基于云的節(jié)水灌溉自動控制和信息化管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域，尤其是一種通過監(jiān)控水量、氣候以及土壤情況，自動引水進行灌溉的基于云的節(jié)水灌溉自動控制和信息化管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)種植，為了滿足農(nóng)作物生長發(fā)育的要求，需要對農(nóng)作物需水情況進行監(jiān)測，并及時進行灌溉，針對一些大面積種植，需要大量的人力物力進行監(jiān)測，不僅浪費有限資源，而且增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，挫傷了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)積極性。特別是在一些偏遠山區(qū)，需要從遠處的水庫進行引水，其中又涉及到引水費用以及供水量多少的問題，當(dāng)發(fā)生干旱情況，水庫蓄水量不足，會導(dǎo)致供水量不足，無法滿足灌溉需求。
[0003]目前，通過人工進行監(jiān)測，不但耗用大量人力，而且會產(chǎn)生一定的時間差，不利于農(nóng)作物的及時灌溉需要，同時，人工監(jiān)測還會根據(jù)各人經(jīng)驗的不同，產(chǎn)生一定的人為差異，難以做到準(zhǔn)確、及時的灌溉。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的就是現(xiàn)有農(nóng)作物灌溉過程中，人工進行監(jiān)控帶來的問題，提供一種通過監(jiān)控水量、氣候以及土壤情況，自動引水進行灌溉的基于云的節(jié)水灌溉自動控制和信息化管理系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的基于云的節(jié)水灌溉自動控制和信息化管理系統(tǒng)，其特征在于該灌溉系統(tǒng)通過實時監(jiān)測土壤狀況，運用遠程數(shù)據(jù)庫和遠程計算機進行數(shù)據(jù)交換和計算，根據(jù)農(nóng)作物的生長需求，及時進行灌溉，具體控制方式通過以下步驟實現(xiàn):
(1)監(jiān)測土壤墑情:在農(nóng)作物種植點處設(shè)置土壤墑情傳感器以及氣溫傳感器，土壤墑情傳感器采用頻域反射儀，通過電磁波檢測土壤中含水量，并將采集的數(shù)據(jù)通過無線信號傳遞給遠程計算機;氣溫傳感器監(jiān)測種植點處的氣溫，并通過無線信號將收集的數(shù)據(jù)反饋至遠程計算機；
(2)分析計算:遠程計算機通過無線信號傳輸收集土壤含水量以及氣溫的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲在遠程數(shù)據(jù)庫中，然后調(diào)取遠程數(shù)據(jù)庫中關(guān)于該農(nóng)作物生長過程的相關(guān)參數(shù)，依據(jù)農(nóng)作物生長周期，并且根據(jù)氣溫數(shù)據(jù)計算土壤中水分的蒸發(fā)量，通過以下公式進行計算:
A-B-C=D
其中，A為土壤含水量，B為蒸發(fā)量，C為農(nóng)作物生長過程需求水量 D大于零時，無需澆水返回步驟(I)，D小于零時，需要為農(nóng)作物澆水，進入步驟(3);
(3 )灌溉澆水:步驟(2)中，經(jīng)過計算得到D小于零，遠程計算機根據(jù)種植面積、農(nóng)作物密度以及蒸發(fā)量等數(shù)據(jù)，計算具體灌溉水量，并將定量的灌溉用水通過灌溉滴管為農(nóng)作物進行澆灌。
[0006]所述的管理系統(tǒng)還包括水量監(jiān)測裝置，水量監(jiān)測裝置包括水位傳感器和雨量監(jiān)測傳感器，水位傳感器安裝在水庫和/或蓄水池上，用于監(jiān)測水庫和/或蓄水池的水位高度;雨量監(jiān)測傳感器監(jiān)測水庫和/或蓄水池以及農(nóng)作物種植點處的降雨量;水位傳感器與雨量監(jiān)測傳感器將監(jiān)測的數(shù)據(jù)通過無線信號傳遞到遠程計算機中，遠程計算機利用水位高度數(shù)據(jù)計算蓄水量，便于統(tǒng)一調(diào)配灌溉水量;雨量監(jiān)測傳感器的數(shù)據(jù)輔助遠程計算機修正蓄水量數(shù)據(jù)和澆灌水量數(shù)據(jù)。
[0007]所述的遠程計算機通過互聯(lián)網(wǎng)與天氣預(yù)報數(shù)據(jù)中心連接，讀取天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，當(dāng)未來數(shù)天能有降雨時，減少灌溉水量或者灌溉次數(shù)，降低水資源損耗。
[0008]所述的管理系統(tǒng)還包括有智能出水粧，智能出水粧通過管道與水源連接，智能出水粧包括IC卡刷卡水表和水栗，IC卡刷卡水表與水栗分別通過無線信號與遠程計算機連接，用水IC卡數(shù)據(jù)存儲在遠程數(shù)據(jù)庫內(nèi)，用水IC卡插入IC卡刷卡水表后，IC卡刷卡水表讀取用水IC卡信息，并傳遞至遠程計算機，遠程計算機收到信息后調(diào)取遠程數(shù)據(jù)庫內(nèi)對應(yīng)的IC卡數(shù)據(jù)，并根據(jù)IC卡對應(yīng)的剩余水量或剩余金額結(jié)合農(nóng)作物所需水量，通過水栗進行供水。
[0009]所述的管理系統(tǒng)與第三方支付平臺連接，便于農(nóng)戶通過第三方進行繳費。
[0010]本發(fā)明的基于云的節(jié)水灌溉自動控制和信息化管理系統(tǒng)，可以廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉中輸水管線建設(shè)項目、農(nóng)業(yè)自動化灌溉項目、水利自動化監(jiān)測及控制項目，本系統(tǒng)自動化和信息化管理程度較高，可比傳統(tǒng)離線管理模式降低至少一半以上的系統(tǒng)運行管理人員數(shù)量，如后期運維的收費人員、巡線人員、設(shè)備維護人員等，可極大的節(jié)省后期的運維人工費用。
[0011 ]相比市場上同類產(chǎn)品，具有以下優(yōu)勢:
1、本系統(tǒng)實現(xiàn)了從水源地到最終用戶的全過程水管理，可以使供水調(diào)度人員更好的根據(jù)用戶需求制定供水方案，實現(xiàn)水的高效利用；
2、水費實行預(yù)付制管理，用水用戶取用水操作簡單方便；
3、通過本系統(tǒng)，可以將項目投資方、項目運維管理方、用水用戶、系統(tǒng)維護方有效的整合在一起，通過云中心，實現(xiàn)了用水相關(guān)信息和以上各方對象的有效信息的共享和交流；
4、本系統(tǒng)通過使用自主研發(fā)的專用設(shè)備核心控制器作為不同類型控制設(shè)備的核心，該控制器自帶網(wǎng)路芯片，使用同一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)無線通訊自組網(wǎng)并通過互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)實時接入互聯(lián)網(wǎng)，通過云平臺可以實現(xiàn)實時在線控制。
【具體實施方式】
[0012]實施例1: 一種基于云的節(jié)水灌溉自動控制和信息化管理系統(tǒng)，通過實時監(jiān)測土壤狀況，運用遠程數(shù)據(jù)庫和遠程計算機進行數(shù)據(jù)交換和計算，根據(jù)農(nóng)作物的生長需求，及時進行灌溉，具體控制方式通過以下步驟實現(xiàn):
(1)監(jiān)測土壤墑情:在農(nóng)作物種植點處設(shè)置土壤墑情傳感器以及氣溫傳感器，土壤墑情傳感器采用頻域反射儀，通過電磁波檢測土壤中含水量，并將采集的數(shù)據(jù)通過無線信號傳遞給遠程計算機;氣溫傳感器監(jiān)測種植點處的氣溫，并通過無線信號將收集的數(shù)據(jù)反饋至遠程計算機；
(2)分析計算:遠程計算機通過無線信號傳輸收集土壤含水量以及氣溫的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲在遠程數(shù)據(jù)庫中，然后調(diào)取遠程數(shù)據(jù)庫中關(guān)于該農(nóng)作物生長過程的相關(guān)參數(shù)，依據(jù)農(nóng)作物生長周期，并且根據(jù)氣溫數(shù)據(jù)計算土壤中水分的蒸發(fā)量，通過以下公式進行計算:
A-B-C=D 其中，A為土壤含水量，B為蒸發(fā)量，C為農(nóng)作物生長過程需求水量；
D大于零時，無需澆水返回步驟(I)，D小于零時，需要為農(nóng)作物澆水，進入步驟(3);
(3 )灌溉澆水:步驟(2)中，經(jīng)過計算得到D小于零，遠程計算機根據(jù)種植面積、農(nóng)作物密度以及蒸發(fā)量等數(shù)據(jù)，計算具體灌溉水量，并將定量的灌溉用水通過灌溉滴管為農(nóng)作物進行澆灌。
[0013]該管理系統(tǒng)還包括水量監(jiān)測裝置和智能出水粧，水量監(jiān)測裝置包括水位傳感器和雨量監(jiān)測傳感器，水位傳感器安裝在水庫和/或蓄水池上，用于監(jiān)測水庫和/或蓄水池的水位高度;雨量監(jiān)測傳感器監(jiān)測水庫和/或蓄水池以及農(nóng)作物種植點處的降雨量;水位傳感器與雨量監(jiān)測傳感器將監(jiān)測的數(shù)據(jù)通過無線信號傳遞到遠程計算機中，遠程計算機利用水位高度數(shù)據(jù)計算蓄水量，便于統(tǒng)一調(diào)配灌溉水量;雨量監(jiān)測傳感器的數(shù)據(jù)輔助遠程計算機修正蓄水量數(shù)據(jù)和澆灌水量數(shù)據(jù)。同時，遠程計算機通過互聯(lián)網(wǎng)與天氣預(yù)報數(shù)據(jù)中心連接，讀取天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，當(dāng)未來數(shù)天能有降雨時，減少灌溉水量或者灌溉次數(shù)，降低水資源損耗。智能出水粧通過管道與水源連接，智能出水粧包括IC卡刷卡水表和水栗，IC卡刷卡水表與水栗分別通過無線信號與遠程計算機連接，用水IC卡數(shù)據(jù)存儲在遠程數(shù)據(jù)庫內(nèi)，用水IC卡插入IC卡刷卡水表后，IC卡刷卡水表讀取用水IC卡信息，并傳遞至遠程計算機，遠程計算機收到信息后調(diào)取遠程數(shù)據(jù)庫內(nèi)對應(yīng)的IC卡數(shù)據(jù)，并根據(jù)IC卡對應(yīng)的剩余水量或剩余金額結(jié)合農(nóng)作物所需水量，通過水栗進行供水。并且管理系統(tǒng)與第三方支付平臺連接，便于農(nóng)戶通過第三方平臺進行繳費。
【主權(quán)項】
1.一種基于云的節(jié)水灌溉自動控制和信息化管理系統(tǒng)，其特征在于該灌溉系統(tǒng)通過實時監(jiān)測土壤狀況，運用遠程數(shù)據(jù)庫和遠程計算機進行數(shù)據(jù)交換和計算，根據(jù)農(nóng)作物的生長需求，及時進行灌溉，具體控制方式通過以下步驟實現(xiàn): (1)監(jiān)測土壤墑情:在農(nóng)作物種植點處設(shè)置土壤墑情傳感器以及氣溫傳感器，土壤墑情傳感器采用頻域反射儀，通過電磁波檢測土壤中含水量，并將采集的數(shù)據(jù)通過無線信號傳遞給遠程計算機;氣溫傳感器監(jiān)測種植點處的氣溫，并通過無線信號將收集的數(shù)據(jù)反饋至遠程計算機； (2)分析計算:遠程計算機通過無線信號傳輸收集土壤含水量以及氣溫的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲在遠程數(shù)據(jù)庫中，然后調(diào)取遠程數(shù)據(jù)庫中關(guān)于該農(nóng)作物生長過程的相關(guān)參數(shù)，依據(jù)農(nóng)作物生長周期，并且根據(jù)氣溫數(shù)據(jù)計算土壤中水分的蒸發(fā)量，通過以下公式進行計算: A-B-C=D 其中，A為土壤含水量，B為蒸發(fā)量，C為農(nóng)作物生長過程需求水量 D大于零時，無需澆水返回步驟(I)，D小于零時，需要為農(nóng)作物澆水，進入步驟(3); (3)灌溉澆水:步驟(2)中，經(jīng)過計算得到D小于零，遠程計算機根據(jù)種植面積、農(nóng)作物密度以及蒸發(fā)量等數(shù)據(jù)，計算具體灌溉水量，并將定量的灌溉用水通過灌溉滴管為農(nóng)作物進行澆灌。2.如權(quán)利要求1所述的基于云的節(jié)水灌溉自動控制和信息化管理系統(tǒng)，其特征在于所述的管理系統(tǒng)還包括水量監(jiān)測裝置，水量監(jiān)測裝置包括水位傳感器和雨量監(jiān)測傳感器，水位傳感器安裝在水庫和/或蓄水池上，用于監(jiān)測水庫和/或蓄水池的水位高度；雨量監(jiān)測傳感器監(jiān)測水庫和/或蓄水池以及農(nóng)作物種植點處的降雨量;水位傳感器與雨量監(jiān)測傳感器將監(jiān)測的數(shù)據(jù)通過無線信號傳遞到遠程計算機中，遠程計算機利用水位高度數(shù)據(jù)計算蓄水量，便于統(tǒng)一調(diào)配灌溉水量;雨量監(jiān)測傳感器的數(shù)據(jù)輔助遠程計算機修正蓄水量數(shù)據(jù)和澆灌水量數(shù)據(jù)。3.如權(quán)利要求1所述的基于云的節(jié)水灌溉自動控制和信息化管理系統(tǒng)，其特征在于所述的遠程計算機通過互聯(lián)網(wǎng)與天氣預(yù)報數(shù)據(jù)中心連接，讀取天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，當(dāng)未來數(shù)天能有降雨時，減少灌溉水量或者灌溉次數(shù)，降低水資源損耗。4.如權(quán)利要求1所述的基于云的節(jié)水灌溉自動控制和信息化管理系統(tǒng)，其特征在于所述的管理系統(tǒng)還包括有智能出水粧，智能出水粧通過管道與水源連接，智能出水粧包括IC卡刷卡水表和水栗，IC卡刷卡水表與水栗分別通過無線信號與遠程計算機連接，用水IC卡數(shù)據(jù)存儲在遠程數(shù)據(jù)庫內(nèi)，用水IC卡插入IC卡刷卡水表后，IC卡刷卡水表讀取用水IC卡信息，并傳遞至遠程計算機，遠程計算機收到信息后調(diào)取遠程數(shù)據(jù)庫內(nèi)對應(yīng)的IC卡數(shù)據(jù)，并根據(jù)IC卡對應(yīng)的剩余水量或剩余金額結(jié)合農(nóng)作物所需水量，通過水栗進行供水。5.如權(quán)利要求1所述的基于云的節(jié)水灌溉自動控制和信息化管理系統(tǒng)，其特征在于所述的管理系統(tǒng)與第三方支付平臺連接，便于農(nóng)戶通過第三方進行繳費。
【專利摘要】一種基于云的節(jié)水灌溉自動控制和信息化管理系統(tǒng)，涉及農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域，尤其是一種通過監(jiān)控水量、氣候以及土壤情況，自動引水進行灌溉的基于云的節(jié)水灌溉自動控制和信息化管理系統(tǒng)。該管理系統(tǒng)，其特征在于該灌溉系統(tǒng)通過實時監(jiān)測土壤狀況，運用遠程數(shù)據(jù)庫和遠程計算機進行數(shù)據(jù)交換和計算，根據(jù)農(nóng)作物的生長需求，及時進行灌溉。該管理系統(tǒng)，可以廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉中輸水管線建設(shè)項目、農(nóng)業(yè)自動化灌溉項目、水利自動化監(jiān)測及控制項目。本系統(tǒng)自動化和信息化管理程度較高，可比傳統(tǒng)離線管理模式降低至少一半以上的系統(tǒng)運行管理人員數(shù)量，如后期運維的收費人員、巡線人員、設(shè)備維護人員等，可極大的節(jié)省后期的運維人工費用。
【IPC分類】G07F15/06, A01G25/16, G06Q50/02
【公開號】CN105706860
【申請?zhí)枴緾N201610067996
【發(fā)明人】嚴(yán)聰, 張傳文, 劉艾勇
【申請人】云南俊聯(lián)科技有限公司