CN214961660U - 一种智能节水灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能节水灌溉系统，涉及灌溉技术领域，包括以下步骤：通过流量传感器、水位传感器、温湿度传感器、土壤信息传感器、气象信息传感器和智能灌溉测控终端机，将采集的管道流量及压力值、地下水位、土壤温湿度、水文气象信息和水泵参数的数据通过智能灌溉测控终端机传输至水资源云监控信息化平台。有益效果在于：本实用新型方法通过流量传感器、水位传感器等数据采集设备，将田间的数据信息通过数据传输模块上传至水资源云监控信息化平台，通过专家系统模块对采集的数据进行分析，将该区域的作物需水量等信息发送至用户供其参考，减少了造成水资源浪费问题。

Description

一种智能节水灌溉系统

技术领域

本实用新型涉及灌溉技术领域，特别是涉及一种智能节水灌溉系统。

背景技术

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。传统的灌溉方式多采用水泵抽水漫灌，通常仅凭经验进行灌溉，但由于不同的作物、不同生长阶段、不同气候等各种环境因素，容易造成水资源浪费问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种智能节水灌溉系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种智能节水灌溉，包括服务器、智能灌溉测控终端机数据采集设备和平台配套设备；

服务器，运行web服务器和水资源云监控信息化平台；

所述水资源云监控信息化平台包括：

视频监控模块，用于管理人员实时查看植物现状；

信息采集模块，用来采集并显示水位、温度、土壤参数、瞬时流量、瞬时流速、累计水量、电压等各类型监测数据，对最新上报的数据满足用户设定的预警条件的数据进行声音和颜色报警；

电子地图模块，在二维和三维电子地图上直观地显示地下水监测点的分布位置以及最新的监测数据，点击监测数据可以查询历史数据及数据图表，点击视频监视点可以查看实时视频，同时可以实现地下水等值线、等值面等相关的业务功能；

数据库，用来记录和存储所述信息采集模块采集的信息和远程智能控制系统各设备的状态信息；

通讯模块，接收土壤监测设备监测到的信息和灌溉远程智能控制系统各设备的状态信息并将上述信息发送给所述数据库，所述通讯模块还将控制指令发送给所述控制模块并将其接收和发送的数据写入所述数据库；

设备控制模块，向所述通讯模块下达控制指令；

设备管理模块，用于对机井水量监测站点基本信息的管理与维护，支持现场与远程设置，现场设计人机界面设备，访问菜单，根据现场情况随时设置，远程设置可以通过GSM、GPRS、超短波电台发送设置指令；

专家系统模块，具有知识库和规则库，根据地域、土壤特性、灌溉方式、作物类型与作物生育期，根据不同种类的作物用水量不同，对不同用户进行水权分配；

充值模块，用于进行充值、发卡、注销、查询设置的操作；

远程浏览器，可通过网络访问所述服务器；

所述智能灌溉测控终端机包括：

执行模块，用于执行所述服务器的控制指令；

数据传输模块，用于数据云交换传输；

显示模块，用于显示数据信息，液晶汉显屏，分辨率128X64，导轨式安装；

计量模块，用于计量，有五种计量模式，分别为电能计量；流量计量，以电折水计量、水电双计量和计时计量；

刷卡模块，用于刷卡读写管理；

存储模块，用于存储用水用电及报警信息；

电动机智能综合保护模块，监测保护潜水泵油室进水、接线盒进水、电机进水、上轴承温度、下轴承温度、泵轴抱死、A/B/C三相绕组温度并报警停机，以及监测保护电机过压、欠压、缺相、三相不平衡、过流、堵转、漏电、启动超时并报警停机，同时控制报警指示灯亮灯指示，所有故障报警时间均传输至存储模块存储供查询；

警报模块，在非法操作或非法开箱时报警会发出警报，并由存储模块记录；

数据采集设备包括：

流量传感器，采用无线微功耗超声波流量计，测量显示累计流量和瞬时流量，可回放查询，Lora无线远传，液晶汉字显示，防水等级IP68，计量精度2S，RS485接口，内置MODBUS-RTU 通讯规约；

水位传感器，用于检测地下水位；

温湿度传感器，检测土壤温湿度；

土壤环境传感器，监测多层根系需水量及生长环境值，微功耗设计，内置高能锂电池，供电寿命大于6年，Lora无线数据传输，可与智能灌溉终端机组成无线局域网，实现数据分析并无线上传水资源云监控信息化平台；

气象信息传感器，用于监测风速、风向，环境温度、湿度，光照度和雨量6项参数，可与智能灌溉终端机组成无线局域网，实现数据分析并无线上传水资源云监控信息化平台；

潜水泵，用于抽水灌溉；

所述平台配套设备包括：

IC卡，RFID射频卡，用于存储充值金额，刷卡取水；

IC卡充值机，用于IC卡充值管理，USB接口；

管理计算机，用于村管理员对用水户用水资金的收缴管理，充值信息实时上传，缴费查询，打印输出报表，档案归类管理，实名制认证，历史记录查询，数据上传水资源云监控信息化平台。

优选的，所述水资源云监控信息化平台分为县、乡、村三级管理平台，县级平台软件负责取水水用电综合管控设施的通讯维护和数据采集，以及数据的汇总统计，同时用水户之间可以进行水权的交易，实现四级阶梯水价与阶梯电价管理；乡/村级平台软件负责对用水户的档案进行管理，并且可以开卡充值。上述软件功能需要对应的硬件设备进行支撑，所配设备有：ROCKEVIA-Water V1.0水资源云监控平台软件、VS-IC型IC卡充值机、ROCKEVIA-IC V1.2 充值管理软件、电脑、服务器(可选)、UPS电源、网络机柜(可选)以及周边设备等。

一种智能节水灌溉方法，包括以下步骤：

(1)通过流量传感器、水位传感器、温湿度传感器、土壤信息传感器、气象信息传感器和智能灌溉测控终端机，将采集的管道流量及压力值、地下水位、土壤温湿度、水文气象信息和水泵参数的数据通过智能灌溉测控终端机传输至水资源云监控信息化平台；

(2)资源云监控信息化平台将采集的数据存储至数据库，专家系统对监测数据进行分析、控制、预警、发送预警短信，通过数据分析、地图定位、数据统计、图表展示、数据导出对监测数据进行综合管理，并根据不同的农作物分配用水量，对不同用户进行水权分配；

(3)刷卡取水，用户先交费、后用水，用水户刷卡取水或手机扫码取水，并且记录用水户每次的取水量、用电量及刷卡信息，配合多功能电能测控综保模块，将运行状态及报警数据上传到水资源云监控信息化平台，实现用水用电远程管理。

有益效果在于：

1、本实用新型方法通过流量传感器、水位传感器等数据采集设备，将田间的数据信息通过数据传输模块上传至水资源云监控信息化平台，通过专家系统模块对采集的数据进行分析，将该区域的作物需水量等信息发送至用户供其参考，减少了造成水资源浪费问题。

2、本实用新型的灌溉系统智能化程度高，灌溉及管理更加方便，用户可通过水资源云监控信息化平台，向灌溉智能终端机发送查询配置信息指令，查询当前灌溉智能终端机设备及各传感器设备的配置参数，并且可以通过系统预设的可远程设置的参数，对IC刷卡灌溉智能终端机设备和传感器设备的已配置参数值进行远程设置，彻底解决原有的只能通过人工现地设置参数的弊端。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述一种智能节水灌溉系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步阐释：

如图1所示，一种智能节水灌溉系统，包括服务器、智能灌溉测控终端机数据采集设备和平台配套设备；

服务器，运行web服务器和水资源云监控信息化平台；

水资源云监控信息化平台包括：

视频监控模块，用于管理人员实时查看植物现状；

信息采集模块，用来采集并显示水位、温度、土壤参数、瞬时流量、瞬时流速、累计水量、电压等各类型监测数据，对最新上报的数据满足用户设定的预警条件的数据进行声音和颜色报警；

电子地图模块，在二维和三维电子地图上直观地显示地下水监测点的分布位置以及最新的监测数据，点击监测数据可以查询历史数据及数据图表，点击视频监视点可以查看实时视频，同时可以实现地下水等值线、等值面等相关的业务功能；

数据库，用来记录和存储信息采集模块采集的信息和远程智能控制系统各设备的状态信息；

通讯模块，接收土壤监测设备监测到的信息和灌溉远程智能控制系统各设备的状态信息并将上述信息发送给数据库，通讯模块还将控制指令发送给控制模块并将其接收和发送的数据写入数据库；

设备控制模块，向通讯模块下达控制指令；

设备管理模块，用于对机井水量监测站点基本信息的管理与维护，支持现场与远程设置，现场设计人机界面设备，访问菜单，根据现场情况随时设置，远程设置可以通过GSM、GPRS、超短波电台发送设置指令；

专家系统模块，具有知识库和规则库，根据地域、土壤特性、灌溉方式、作物类型与作物生育期，根据不同种类的作物用水量不同，对不同用户进行水权分配；

充值模块，用于进行充值、发卡、注销、查询设置的操作；

远程浏览器，可通过网络访问服务器；

智能灌溉测控终端机包括：

执行模块，用于执行服务器的控制指令；

数据传输模块，用于数据云交换传输；

显示模块，用于显示数据信息，液晶汉显屏，分辨率128X64，导轨式安装；

计量模块，用于计量，有五种计量模式，分别为电能计量；流量计量，以电折水计量、水电双计量和计时计量；

刷卡模块，用于刷卡读写管理；

存储模块，用于存储用水用电及报警信息；

电动机智能综合保护模块，监测保护潜水泵油室进水、接线盒进水、电机进水、上轴承温度、下轴承温度、泵轴抱死、A/B/C三相绕组温度并报警停机，以及监测保护电机过压、欠压、缺相、三相不平衡、过流、堵转、漏电、启动超时并报警停机，同时控制报警指示灯亮灯指示，所有故障报警时间均传输至存储模块存储供查询；

警报模块，在非法操作或非法开箱时报警会发出警报，并由存储模块记录；

数据采集设备包括：

流量传感器，采用无线微功耗超声波流量计，测量显示累计流量和瞬时流量，可回放查询，Lora无线远传，液晶汉字显示，防水等级IP68，计量精度2S，RS485接口，内置MODBUS-RTU 通讯规约；

水位传感器，用于检测地下水位；

温湿度传感器，检测土壤温湿度；

土壤环境传感器，监测多层根系需水量及生长环境值，微功耗设计，内置高能锂电池，供电寿命大于6年，Lora无线数据传输，可与智能灌溉终端机组成无线局域网，实现数据分析并无线上传水资源云监控信息化平台；

气象信息传感器，用于监测风速、风向，环境温度、湿度，光照度和雨量6项参数，可与智能灌溉终端机组成无线局域网，实现数据分析并无线上传水资源云监控信息化平台；

潜水泵，用于抽水灌溉；

平台配套设备包括：

IC卡，RFID射频卡，用于存储充值金额，刷卡取水；

IC卡充值机，用于IC卡充值管理，USB接口；

管理计算机，用于村管理员对用水户用水资金的收缴管理，充值信息实时上传，缴费查询，打印输出报表，档案归类管理，实名制认证，历史记录查询，数据上传水资源云监控信息化平台。

水资源云监控信息化平台分为县、乡、村三级管理平台，县级平台软件负责取水水用电综合管控设施的通讯维护和数据采集，以及数据的汇总统计，同时用水户之间可以进行水权的交易，实现四级阶梯水价与阶梯电价管理；乡/村级平台软件负责对用水户的档案进行管理，并且可以开卡充值。上述软件功能需要对应的硬件设备进行支撑，所配设备有：ROCKEVIA-Water V1.0水资源云监控平台软件、VS-IC型IC卡充值机、ROCKEVIA-IC V1.2充值管理软件、电脑、服务器(可选)、UPS电源、网络机柜(可选)以及周边设备等。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (1)

1.一种智能节水灌溉系统，其特征在于：包括服务器、智能灌溉测控终端机数据采集设备和平台配套设备；

服务器，运行web服务器和水资源云监控信息化平台；

所述智能灌溉测控终端机包括：

执行模块，执行所述服务器的控制指令；

数据传输模块，进行数据云交换传输；

显示模块，显示数据信息；

计量模块，共有五种计量模式，分别为电能计量；流量计量，以电折水计量、水电双计量和计时计量；

刷卡模块，用作刷卡读写管理；

存储模块，存储用水用电及报警信息；

电动机智能综合保护模块，监测保护潜水泵油室进水、接线盒进水、电机进水、上轴承温度、下轴承温度、泵轴抱死、A/B/C三相绕组温度并报警停机，以及监测保护电机过压、欠压、缺相、三相不平衡、过流、堵转、漏电、启动超时并报警停机，同时控制报警指示灯亮灯指示，所有故障报警时间均传输至存储模块存储供查询；

警报模块，在非法操作或非法开箱时报警会发出警报，并由存储模块记录；

数据采集设备包括：

流量传感器，测量显示累计流量和瞬时流量；

水位传感器，检测地下水位；

温湿度传感器，检测土壤温湿度；

土壤环境传感器，监测多层根系需水量及生长环境值；

气象信息传感器，用于监测风速、风向，环境温度、湿度，光照度和雨量6项参数；

潜水泵，抽水灌溉；

所述平台配套设备包括：

IC卡，用于存储充值金额，刷卡取水；

IC卡充值机，用于IC卡充值管理；

管理计算机，用于村管理员对用水户用水资金的收缴管理，充值信息实时上传，缴费查询，打印输出报表，档案归类管理，实名制认证，历史记录查询，数据上传水资源云监控信息化平台。

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