CN210610583U - 一种自动化灌溉系统 - Google Patents

Abstract

一种自动化灌溉系统，涉及一种农业技术包括供水系统、灌溉系统、数据采集系统和控制系统，所述的灌溉系统由若干个灌溉单元，每个所述的灌溉单元覆盖指定田地，所述的供水系统连接一个或多个灌溉单元，所述的灌溉单元包括供水管和灌溉器，所述的数据采集系统包括若干个数据采集单元，所述的数据采集单元包括伸缩杆，所述的伸缩杆上设置有变焦相机，所述的数据采集单元根据地形分布在田地内其图像采集的范围覆盖整个田地，所述的数据采集系统将采集到的视频数据发送至所述的控制系统，所述的控制系统根据视频数据开启对应的灌溉单元。与现有技术相比，本系统通过视频识别技术直接判断种植物的状态，然后仅对需要浇水的种植物进行灌溉。

Description

一种自动化灌溉系统

技术领域

本实用新型涉及一种农业技术。

背景技术

随着国内土地成本和农资成本的提高，以及国际低成本农产品的危险，在我国精细化农业的发展是大势所趋，现有的浇灌方式主要分为手动灌溉和自动灌溉。现有的自动浇灌系统大多是根据土壤以及空气湿度作为监控条件，既通过对土壤内的水分和养分含量作出滴灌的决定，这种方式的确节约了用水，同时还提高了肥料的利用率，是一种较好的节水方式。但是这种方式适用于小规模或者室内水培模式，对于大规模的田地就需要大量的传感器和长距离的滴灌管道，直接造成了成本的上升，部分时节灌溉效率和灌溉成本还不如原本渠道灌溉模式。同时不同植物栽培时的需水量并不相同，在轮作时，对于不同植物之间的需水量仍需要人工调节和设置，并不能体现出全自动浇灌的优势。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种自动化灌溉系统，本系统主要应用于大型以及超大型农田，通过视频识别技术直接判断种植物的状态，然后仅对需要浇水的种植物进行灌溉。不仅极大程度的节约用水，同时还通过视频识别技术减少了土壤传感器的数量，节约了大规模自动化农田的成本。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种自动化灌溉系统，包括供水系统、灌溉系统、数据采集系统和控制系统，所述的灌溉系统由若干个灌溉单元，每个所述的灌溉单元覆盖指定田地，所述的供水系统连接一个或多个灌溉单元，所述的灌溉单元包括供水管和灌溉器，所述的数据采集系统包括若干个数据采集单元，所述的数据采集单元包括伸缩杆，所述的伸缩杆上设置有可竖直摆动以及水平转动的变焦相机，所述的数据采集单元根据地形分布在田地内其图像采集的范围覆盖整个田地，所述的数据采集系统将采集到的视频数据发送至所述的控制系统，所述的控制系统根据视频数据开启对应的灌溉单元。

上述技术方案中，优选的，所述的灌溉器包括滴灌装置和大流量出水装置。

上述技术方案中，优选的，所述的控制系统通过图像分析技术判断视频中植物种类以及缺水状态，然后根据数据采集单元位置启动相应的灌溉单元进行灌溉。

上述技术方案中，优选的，所述的控制系统可以直接灌溉单元内任意的滴灌装置和大流量出水装置。

上述技术方案中，优选的，还包括排水系统，所述的排水系统内设置有离子浓度传感器。

上述技术方案中，优选的，所述的灌溉系统具有喷洒农药功能。

本方法的核心思想是通过视频监控农作物表面形态，进行是否需要灌溉的判断。现有的精确灌溉主要通过传感器直接检测土壤，然后根据土壤含水率和离子根的数量判断是否需要浇水，由于传感器不可移动，这种模式需要大量的传感器，一旦大规模巨大则成本高昂。本申请则是利用可变焦的摄像头，在视频识别技术非常成熟的当下，通过视频识别技术可以轻松的识别出植物的种类，植物的表面含水状态以及通过视频对植物进行定位。设置在伸缩杆上的变焦相机进行视频数据的获取，通过可变焦相机，可以获取到一个30米至50米半径的范围，如果相机性能优异能捕捉的范围可达到百米半径，这样一个相机就能监视足够大的农田。在这个范围内相机能精确的获得各种植物的表观数据尤其是谷物、稻米、玉米等高度适宜的种植物。在浇灌时，可以根据系统直接对缺水植物进行灌溉，十分节水。浇灌的流程为视频数据采集后反馈至控制系统，控制系统根据反馈的数据对供水系统、灌溉系统做出不同的命令。

与现有技术相比，本系统主要应用于大型以及超大型农田，通过视频识别技术直接判断种植物的状态，然后仅对需要浇水的种植物进行灌溉。不仅极大程度的节约用水，同时还通过视频识别技术减少了土壤传感器的数量，节约了大规模自动化农田的成本。

附图说明

图1为本实用新型系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步详细描述。

如图1所示：一种自动化灌溉系统，包括供水系统、灌溉系统、数据采集系统、排水系统和控制系统。所述的灌溉系统由若干个灌溉单元，每个所述的灌溉单元覆盖指定田地，所述的供水系统连接一个或多个灌溉单元，所述的灌溉单元包括供水管和灌溉器，所述的灌溉器包括滴灌装置和大流量出水装置。所述的数据采集系统包括若干个数据采集单元，所述的数据采集单元包括伸缩杆，所述的伸缩杆上设置有可竖直摆动以及水平转动的变焦相机，所述的数据采集单元根据地形分布在田地内其图像采集的范围覆盖整个田地，所述的数据采集系统将采集到的视频数据发送至所述的控制系统，所述的控制系统根据视频数据开启对应的灌溉单元。所述的控制系统通过图像分析技术判断视频中植物种类以及缺水状态，然后根据数据采集单元位置启动相应的灌溉单元进行灌溉。所述的控制系统可以直接灌溉单元内任意的滴灌装置和大流量出水装置。所述的排水系统内设置有离子浓度传感器。所述的灌溉系统具有喷洒农药功能。

本系统适用于大规模的农田，水田旱田皆可适应。本系统的灌溉系统有若干灌溉单元组成，灌溉单元依地形形成，每个灌溉单元都包括滴灌装置和大流量出水装置，大流量出水装置可谓灌溉渠、灌溉道或者灌溉河，滴灌装置的数量和规模由种植物种类和实际水资源度以及地形确定。滴灌装置的管道可随时添加或者拆除。本系统的供水系统和灌溉系统还可以结合农药系统，双方可以共管也可以双管。本系统的核心是数据采集系统，数据采集系统的数据采集单元根据地形放置，由于地形原因伸缩杆的高度可以互不相同，只要达到精度要求即可。对于伸缩杆的最低高度，以方便养护维修变焦相机为宜。变焦相机可外罩保护罩，放置变焦相机因为天气因素和动物因素收到损坏。对于广大的农田，数据采集单元可以通过太阳能供电，减少电线的铺设，在降低成本的同时减少意外发生的概率。变焦相机的启动可以自动设置，也可以认为启动。控制系统可独立与农田外，或者在农田内，控制系统与供水系统、灌溉系统、数据采集系统、排水系统都通过管线连接，辅助以无线连接，这样可以保证信息的即时性降低意外。由于变焦相机可以水平转动、竖直摆动可检测范围非常广，对于低矮的植物监测的精度非常高，变焦相机运行时数据实时的发送至控制系统，控制系统可根据视频信息实时的控制相应的灌溉系统进行施肥和灌溉，如有必要这种行动可以在变焦相机的支持下进行单株操作。通常为了保证效率是成片操作。

Claims (6)

1.一种自动化灌溉系统，包括供水系统、灌溉系统、数据采集系统和控制系统，其特征为，所述的灌溉系统由若干个灌溉单元，每个所述的灌溉单元覆盖指定田地，所述的供水系统连接一个或多个灌溉单元，所述的灌溉单元包括供水管和灌溉器，所述的数据采集系统包括若干个数据采集单元，所述的数据采集单元包括伸缩杆，所述的伸缩杆上设置有可竖直摆动以及水平转动的变焦相机，所述的数据采集单元根据地形分布在田地内其图像采集的范围覆盖整个田地，所述的数据采集系统将采集到的视频数据发送至所述的控制系统，所述的控制系统根据视频数据开启对应的灌溉单元。

2.根据权利要求1所述的一种自动化灌溉系统，其特征为，所述的灌溉器包括滴灌装置和大流量出水装置。

3.根据权利要求2所述的一种自动化灌溉系统，其特征为，所述的控制系统通过图像分析技术判断视频中植物种类以及缺水状态，然后根据数据采集单元位置启动相应的灌溉单元进行灌溉。

4.根据权利要求2所述的一种自动化灌溉系统，其特征为，所述的控制系统可以直接灌溉单元内任意的滴灌装置和大流量出水装置。

5.根据权利要求1所述的一种自动化灌溉系统，其特征为，还包括排水系统，所述的排水系统内设置有离子浓度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种自动化灌溉系统，其特征为，所述的灌溉系统具有喷洒农药功能。

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