[發(fā)明專利]基于墑情信息的無線智能灌溉系統(tǒng)及方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310076636.X
• 申請(qǐng)日: 2013-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN103141365A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙春江;鄭文剛;邢振;申長軍;董大明;梁居寶;陳紅;單飛飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心
• 主分類號(hào): A01G25/16
• 分類號(hào): A01G25/16
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種基于墑情信息的無線智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：至少一個(gè)墑情采集站、至少一個(gè)灌溉單元和中央控制單元，所述中央控制單元與所述墑情采集站、所述灌溉單元進(jìn)行無線通信；

所述墑情采集站，用于采集所述灌溉單元的墑情和氣象數(shù)據(jù)，并將所述墑情和所述氣象數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中央控制單元；

所述灌溉單元，用于每隔預(yù)設(shè)周期將灌溉單元信息發(fā)送給所述中央控制單元，并根據(jù)所述中央控制單元發(fā)送的灌溉策略對(duì)所述灌溉單元進(jìn)行灌溉控制；

所述中央控制單元，用于接收所述墑情采集站發(fā)送的所述墑情和所述氣象數(shù)據(jù)，以及接收所述灌溉單元發(fā)送的所述灌溉單元信息，并分別對(duì)所述灌溉單元設(shè)置灌溉策略，并將所述灌溉策略和在對(duì)所述灌溉單元設(shè)置灌溉策略時(shí)形成的附加地址標(biāo)識(shí)發(fā)送給所述灌溉單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述墑情采集站包括：土壤溫度傳感器、空氣溫濕度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器和降雨量傳感器，分別用于采集土壤溫度、空氣溫濕度、風(fēng)速和降雨量，并將所述土壤溫度、所述空氣溫濕度、所述風(fēng)速和所述降雨量發(fā)送給所述中央控制單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述灌溉單元包括：土壤水分傳感器、無線終端控制器；

所述土壤水分傳感器用于實(shí)時(shí)檢測土壤水分含量，并將土壤水分含量信息發(fā)送給所述無線終端控制器；

所述無線終端控制器用于接收所述中央控制單元發(fā)送的灌溉策略，根據(jù)所述灌溉策略設(shè)置灌溉控制參數(shù)，再根據(jù)所述土壤水分傳感器發(fā)送的所述土壤水分含量信息和所述灌溉控制參數(shù)對(duì)所述灌溉單元進(jìn)行灌溉控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無線終端控制器提供所述灌溉單元的自身地址標(biāo)識(shí)，用于當(dāng)接收到所述中央控制單元發(fā)送的所述灌溉策略和所述附加地址標(biāo)識(shí)時(shí)，對(duì)所述附加地址標(biāo)識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述灌溉單元還包括：控制閥門和灌溉管路；

所述控制閥門用于根據(jù)灌溉策略和所述灌溉控制參數(shù)打開或關(guān)閉所述灌溉管路。

6.一種基于墑情信息的無線智能灌溉方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：灌溉單元每隔預(yù)設(shè)周期將灌溉單元信息發(fā)送給中央控制單元，墑情采集站采集所述灌溉單元的墑情和氣象數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中央控制單元；

S2：所述中央控制單元根據(jù)所述灌溉單元信息、所述墑情和所述氣象數(shù)據(jù)，對(duì)所述灌溉單元設(shè)置灌溉策略，并將所述灌溉策略發(fā)送給所述灌溉單元；

S3：所述中央控制單元根據(jù)所述灌溉策略，向所述灌溉單元發(fā)送灌溉策略執(zhí)行消息，所述灌溉單元接收到所述執(zhí)行消息后，根據(jù)所述灌溉策略對(duì)所述灌溉單元進(jìn)行灌溉控制；

所述灌溉單元信息包括所述灌溉單元的土壤水分含量；所述墑情包括土壤溫度；所述氣象數(shù)據(jù)包括空氣溫濕度、風(fēng)速和降雨量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將在步驟S2中對(duì)所述灌溉單元設(shè)置灌溉策略時(shí)形成的附加地址標(biāo)識(shí)，發(fā)送給所述灌溉單元。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述灌溉單元對(duì)接收到的所述附加地址標(biāo)識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證；

若所述附加地址標(biāo)識(shí)與所述灌溉單元的自身地址標(biāo)識(shí)相同，則所述灌溉單元根據(jù)所述灌溉策略設(shè)置灌溉控制參數(shù)，并存儲(chǔ)；

若所述附加地址標(biāo)識(shí)與所述灌溉單元的自身地址標(biāo)識(shí)不同，則所述灌溉單元將所述灌溉策略和所述附加地址標(biāo)識(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；

所述灌溉控制參數(shù)包括：預(yù)設(shè)土壤水分閾值、預(yù)設(shè)土壤溫度閾值、預(yù)設(shè)空氣溫濕度閾值、預(yù)設(shè)風(fēng)速閾值和預(yù)設(shè)降雨量閾值。

9.根據(jù)權(quán)利要求6或8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟S3中所述對(duì)所述灌溉單元進(jìn)行灌溉控制具體包括：若所述灌溉單元的土壤水分含量小于所述灌溉單元的所述預(yù)設(shè)土壤水分閾值時(shí)，則打開所述灌溉單元中的灌溉管路對(duì)所述灌溉單元進(jìn)行灌溉；當(dāng)所述灌溉單元的土壤水分含量大于或等于所述灌溉單元中的所述預(yù)設(shè)土壤水分閾值，則關(guān)閉所述灌溉單元中的灌溉管路。

10.根據(jù)權(quán)利要求6或8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟S2中所述對(duì)所述灌溉單元設(shè)置灌溉策略具體包括：

若所述灌溉單元的土壤溫度處于所述灌溉單元的所述預(yù)設(shè)土壤溫度閾值的范圍內(nèi)，則繼續(xù)步驟S3；若所述灌溉單元的土壤溫度大于所述灌溉單元的所述預(yù)設(shè)土壤溫度閾值的上限或小于所述灌溉單元的所述預(yù)設(shè)土壤溫度閾值的下限，則關(guān)閉所述灌溉單元中的灌溉管路且不執(zhí)行步驟S3；或，

若所述灌溉單元的空氣溫濕度處于所述灌溉單元的所述預(yù)設(shè)空氣溫濕度閾值的范圍內(nèi)，則繼續(xù)步驟S3；若所述灌溉單元的空氣溫濕度大于所述灌溉單元的所述預(yù)設(shè)空氣溫濕度閾值的上限或小于所述灌溉單元的所述預(yù)設(shè)空氣溫濕度閾值的下限，則關(guān)閉所述灌溉單元中的灌溉管路且不執(zhí)行步驟S3；或，

若所述灌溉單元的風(fēng)速小于所述灌溉單元的所述預(yù)設(shè)風(fēng)速閾值，則繼續(xù)步驟S3；若所述灌溉單元的空氣溫濕度大于所述灌溉單元的所述預(yù)設(shè)風(fēng)速閾值，則關(guān)閉所述灌溉單元中的灌溉管路且不執(zhí)行步驟S3；或，

若所述灌溉單元的降雨量小于所述灌溉單元的所述預(yù)設(shè)降雨量閾值，則繼續(xù)步驟S3；若所述灌溉單元的降雨量大于所述灌溉單元的所述預(yù)設(shè)降雨量閾值，則關(guān)閉所述灌溉單元中的灌溉管路且不執(zhí)行步驟S3。