[發(fā)明專利]一種基于物聯(lián)網(wǎng)的作物定量灌溉控制系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106688826A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬道坤;方嫦青;張盼盼
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11002
• 代理人: 湯財寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及作物定量灌溉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的作物定量灌溉控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前，我國應(yīng)用最為廣泛的灌溉水量控制方式主要是IC卡預(yù)付費的形式。然而，這種灌溉控制方式在某些實際應(yīng)用過程中仍存在一些缺點，通過IC卡預(yù)付費的方式雖然能夠在灌溉總量起到一定控制作用，但是不能根據(jù)不同作物不同階段需水需求進行適時適量地精準灌溉。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的作物定量灌溉控制系統(tǒng)及方法，解決現(xiàn)有灌溉方式不能根據(jù)不同作物不同階段需水需求進行適時適量地精準灌溉的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的作物定量灌溉控制系統(tǒng)，包括作物需水計量系統(tǒng)、作物灌溉控制系統(tǒng)和作物灌溉實時監(jiān)測系統(tǒng)，其中所述作物需水計量系統(tǒng)與所述作物灌溉控制系統(tǒng)相連，所述作物灌溉控制系統(tǒng)與所述作物灌溉實時監(jiān)測系統(tǒng)相連，所述作物灌溉實時監(jiān)測系統(tǒng)與所述作物需水計量系統(tǒng)相連；

其中所述作物需水計量系統(tǒng)通過計算不同作物不同階段的需水量制定作物生長周期各階段需水方案，并將制定的需水方案輸出至所述作物灌溉控制系統(tǒng)；所述作物灌溉控制系統(tǒng)根據(jù)制定的需水方案對作物進行定量灌溉；所述作物灌溉實時監(jiān)測系統(tǒng)分別對所述作物灌溉控制系統(tǒng)和所述作物需水計量系統(tǒng)進行實時監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果反饋至所述作物需水計量系統(tǒng)。

進一步地，所述作物需水計量系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)自動采集模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)庫模塊和作物需水計量平臺，其中所述數(shù)據(jù)自動采集模塊與所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊相連，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊分別與所述數(shù)據(jù)庫模塊、所述作物需水計量平臺相連。

進一步地，所述作物灌溉控制系統(tǒng)包括超聲波流量計、自動灌溉控制器和報警模塊，其中所述超聲波流量計和所述報警模塊分別與所述自動灌溉控制器相連，所述自動灌溉控制器與所述作物需水計量平臺相連。

進一步地，所述作物灌溉實時監(jiān)測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊、以及與所述數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊連接的數(shù)據(jù)傳輸模塊，其中所述數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊分別與所述數(shù)據(jù)自動采集模塊、所述超聲波流量計和所述自動灌溉控制器相連。

具體地，所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的作物定量灌溉控制系統(tǒng)還包括第一GPRS通信模塊，所述作物需水計量平臺通過所述第一GPRS通信模塊與所述自動灌溉控制器相連。

具體地，所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的作物定量灌溉控制系統(tǒng)還包括第二GPRS通信模塊，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊通過所述第二GPRS通信模塊與所述作物需水計量平臺相連。

具體地，所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的作物定量灌溉控制系統(tǒng)還包括無線通訊模塊，所述超聲波流量計通過所述無線通訊模塊與所述自動灌溉控制器相連。

本發(fā)明還提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的作物定量灌溉控制方法，具體包括如下步驟：

S1、作物需水計量系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)自動采集模塊采集氣象數(shù)據(jù)和土壤數(shù)據(jù)，將采集的氣象數(shù)據(jù)和土壤數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送到作物需水計量平臺并保存至數(shù)據(jù)庫模塊，其中所述氣象數(shù)據(jù)至少包括降雨量、溫度和濕度，所述土壤數(shù)據(jù)至少包括土壤類型和土壤容重；

S2、所述作物需水計量平臺確認當前作物對象，調(diào)用所述數(shù)據(jù)庫模塊中與當前作物對象相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，計算出作物在當前階段所需灌水量；

S3、所述作物需水計量平臺將計算出的所需灌水量發(fā)送至作物灌溉控制系統(tǒng)中的自動灌溉控制器，所述自動灌溉控制器開始灌溉；

S4、所述自動灌溉控制器控制超聲波流量計在開始灌溉的同時計量水量，并定時將計量數(shù)據(jù)發(fā)送至所述自動灌溉控制器；

S5、當灌溉水量達到作物所需灌水量時，所述自動灌溉控制器停止灌溉；

其中，通過作物灌溉實時監(jiān)測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊實時監(jiān)測所述數(shù)據(jù)自動采集模塊所采集的數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊實時傳輸至所述作物需水計量平臺，所述作物需水計量平臺根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析得出變化數(shù)據(jù)，根據(jù)變化數(shù)據(jù)重新計算作物在當前階段所需灌水量。

進一步地，所述作物灌溉實時監(jiān)測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊實時監(jiān)測所述超聲波流量計和所述自動灌溉控制器，當所述超聲波流量計和/或所述自動灌溉控制器發(fā)生故障時，所述數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊將故障信號通過數(shù)據(jù)傳輸模塊實時傳輸至所述報警模塊，所述報警模塊發(fā)出故障警報。

具體地，所述作物需水計量平臺通過第一GPRS通信模塊將計算出的所需灌水量發(fā)送至所述自動灌溉控制器；

所述數(shù)據(jù)傳輸模塊通過第二GPRS通信模塊將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸至所述作物需水計量平臺；