CN215576250U - 一种基于智慧物联网的水肥一体化系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于智慧物联网的水肥一体化系统，包括令水肥供给总站设有数据管理终端，所述水肥供给总站通过主管道将水肥调配输送至多个监测区域；每一个所述监测区域的分支管道与所述主管道的连接处均设有第一电磁阀，同一监测区域的多个监测点设有多个数据采集终端，多个数据采集终端组成网格网络并各自连接至可编程控制器PLC；所述可编程控制器PLC连接至LoRa电台，所述LoRa电台连接至LoRa基站，所述LoRa基站通过网络连接至所述数据管理终端，所述第一电磁阀和所述数据管理终端均连接至所述可编程控制器PLC。该系统能够集中管理多个监控区域的水肥灌溉情况，降低人工投入，提高管理效率和水平。

Description

一种基于智慧物联网的水肥一体化系统

技术领域

本申请涉及水肥一体化技术领域，尤其涉及一种基于智慧物联网的水肥一体化系统。

背景技术

近年来，水肥一体化技术快速发展，通过将灌溉、施肥甚至农药的有机结合，实现水肥药的同步管理和高效利用，节约了水资源，提高了肥料的利用率。水肥一体化技术通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道均匀、定时、定量浸润作物根系发育生长区域，同时根据不同的作物的需肥特点，土壤环境和养分含量状况，作物不同生长期需水，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。

然而，目前的水肥一体化系统可扩展性不佳，可控制的区域面积有限，传感器的部署数量和距离受到一定限制，且传感器、电磁阀等设备出现故障时还需人工现场核实查看土壤及作物状况，耗时耗力，管理困难。因此，针对以上不足，亟需研发一种基于智慧物联网的水肥一体化系统。

实用新型内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供一种基于智慧物联网的水肥一体化系统，能够集中管理多个监控区域的水肥灌溉情况，降低人工投入，提高管理效率和水平。

本申请提供了一种基于智慧物联网的水肥一体化系统，包括：水肥供给总站设有数据管理终端，所述水肥供给总站通过主管道将水肥调配输送至多个监测区域；每一个所述监测区域的分支管道与所述主管道的连接处均设有第一电磁阀，同一监测区域的多个监测点设有多个数据采集终端，多个数据采集终端组成网格网络并各自连接至可编程控制器PLC；所述可编程控制器PLC连接至LoRa电台，所述LoRa 电台连接至LoRa基站，所述LoRa基站通过网络连接至所述数据管理终端，所述第一电磁阀和所述数据管理终端均连接至所述可编程控制器PLC。

优选的，还包括移动用户终端，所述移动用户终端通过网络连接至所述数据管理终端。

优选的，所述可编程控制器PLC还连接有蓝牙通信模块，所述移动用户终端还能够通过所述蓝牙通信模块连接至所述可编程控制器 PLC。

优选的，所述数据管理终端还连接至云平台，所述云平台设有智能决策模块。

优选的，所述数据管理终端还设有手动触摸屏。

优选的，所述数据采集终端包括传感器组件和无线通讯模块，所述传感器组件和所述无线通讯模块组成的终端单体作为物联网节点；各个所述物联网节点通过所述无线通讯模块互相连接形成网格网络。

优选的，所述传感器组件包括空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照传感器、摄像头、流量传感器、肥料浓度传感器、电磁阀故障检测模块、EC传感器和pH传感器。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：该系统通过数据采集终端实时采集各个监控区域各个观测点的环境状况(比如空气温湿度、光照强度等气象状况和以及土壤温湿度、土质等土壤状况)以及各监测区域的分支管道的电磁阀的故障状况，并经LoRa 电台和LoRa基站与水肥供给总站的数据管理终端通信，数据管理终端能够实时掌握各个监测区域内的实际情况进而根据实际情况下发控制指令给可编程控制器PLC，可编程PLC根据该控制指令调整电磁阀的工作状态(开启、关闭或者调整开度)，从而实现管理人员可以通过数据管理终端集中化远程管理多个监控区域的水肥灌溉数据信息，降低人工投入，提高管理效率和水平。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例提供的一种基于智慧物联网的水肥一体化系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了便于理解，下面对本申请实施例提供的一种基于智慧物联网的水肥一体化系统进行详细介绍，参见图1，本申请提供了一种基于智慧物联网的水肥一体化系统，包括：水肥供给总站1设有数据管理终端2，所述水肥供给总站通过主管道将水肥调配输送至多个监测区域3；每一个所述监测区域的分支管道与所述主管道的连接处均设有第一电磁阀，同一监测区域的多个监测点设有多个数据采集终端4，多个数据采集终端组成网格网络并各自连接至可编程控制器PLC5；所述可编程控制器PLC连接至LoRa电台6，所述LoRa电台连接至LoRa基站7，所述LoRa基站通过网络连接至所述数据管理终端，所述第一电磁阀和所述数据管理终端均连接至所述可编程控制器PLC。

水肥供给总站通过数据管理终端集中管理和监控多个监测区域，每一监测区域现场设有一个可编程控制器PLC，不同监测区域的可编程控制器PLC能够通过LoRa技术通信连接。数据采集终端用于监测监测区域种植作物的品种、现场气象条件(比如空气温湿度、光照强度、CO2浓度、空气质量等)、土壤状况(比如土壤温湿度、土壤PH 值等)，同一个监测区域的不同观测点的数据采集终端能够组成网格网络，在某一个数据采集终端采集数据无法直接上传至对应的可编程控制器PLC时，可以通过其他与之互相连通的数据采集终端上传检测数据，避免数据丢失，提高数据采集的可靠性。数据采集终端采集的数据传输至可编程控制器PLC，可编程控制器PLC能够对采集数据进行处理(比如将可编程控制器PLC的编码标识和该采集数据打包，生成一一对应的关系，这里，每一个可编程控制器PLC对应一个唯一的编码标识)后通过LoRa电台经LoRa基站和网络后最终传输至数据管理终端，数据管理终端基于接收到的数据生成控制指令后传输至对应的可编程控制器PLC，可编程控制器PLC根据该控制指令控制对应的电磁阀调整开度或开闭状态。

在本申请的一些具体实施例中，还包括移动用户终端7，所述移动用户终端通过网络连接至所述数据管理终端。

在本申请的一些具体实施例中，所述可编程控制器PLC还连接有蓝牙通信模块，所述移动用户终端还能够通过所述蓝牙通信模块连接至所述可编程控制器PLC。工作人员前往监测区域实地勘察，可以通过蓝牙功能连接该监测区域的可编程控制器PLC，快速获取各个监测区域的监测数据(不同的可编程控制器PLC互联)。作为一个示例，可编程控制器PLC、蓝牙通信模块和LoRa电台能够组合成一个设置在监测区域现场的RTU，在监测区域增多时，只需在新增的监测区域添加对应的RTU以及设置对应得数据采集终端即可，可扩展性良好。

在本申请的一些具体实施例中，所述数据管理终端还连接至云平台8，所述云平台设有智能决策模块9。智能决策模块能够基于大数据和智能数学模型等数据处理技术，对各个监测区域传输来的数据进行处理，并生成对应的控制决策传输至数据管理终端。

在本申请的一些具体实施例中，所述数据管理终端还设有手动触摸屏。数据管理终端对外提高两者控制模式，一是通过手动触摸屏人为输入控制指令(比如能够是操作人员参考智能决策模块生成的决策，再次根据人为判断后做出的决定)，还可以是根据智能决策模块生成的决策自动生成控制指令，自动控制各个监测区域的水肥灌溉。

在本申请的一些具体实施例中，所述数据采集终端包括传感器组件和无线通讯模块，所述传感器组件和所述无线通讯模块组成的终端单体作为物联网节点；各个所述物联网节点通过所述无线通讯模块互相连接形成网格网络。

在本申请的一些具体实施例中，所述传感器组件包括空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照传感器、摄像头、流量传感器、肥料浓度传感器、电磁阀故障检测模块、EC传感器和pH传感器。

该系统通过数据采集终端实时采集各个监控区域各个观测点的环境状况(比如空气温湿度、光照强度等气象状况和以及土壤温湿度、土质等土壤状况)以及各监测区域的分支管道的电磁阀的故障状况(电磁阀故障检测模块检测电磁阀工作时是否有电流和/或电压，以是否有电流和/或电压作为反馈标准来判断故障情况)，并经LoRa电台和LoRa 基站与水肥供给总站的数据管理终端通信，数据管理终端能够实时掌握各个监测区域内的实际情况进而根据实际情况下发控制指令给可编程控制器PLC，可编程PLC根据该控制指令调整电磁阀的工作状态(开启、关闭或者调整开度)，精准控制肥料元素百分比、水肥百分比、施肥时间、施肥量等，从而实现管理人员可以通过数据管理终端集中化远程管理多个监控区域的水肥灌溉数据信息，降低人工投入，提高管理效率和水平。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种基于智慧物联网的水肥一体化系统，其特征在于，包括：水肥供给总站设有数据管理终端，所述水肥供给总站通过主管道将水肥调配输送至多个监测区域；每一个所述监测区域的分支管道与所述主管道的连接处均设有第一电磁阀，同一监测区域的多个监测点设有多个数据采集终端，多个数据采集终端组成网格网络并各自连接至可编程控制器PLC；所述可编程控制器PLC连接至LoRa电台，所述LoRa电台连接至LoRa基站，所述LoRa基站通过网络连接至所述数据管理终端，所述第一电磁阀和所述数据管理终端均连接至所述可编程控制器PLC。

2.根据权利要求1所述的基于智慧物联网的水肥一体化系统，其特征在于，还包括移动用户终端，所述移动用户终端通过网络连接至所述数据管理终端。

3.根据权利要求2所述的基于智慧物联网的水肥一体化系统，其特征在于，所述可编程控制器PLC还连接有蓝牙通信模块，所述移动用户终端还能够通过所述蓝牙通信模块连接至所述可编程控制器PLC。

4.根据权利要求1所述的基于智慧物联网的水肥一体化系统，其特征在于，所述数据管理终端还连接至云平台，所述云平台设有智能决策模块。

5.根据权利要求4所述的基于智慧物联网的水肥一体化系统，其特征在于，所述数据管理终端还设有手动触摸屏。

6.根据权利要求1所述的基于智慧物联网的水肥一体化系统，其特征在于，所述数据采集终端包括传感器组件和无线通讯模块，所述传感器组件和所述无线通讯模块组成的终端单体作为物联网节点；各个所述物联网节点通过所述无线通讯模块互相连接形成网格网络。

7.根据权利要求6所述的基于智慧物联网的水肥一体化系统，其特征在于，所述传感器组件包括空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照传感器、摄像头、流量传感器、肥料浓度传感器、电磁阀故障检测模块、EC传感器和pH传感器。

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