基于云的節水灌溉自動控制和信息化管理系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及農業灌溉領域，尤其是一種通過監控水量、氣候以及土壤情況，自動引水進行灌溉的基于云的節水灌溉自動控制和信息化管理系統。
【背景技術】
[0002]現有的農業種植，為了滿足農作物生長發育的要求，需要對農作物需水情況進行監測，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測，不僅浪費有限資源，而且增加了農業生產成本，挫傷了農業生產積極性。特別是在一些偏遠山區，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，當發生干旱情況，水庫蓄水量不足，會導致供水量不足，無法滿足灌溉需求。
[0003]目前，通過人工進行監測，不但耗用大量人力，而且會產生一定的時間差，不利于農作物的及時灌溉需要，同時，人工監測還會根據各人經驗的不同，產生一定的人為差異，難以做到準確、及時的灌溉。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的就是現有農作物灌溉過程中，人工進行監控帶來的問題，提供一種通過監控水量、氣候以及土壤情況，自動引水進行灌溉的基于云的節水灌溉自動控制和信息化管理系統。
[0005]本發明的基于云的節水灌溉自動控制和信息化管理系統，其特征在于該灌溉系統通過實時監測土壤狀況，運用遠程數據庫和遠程計算機進行數據交換和計算，根據農作物的生長需求，及時進行灌溉，具體控制方式通過以下步驟實現:
(1)監測土壤墑情:在農作物種植點處設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，并將采集的數據通過無線信號傳遞給遠程計算機;氣溫傳感器監測種植點處的氣溫，并通過無線信號將收集的數據反饋至遠程計算機；
(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據，并將該數據存儲在遠程數據庫中，然后調取遠程數據庫中關于該農作物生長過程的相關參數，依據農作物生長周期，并且根據氣溫數據計算土壤中水分的蒸發量，通過以下公式進行計算:
A-B-C=D
其中，A為土壤含水量，B為蒸發量，C為農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，需要為農作物澆水，進入步驟(3);
(3 )灌溉澆水:步驟(2)中，經過計算得到D小于零，遠程計算機根據種植面積、農作物密度以及蒸發量等數據，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作物進行澆灌。
[0006]所述的管理系統還包括水量監測裝置，水量監測裝置包括水位傳感器和雨量監測傳感器，水位傳感器安裝在水庫和/或蓄水池上，用于監測水庫和/或蓄水池的水位高度;雨量監測傳感器監測水庫和/或蓄水池以及農作物種植點處的降雨量;水位傳感器與雨量監測傳感器將監測的數據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據計算蓄水量，便于統一調配灌溉水量;雨量監測傳感器的數據輔助遠程計算機修正蓄水量數據和澆灌水量數據。
[0007]所述的遠程計算機通過互聯網與天氣預報數據中心連接，讀取天氣預報數據，當未來數天能有降雨時，減少灌溉水量或者灌溉次數，降低水資源損耗。
[0008]所述的管理系統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卡數據存儲在遠程數據庫內，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取遠程數據庫內對應的IC卡數據，并根據IC卡對應的剩余水量或剩余金額結合農作物所需水量，通過水栗進行供水。
[0009]所述的管理系統與第三方支付平臺連接，便于農戶通過第三方進行繳費。
[0010]本發明的基于云的節水灌溉自動控制和信息化管理系統，可以廣泛應用于農業高效節水灌溉中輸水管線建設項目、農業自動化灌溉項目、水利自動化監測及控制項目，本系統自動化和信息化管理程度較高，可比傳統離線管理模式降低至少一半以上的系統運行管理人員數量，如后期運維的收費人員、巡線人員、設備維護人員等，可極大的節省后期的運維人工費用。
[0011 ]相比市場上同類產品，具有以下優勢:
1、本系統實現了從水源地到最終用戶的全過程水管理，可以使供水調度人員更好的根據用戶需求制定供水方案，實現水的高效利用；
2、水費實行預付制管理，用水用戶取用水操作簡單方便；
3、通過本系統，可以將項目投資方、項目運維管理方、用水用戶、系統維護方有效的整合在一起，通過云中心，實現了用水相關信息和以上各方對象的有效信息的共享和交流；
4、本系統通過使用自主研發的專用設備核心控制器作為不同類型控制設備的核心，該控制器自帶網路芯片，使用同一種網絡協議實現無線通訊自組網并通過互聯網網關實時接入互聯網，通過云平臺可以實現實時在線控制。
【具體實施方式】
[0012]實施例1: 一種基于云的節水灌溉自動控制和信息化管理系統，通過實時監測土壤狀況，運用遠程數據庫和遠程計算機進行數據交換和計算，根據農作物的生長需求，及時進行灌溉，具體控制方式通過以下步驟實現:
(1)監測土壤墑情:在農作物種植點處設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，并將采集的數據通過無線信號傳遞給遠程計算機;氣溫傳感器監測種植點處的氣溫，并通過無線信號將收集的數據反饋至遠程計算機；
(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據，并將該數據存儲在遠程數據庫中，然后調取遠程數據庫中關于該農作物生長過程的相關參數，依據農作物生長周期，并且根據氣溫數據計算土壤中水分的蒸發量，通過以下公式進行計算:
A-B-C=D 其中，A為土壤含水量，B為蒸發量，C為農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，需要為農作物澆水，進入步驟(3);
(3 )灌溉澆水:步驟(2)中，經過計算得到D小于零，遠程計算機根據種植面積、農作物密度以及蒸發量等數據，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作物進行澆灌。
[0013]該管理系統還包括水量監測裝置和智能出水粧，水量監測裝置包括水位傳感器和雨量監測傳感器，水位傳感器安裝在水庫和/或蓄水池上，用于監測水庫和/或蓄水池的水位高度;雨量監測傳感器監測水庫和/或蓄水池以及農作物種植點處的降雨量;水位傳感器與雨量監測傳感器將監測的數據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據計算蓄水量，便于統一調配灌溉水量;雨量監測傳感器的數據輔助遠程計算機修正蓄水量數據和澆灌水量數據。同時，遠程計算機通過互聯網與天氣預報數據中心連接，讀取天氣預報數據，當未來數天能有降雨時，減少灌溉水量或者灌溉次數，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卡數據存儲在遠程數據庫內，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取遠程數據庫內對應的IC卡數據，并根據IC卡對應的剩余水量或剩余金額結合農作物所需水量，通過水栗進行供水。并且管理系統與第三方支付平臺連接，便于農戶通過第三方平臺進行繳費。
【主權項】
1.一種基于云的節水灌溉自動控制和信息化管理系統，其特征在于該灌溉系統通過實時監測土壤狀況，運用遠程數據庫和遠程計算機進行數據交換和計算，根據農作物的生長需求，及時進行灌溉，具體控制方式通過以下步驟實現: (1)監測土壤墑情:在農作物種植點處設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，并將采集的數據通過無線信號傳遞給遠程計算機;氣溫傳感器監測種植點處的氣溫，并通過無線信號將收集的數據反饋至遠程計算機； (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據，并將該數據存儲在遠程數據庫中，然后調取遠程數據庫中關于該農作物生長過程的相關參數，依據農作物生長周期，并且根據氣溫數據計算土壤中水分的蒸發量，通過以下公式進行計算: A-B-C=D 其中，A為土壤含水量，B為蒸發量，C為農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，需要為農作物澆水，進入步驟(3); (3)灌溉澆水:步驟(2)中，經過計算得到D小于零，遠程計算機根據種植面積、農作物密度以及蒸發量等數據，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作物進行澆灌。2.如權利要求1所述的基于云的節水灌溉自動控制和信息化管理系統，其特征在于所述的管理系統還包括水量監測裝置，水量監測裝置包括水位傳感器和雨量監測傳感器，水位傳感器安裝在水庫和/或蓄水池上，用于監測水庫和/或蓄水池的水位高度；雨量監測傳感器監測水庫和/或蓄水池以及農作物種植點處的降雨量;水位傳感器與雨量監測傳感器將監測的數據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據計算蓄水量，便于統一調配灌溉水量;雨量監測傳感器的數據輔助遠程計算機修正蓄水量數據和澆灌水量數據。3.如權利要求1所述的基于云的節水灌溉自動控制和信息化管理系統，其特征在于所述的遠程計算機通過互聯網與天氣預報數據中心連接，讀取天氣預報數據，當未來數天能有降雨時，減少灌溉水量或者灌溉次數，降低水資源損耗。4.如權利要求1所述的基于云的節水灌溉自動控制和信息化管理系統，其特征在于所述的管理系統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卡數據存儲在遠程數據庫內，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取遠程數據庫內對應的IC卡數據，并根據IC卡對應的剩余水量或剩余金額結合農作物所需水量，通過水栗進行供水。5.如權利要求1所述的基于云的節水灌溉自動控制和信息化管理系統，其特征在于所述的管理系統與第三方支付平臺連接，便于農戶通過第三方進行繳費。
【專利摘要】一種基于云的節水灌溉自動控制和信息化管理系統，涉及農業灌溉領域，尤其是一種通過監控水量、氣候以及土壤情況，自動引水進行灌溉的基于云的節水灌溉自動控制和信息化管理系統。該管理系統，其特征在于該灌溉系統通過實時監測土壤狀況，運用遠程數據庫和遠程計算機進行數據交換和計算，根據農作物的生長需求，及時進行灌溉。該管理系統，可以廣泛應用于農業高效節水灌溉中輸水管線建設項目、農業自動化灌溉項目、水利自動化監測及控制項目。本系統自動化和信息化管理程度較高，可比傳統離線管理模式降低至少一半以上的系統運行管理人員數量，如后期運維的收費人員、巡線人員、設備維護人員等，可極大的節省后期的運維人工費用。
【IPC分類】G07F15/06, A01G25/16, G06Q50/02
【公開號】CN105706860
【申請號】CN201610067996
【發明人】嚴聰, 張傳文, 劉艾勇
【申請人】云南俊聯科技有限公司