本實用新型涉及一種灌溉控制裝置，特別是一種風光電互補提水灌溉控制裝置。

背景技術：

目前的灌溉裝置仍以提灌為主且取電、線路鋪設成本過高，灌溉自動化程度低，能源和水資源浪費較大，使用成本高，不適合廣大農村地區推廣和應用。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于，一種風光電互補提水灌溉控制裝置。該裝置提水及灌溉的中心控制器和節點控制器均可采用風光電互補模塊供電。結合嵌入式技術、無線通信技術和自動控制技術，實現提水和灌溉的自動化控制和無人化管理，具有節水化、節能化和節約化的特點。

本實用新型的技術方案：一種風光電互補提水灌溉控制裝置，包括有風光電互補模塊，風光電互補模塊通過線纜分別與提水控制單元節點控制器、氣象站節點控制器以及灌溉田間控制單元節點控制器連接，提水控制單元節點控制器、氣象站節點控制器以及灌溉田間控制單元節點控制器分別通過GPRS模塊與中心控制器連接；其中風光電互補模塊包括有風光電互補控制器，風光電互補控制器分別連接有光伏發電組件、風力發電組件和蓄電池組，蓄電池組通過線纜分別與提水控制單元節點控制器、氣象站節點控制器以及灌溉田間控制單元節點控制器連接。

前述的風光電互補提水灌溉控制裝置，所述提水控制單元節點控制器包括有提水控制單片機，提水控制單片機的電源接口與蓄電池組連接，提水控制單片機還分別連接有液位傳感器、提水流量傳感器、水泵控制器和GPRS模塊連接。

前述的風光電互補提水灌溉控制裝置，所述氣象站節點控制器包括有氣象監測單片機，氣象檢測單片機的電源接口與蓄電池組連接，氣象檢測單片機還分別連接有空氣溫濕度傳感器、風速傳感器、雨量傳感器和CPRS模塊連接。

前述的風光電互補提水灌溉控制裝置，所述灌溉田間控制單元節點控制器包括有灌溉控制單片機，灌溉控制單片機的電源接口與蓄電池組連接，灌溉控制單片機還分別與土壤溫濕度傳感器、灌溉流量傳感器、電磁閥驅動模塊以及GPRS模塊連接，電磁閥驅動模塊與多個自保持式電磁閥連接。

前述的風光電互補提水灌溉控制裝置，所述風光電互補模塊通過線纜與中心控制器連接。

本實用新型的有益效果：與現有技術相比，本實用新型設置有風光電互補模塊，該模塊可實現風力發電和太陽能發電，通過不同的發電模式為蓄電池組充電，保證了用電設備用電需求，比較適合在偏遠地區使用。本實用新型采用的中心控制器具有可視化的人機界面，界面友好。中心控制器和節點控制器均可采用風光電互補模塊供電，還具備低功耗模式，可在不通電的地區使用。中心控制器與節點控制器采用GPRS方式通信，突破了地域的限制。中心控制器采用自動/手動切換灌溉模式供管理者選擇，具有中央控制的特點，并具備設定數據庫、歷史記錄查詢和存儲功能。節點控制器可獨立運行，系統裁剪性良好。同現有技術相比，本實用新型具有節能、節水、自動化程度高等優點。

附圖說明

附圖1為本實用新型的結構示意圖；

附圖標記：1-風光電互補模塊，2-提水控制單元節點控制器，3-氣象站節點控制器，4-灌溉田間控制單元節點控制器，5-風光電互補控制器，6-光伏發電組件，7-風力發電組件，8-蓄電池組，9-提水控制單片機，10-電源接口，11-液位傳感器，12-提水流量傳感器，13-水泵控制器，14-GPRS模塊，15-氣象檢測單片機，16-空氣溫濕度傳感器，17-風速傳感器，18-雨量傳感器，19-灌溉控制單片機，20-土壤溫濕度傳感器，21-灌溉流量傳感器，22-電磁閥驅動模塊，23-自保持式電磁閥，24-中心控制器。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明，但并不作為對本實用新型限制的依據。

本實用新型的實施例：一種風光電互補提水灌溉控制裝置，如附圖1所示，包括有風光電互補模塊1，風光電互補模塊1通過線纜分別與提水控制單元節點控制器2、氣象站節點控制器3以及灌溉田間控制單元節點控制器4連接，提水控制單元節點控制器2、氣象站節點控制器3以及灌溉田間控制單元節點控制器4分別通過GPRS模塊14與中心控制器24連接；其中風光電互補模塊1包括有風光電互補控制器5，風光電互補控制器5分別連接有光伏發電組件6、風力發電組件7和蓄電池組8，蓄電池組8通過線纜分別與提水控制單元節點控制器2、氣象站節點控制器3以及灌溉田間控制單元節點控制器4連接。

本實用新型使用時，風光電互補模塊1為提水控制單元節點控制器2、氣象站節點控制器3以及灌溉田間控制單元節點控制器4的用電設備提供電力供應。而風光電互補模塊1所提供的電力并不是來自于普通的輸電線路，而是通過光伏發電組件6和風力發電組件7進行發電，設置有2個發電組件可以適應多種野外環境，保證充足的電力供應。該部分主要由太陽能板、發電機、蓄電池地埋箱、控制器等幾部分組成，可選配蓄電池。

所述提水控制單元節點控制器2包括有提水控制單片機9，提水控制單片機9的電源接口10與蓄電池組8連接，提水控制單片機9還分別連接有液位傳感器11、提水流量傳感器12、水泵控制器13和GPRS模塊14連接。提水控制單元節點控制器2用于對提水泵站控制及水池水位監測。該部分僅僅為提水系統中的控制及檢測部分，而整個提水系統還包括有光伏水泵、提水逆變器、調節水池和提水管網。整個提水系統通過液位傳感器11、提水流量傳感器12以及水泵控制器13控制光伏水泵和提水逆變器工作。

所述氣象站節點控制器3包括有氣象監測單片機15，氣象檢測單片機15的電源接口10與蓄電池組8連接，氣象檢測單片機15還分別連接有空氣溫濕度傳感器16、風速傳感器17、雨量傳感器18和CPRS模塊14連接。通過各個傳感器對氣象條件進行收集，反饋至氣象檢測單片機15處，并通過CPRS模塊15將檢測信息傳輸至中心控制器，中心控制器24對信號進行處理、分析后，控制提水系統和灌溉系統動作。

所述灌溉田間控制單元節點控制器4包括有灌溉控制單片機19，灌溉控制單片機19的電源接口10與蓄電池組8連接，灌溉控制單片機19還分別與土壤溫濕度傳感器20、灌溉流量傳感器21、電磁閥驅動模塊22以及GPRS模塊14連接，電磁閥驅動模塊22與多個自保持式電磁閥23連接。通過各個傳感器對田間環境信息進行收集，灌溉控制單片機19通過GPRS模塊19再將收集到的信息反饋至中心控制器，并根據中心控制器反饋回來的信息，控制電磁閥驅動模塊22動作，電磁閥驅動模塊22分別控制各個自保持式電磁閥23動作，實現灌溉工作。

所述風光電互補模塊1通過線纜與中心控制器24連接，對中心控制器24進行供電工作。

整個系統中，中心控制器24可根據實際現場條件選用辦公電腦、工控機、服務器或者平板電腦、手機等便攜式智能移動終端。節點控制器可以選擇PLC或者其它采集控制器。GPRS模塊14采用貴州東峰自動化科技有限公司的GRM202G-8I4Q，其它設備優選市場上穩定、低功耗的產品。而節點控制器硬件可采用工業級C8051F310單片機。

本系統的工作過程如下：打開電源后，設置當前作物的溫濕度限值，選擇手動/自動控制模式。在手動模式下，中心控制器24通過GPRS模塊14控制各個節點控制器，開/關閥、獲取溫濕度；在自動模式下，中心控制器24可選擇定時灌溉和自適應灌溉，當為定時灌溉時，管理者設定灌溉時間后，系統會自動將設定時間與當前時間做比較。若時間相等，通過GPRS模塊14控制各個節點控制器；當設定自適應灌溉時，中心控制器24循環檢測各節點控制器的土壤溫濕度傳感器20的溫濕度值，當土壤溫濕度超過限制時，通過GPRS模塊14控制節點控制器，使其執行元件開始動作。無論手動還是自動模式，系統都會自動將各節點的溫濕度數據和灌溉時間及當前狀態存入SQL數據庫中。在觸摸屏界面上可以進行溫濕度限值的修改、自動/手動模式切換、灌溉對象選擇、設定灌溉計劃和查看歷史記錄。

中心控制器24具有可視化的人機界面，界面友好。中心控制器和節點控制器均可采用風光電互補模塊供電，還具備低功耗模式，可在不通電的地區使用。中心控制器與節點控制器采用GPRS方式通信，突破了地域的限制。中心控制器采用自動/手動切換灌溉模式供管理者選擇，具有中央控制的特點，并具備設定數據庫、歷史記錄查詢和存儲功能。節點控制器可獨立運行，系統裁剪性良好。同現有技術相比，本實用新型具有節能、節水、自動化程度高等優點。