单元对温室大棚的光照强度、温度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH、CO₂浓度和大棚内的实时状态进行监测，并进行数据信号的采集；数据传输处理单元用于对实时监测的大棚数据进行存储、无线传输、接收和处理；自动化控制单元可根据土壤湿度、大气温度、灌溉的时间范围；现场手动总开关15及远程遥控开关18实现对温室大棚的现场控制、在线远程遥控和自动化控制的一体化。

上述装置中，通过手动总开关15与手动单元17的闭合实现大棚灌溉系统的现场控制；手动总开关15与自动单元17相连接，通过遥控开关18根据用户发出的远程控制信号与灌溉系统22直接相连实现在线远程遥控功效；通过遥控开关18与计时开关19、土壤湿度控制开关20、温控开关21和灌溉系统22的相连，可达到在设定的灌溉范围内根据大棚内土壤的湿度、温度判定是否需要自动灌溉浇水，实现了科学的自动化灌溉功效。

以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。

如图1所示，数据监控采集单元中的光照传感器1、空气湿度传感器2、土壤pH传感器4、土壤湿度传感器3、温度传感器5、CO2浓度传感器6和监控摄像头7相互串联接入电路中，且与数据传输处理单元即存储器8、CPU9、LED显示屏10、信号接收器11、数据传输端12及电源13直接串联。数据监控采集单元分别监控和采集大棚内的光照强度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH、温度、CO2浓度及在线监控影像等数据，由电源13供电，数据监控采集单元所采集的数据均储存于存储器8中，并由CPU9进行运算、转换和处理，之后将处理后的监控数据同步上传至LED显示屏10中，以完成温室大棚的现场数据展示功能。

CPU9将数据监控采集单元采集的信号进行处理并通过数据传输端12上传至网络云端，用户提供手机或电脑端的APP实时查看大棚内的数据和植物生长状况。当用户有远程遥控灌溉的需求时，通过手机或电脑端的APP下达控制指令数据，并上传至云端，在信号接收器接11收到信号后，将控制指令数据传输至CPU9，CPU9将控制指令数据经手动总开关15至自动单元16，再传送至遥控开关18，直接控制遥控开关18与灌溉系统22闭合，实现在线远程遥控功能。

灌溉完成后，用户可在APP中断开遥控开关18与灌溉系统22的连接，转接至计时开关19、土壤湿度控制开关20、温控开关21的线路上，此时，若计时开关19处于上午8:00-10：30，下午16:00-18:00的灌溉时间范围内，则计时开关19将会处于闭合状态；此时若土壤湿度控制开关20检测到湿度大于12％时断开电路，则之后的温度开关21无论检测到温度为多少均不能接通电路进行灌溉，若土壤湿度控制开关20检测到湿度仍小于12％时，接通电路；最后再根据温度开关21实时监测的温度，若大棚内温度大于40℃时，自动断开开关，防止温度过高时灌溉造成植物冷热过激，影响植物的生长。若大棚温度小于40℃时，自动闭合开关，继续执行灌溉操作。

当自动单元16的遥控开关18与计时开关19、土壤湿度开关20、温控开关21和灌溉系统22相连时，则会根据计时开关19设置好的灌溉时间和大棚内实际的空气温度和土壤湿度状况进行综合判断，当灌溉时间、空气温度和土壤湿度均符合灌溉条件时，即灌溉时间在上午8:00-10：30，下午16:00-18:00；灌溉温度小于40℃；灌溉的土壤湿度小于12％时，所述的计时开关19、温控开关21和土壤湿度控制开关20才会闭合，形成闭合回路，控制灌溉系统22进行自动化灌溉。而当土壤湿度、温度和灌溉时间不在设定的范围内时，电路均处于断开状态，灌溉系统不会进行灌溉操作，防止对大棚内植物的生长造成影响。

当用户处于现场时，若对大棚有灌溉需求，可通过手动总开关15与灌溉系统22的直接闭合实现现场的灌溉操作。综上所述，本发明可根据用户的不同需求实现在线远程遥控、现场控制和自动化控制一体化的技术效果，并且，可通过手机、电脑端进行实时的大棚现场环境及植物长势的在线监测。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：包括

数据监测采集单元，包括光照传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤pH传感器、温度传感器、CO₂浓度传感器、监控摄像头，并与CPU一一相连；

数据传输处理单元，包括存储器、CPU、LED显示屏、信号接收器、数据传输端、电源，所述CPU与存储器、显示屏、数据传输端、信号接收器分别相连；

自动化控制单元，包括保险管、喷灌系统、手动总开关、手动单元和自动单元组成，所述自动单元包括遥控开关、计时开关、温控开关和土壤湿度控制开关；

其中，数据监测采集单元对温室大棚的光照强度、温度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH、CO₂浓度和大棚内的实时状态进行监测，并进行数据信号的采集；数据传输处理单元用于对实时监测的大棚数据进行存储、无线传输、接收和处理；自动化控制单元可根据土壤湿度、大气温度、时间范围；现场手动总开关的闭合和远程遥控信号实现对温室大棚的自动化控制、现场控制和在线远程遥控的一体化。

2.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述数据监测采集单元的土壤pH计、土壤湿度传感器、光照传感器、温度传感器、空气湿度传感器的探头根据大棚的形状、大小呈矩阵均匀分布，其中土壤pH计、土壤湿度传感器的探头插入土壤深度为5-30cm。

3.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述数据监测采集单元的监控摄像头为360度环形摄像头，在大棚两端和中部位置分别设置。

4.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述数据传输处理单元的存储器用于存储数据监测采集单元采集的大棚实时数据，并经CPU的处理后将数据上传至LED显示屏上；并将数据通过数据传输端上传至网络，与用户的电脑端和手机端口通过APP相连，实现用户对大棚内光照强度、温度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH和实时状态的在线监控。

5.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述数据传输处理单元的信号接收器与CPU相连，用户根据需要可通过手机端或电脑端的APP对大棚的喷灌系统、遥控开关及监控摄像头的监控角度下达控制信号，再将控制信号上传至网络，通过信号接收器进行接收，并反馈至CPU，CPU将控制信号传输至自动化控制单元。

6.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述自动化控制单元通过手动总开关分别与自动单元和手动单元相连，所述自动单元通过遥控开关分别与灌溉系统和计时开关、土壤湿度控制开关、温控开关相连，所述计时开关、土壤湿度控制开关和温控开关串联接入电路中。

7.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述自动化控制单元在用户处于大棚现场时可通过手动总开关转拨至手动单元实现对大棚内植物的实时灌溉。

8.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述遥控开关在用户不在大棚现场且不需要在线遥控灌溉时，与计时开关、温控开关、土壤湿度控制开关相连；所述灌溉系统由潜水泵、管道、滴灌或喷灌组成；所述管道根据大棚的形状大小呈矩阵型均匀布置，管道末端连接滴灌的滴头或喷灌的喷头；所述灌溉系统可根据计时开关设置的时间范围、温控开关设置的温度范围和土壤湿度控制开关设置的土壤湿度范围确定灌溉的时间、灌溉时长。

9.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述计时开关设置的灌溉时间范围为每天上午8:00-10：30，下午16:00-18:00自动接通电路，否则断开电路；所述土壤湿度控制开关的湿度条件设置为小于12％时接通电路，否则断开电路；所述的温控开关的温度设置为小于40℃时接通电路，否则断开电路。

10.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述自动化控制单元在用户不在大棚现场时，手动总开关处于自动单元状态；所述自动化控制单元在需要在线遥控灌溉时，可在接收到由用户发出的CPU控制信号后，远程控制遥控开关与灌溉系统直接闭合实现大棚在线的实时灌溉。