溫室智能灌溉測控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于溫室灌溉系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種溫室智能灌溉測控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著土地流轉(zhuǎn)加速，土地規(guī)模化經(jīng)營已經(jīng)是大勢所趨。設(shè)施農(nóng)業(yè)相比于大田農(nóng)業(yè)而言，環(huán)境相對可控，采用工程技術(shù)手段能夠?qū)崿F(xiàn)植物高效生產(chǎn)。在我國的西北地區(qū)，規(guī)模龐大的設(shè)施農(nóng)業(yè)群已經(jīng)成為一種新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，西北地區(qū)溫室群規(guī)模一般較大，多至上千個溫室集中連片。在實際生產(chǎn)中，一般是將溫室承包給不同農(nóng)戶進(jìn)行管理。由于水源是集中供水，而末端用戶取水是分散取水，并且由于隨意性較大，不同用戶之間經(jīng)常會存在爭水問題，導(dǎo)致都不能正常灌溉。同時管理上還存在水量難計量和水費難收取等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供了一種能夠有效提高灌溉管理水平和提高灌溉效率的溫室智能灌溉測控系統(tǒng)。
[0004]本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，溫室智能灌溉測控系統(tǒng)，其特征在于包括1C卡管理機(jī)、中央控制器、分控器和溫室單元，其中1C卡管理機(jī)通過線路與中央控制器的控制端口相連，中央控制器和分控器上分別連接有無線通訊模塊，多個分控器分別通過無線通訊模塊與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的中央控制器建立無線雙向通信，分控器采用一拖多的星型控制方式對多個溫室單元進(jìn)行控制，每個溫室單元分別包括1C卡控制箱、電磁閥和流量計，1C卡控制箱內(nèi)設(shè)有1C卡讀卡器，該1C卡讀卡器的上端連接智能控制器，1C卡讀卡器的下端連接流量計和電磁閥，1C卡控制箱上設(shè)有顯示屏和刷卡區(qū)，流量計采用24V直流供電，同時輸出4-20mA電流信號和0-5V脈沖信號，電流信號通過分控器傳輸至中央控制器用于監(jiān)測流量，脈沖信號用于1C卡刷卡計費，中央控制器對電磁閥的控制級別高于溫室單元的刷卡啟動級別，電磁閥和流量計沿進(jìn)水方向依次設(shè)置于每個溫室單元的供水支路上。
[0005]進(jìn)一步限定，所述的溫室單元中分別設(shè)有溫濕度傳感器，該溫濕度傳感器用于測量溫室單元中土壤的溫濕度，溫濕度傳感器通過線路與1C卡控制箱內(nèi)的數(shù)據(jù)采集模塊連接。
[0006]本實用新型通過采用自動化智能測控技術(shù)和通訊技術(shù)有效提高了灌溉的自動化，減少了人為操作帶來的隨意性，提高了灌溉管理水平；同時能夠減少單獨溫室內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，減少能量消耗，提高灌溉效率。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的線路模塊圖；
[0008]圖2是本實用新型中溫室單元的線路連接圖。
【具體實施方式】
[0009]結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實用新型的具體內(nèi)容。如圖1-2所示，溫室智能灌溉測控系統(tǒng)，包括1C卡管理機(jī)、中央控制器、分控器和溫室單元，其中1C卡管理機(jī)通過線路與中央控制器的控制端口相連，中央控制器和分控器上分別連接有無線通訊模塊，多個分控器分別通過無線通訊模塊與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的中央控制器建立無線雙向通信，分控器采用一拖多的星型控制方式對多個溫室單元進(jìn)行控制，每個溫室單元分別包括1C卡控制箱、電磁閥、流量計和溫濕度傳感器，1C卡控制箱內(nèi)設(shè)有1C卡讀卡器，該1C卡讀卡器的上端連接智能控制器，1C卡讀卡器的下端連接流量計和電磁閥，1C卡控制箱上設(shè)有顯示屏和刷卡區(qū)，流量計采用24V直流供電，同時輸出4-20mA電流信號和0-5V脈沖信號，電流信號通過分控器傳輸至中央控制器用于監(jiān)測流量，脈沖信號用于1C卡刷卡計費，中央控制器對電磁閥的控制級別高于溫室單元的刷卡啟動級別，電磁閥和流量計沿進(jìn)水方向依次設(shè)置于每個溫室單元的供水支路上，溫濕度傳感器通過線路與1C卡控制箱內(nèi)的數(shù)據(jù)采集模塊連接，該溫濕度傳感器用于測量每個溫室單元中土壤的溫濕度。
[0010]本實用新型采用集中供水，通過管網(wǎng)將水送至每個溫室，進(jìn)水管一般采用DN50管即可。溫室進(jìn)水采用24V的DN50電磁閥控制，同時后面安裝有流量計。每個溫室單元配置一個1C卡控制箱，采用刷卡方式能夠控制電磁閥啟閉，磁卡內(nèi)存有水費，刷卡啟動電磁閥后，流量計開始計量，同時磁卡內(nèi)就開始扣費。灌溉結(jié)束，再次刷卡即可關(guān)閉閥門，控制器顯示消費水費和剩余水費。當(dāng)農(nóng)戶使用刷卡灌溉控制器時，讀卡成功后，收費機(jī)扣除預(yù)定時間段金額，該金額可根據(jù)溫室面積確定出最大灌水量，將該最大灌水量設(shè)置為扣費初始值，1C卡控制箱的顯示屏上顯示卡上剩余余額。當(dāng)灌溉量滿足需求時，再次讀卡，即可停水。并將預(yù)扣剩余金額寫回1C卡中。如果結(jié)束灌溉時沒打卡，那么灌溉會在設(shè)置好的限制流量用完時自動關(guān)閉電磁閥，結(jié)束灌溉。當(dāng)灌溉系統(tǒng)遇到非法卡時，主機(jī)自動發(fā)出報警信號。
[0011]每個溫室的刷卡控制單元作為一個獨立控制單元，均通過有線方式連接至分控器，分控器采取一拖多的星型控制方式對多個溫室單元進(jìn)行控制。分控器與管理房內(nèi)的中央控制器采取無線通訊方式，中央控制器可以遠(yuǎn)程對末端電磁閥進(jìn)行控制，同時，中央控制器的控制級別要高于末端溫室單元刷卡啟動級別，也就是說當(dāng)中央控制器將某個溫室單元電磁閥鎖定時，末端的刷卡啟動即失效。只有當(dāng)解除鎖定時，才能重新進(jìn)行控制。這樣就可以在正常運行狀態(tài)時，即用水量不大，管網(wǎng)壓力保持穩(wěn)定時，將管理權(quán)限交給終端用戶；當(dāng)非正常使用，即集中灌溉、用水量大時將管理權(quán)限收回，進(jìn)行統(tǒng)一控制，優(yōu)化配水。中央控制器可以設(shè)定最大同時開啟閥門數(shù)量，當(dāng)超過管網(wǎng)中同時開啟的最大電磁閥數(shù)量時，中央控制器報警提示，進(jìn)入非正常運行狀態(tài)，此時，末端用戶刷卡無效，同時每個末端溫室控制箱也配有報警燈，提示用戶等待。用戶若想排隊，則可以繼續(xù)刷卡，用戶刷卡后，系統(tǒng)自動記錄，進(jìn)行排序，先刷卡者先排隊，類似銀行叫號系統(tǒng)，溫室顯示屏上也可以顯示排隊人數(shù)。等有人灌溉結(jié)束，刷卡關(guān)閉閥門時，則排隊用戶的灌溉閥門自動打開。
[0012]管網(wǎng)中布設(shè)多個壓力傳感點，實時采集管網(wǎng)壓力數(shù)據(jù)，通過無線或有線方式傳送至中央控制器，方便管理人員實時監(jiān)控管網(wǎng)壓力。中央控制軟件可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄，報表打印，數(shù)據(jù)曲線實時更新等功能。將每個溫室開始灌溉時間、停止灌溉時間等數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)庫中。對于某些溫室如果不需要用戶管理，想實現(xiàn)自動灌溉，可以通過中央控制器來完成電磁閥的遠(yuǎn)程自動啟閉。
[0013]該系統(tǒng)主要可以實現(xiàn)以下目標(biāo):第一，實時監(jiān)控末端溫室灌溉情況，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程啟閉電磁閥，能夠?qū)崿F(xiàn)正常工作時，下放權(quán)限，分散管理；非正常使用時，集中管理；第二，改變傳統(tǒng)的收費模式，用水農(nóng)戶需要持1C卡到管理中心先交費，交費后才能用水，并且通過中央控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)最大用水量限制，防止浪費；第三，刷卡取水，只需要在溫室首部安裝電磁閥、流量計、1C卡控制箱即可，必要時可以配備溫濕度傳感器，采集溫室內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)，提供給中央控制器進(jìn)行決策灌溉。不需要修建水池，安裝水栗等配套設(shè)施，節(jié)約用地，提高了生產(chǎn)效率。
[0014]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理，主要特征和優(yōu)點，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型的范圍。
【主權(quán)項】
1.溫室智能灌溉測控系統(tǒng)，其特征在于包括1C卡管理機(jī)、中央控制器、分控器和溫室單元，其中1C卡管理機(jī)通過線路與中央控制器的控制端口相連，中央控制器和分控器上分別連接有無線通訊模塊，多個分控器分別通過無線通訊模塊與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的中央控制器建立無線雙向通信，分控器采用一拖多的星型控制方式對多個溫室單元進(jìn)行控制，每個溫室單元分別包括1C卡控制箱、電磁閥和流量計，1C卡控制箱內(nèi)設(shè)有1C卡讀卡器，該1C卡讀卡器的上端連接智能控制器，1C卡讀卡器的下端連接流量計和電磁閥，1C卡控制箱上設(shè)有顯示屏和刷卡區(qū)，流量計采用24V直流供電，同時輸出4-20mA電流信號和0-5V脈沖信號，電流信號通過分控器傳輸至中央控制器用于監(jiān)測流量，脈沖信號用于1C卡刷卡計費，中央控制器對電磁閥的控制級別高于溫室單元的刷卡啟動級別，電磁閥和流量計沿進(jìn)水方向依次設(shè)置于每個溫室單元的供水支路上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫室智能灌溉測控系統(tǒng)，其特征在于:所述的溫室單元中分別設(shè)有溫濕度傳感器，該溫濕度傳感器用于測量溫室單元中土壤的溫濕度，溫濕度傳感器通過線路與1C卡控制箱內(nèi)的數(shù)據(jù)采集模塊連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種溫室智能灌溉測控系統(tǒng)，包括IC卡管理機(jī)、中央控制器、分控器和溫室單元，其中IC卡管理機(jī)通過線路與中央控制器的控制端口相連，中央控制器和分控器上分別連接有無線通訊模塊，多個分控器通過無線通訊模塊與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的中央控制器建立無線雙向通信，分控器采用一拖多的星型控制方式對多個溫室單元進(jìn)行控制。本實用新型通過采用自動化智能測控技術(shù)和通訊技術(shù)有效提高了灌溉的自動化，減少了人為操作帶來的隨意性，提高了灌溉管理水平；同時能夠減少單獨溫室內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，減少能量消耗，提高灌溉效率。
【IPC分類】G07F15/06, G05B19/418
【公開號】CN205080422
【申請?zhí)枴緾N201520787324
【發(fā)明人】蔡九茂, 李莉, 李景海, 翟國亮, 鄧忠, 宗潔
【申請人】中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年10月12日