本發(fā)明涉及智慧農(nóng)業(yè)，特別是涉及一種應用于灌溉系統(tǒng)的智慧保護系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的灌溉保護是：人工間隔一段時間，實時對管道進行檢查，檢測管道是否漏水，金屬器件是否發(fā)生銹蝕。開始灌溉時，需要人工依次將閥門與水泵進行打開，確保水閥打開后，將水泵開啟，開始灌溉，在達到灌溉量時，確保水閥關(guān)閉后，將水泵關(guān)閉，停止灌溉。若發(fā)生管道銹蝕與破損則會發(fā)生漏水，此時會發(fā)生無法將水有效地灌溉到農(nóng)田中。此外，在遠程控制方面，若由于電路故障導致水閥沒有打開，使得水管中水壓過大，不僅會使得水管破裂，還可能會使得水管的使用壽命縮短。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種應用于灌溉系統(tǒng)的智慧保護系統(tǒng)及方法，能夠提高灌溉系統(tǒng)的自動化程度，并降低灌溉成本。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種應用于灌溉系統(tǒng)的智慧保護系統(tǒng)，包括：

4、終端，用于采集灌溉裝置的運行數(shù)據(jù)；

5、邊緣端，與所述終端連接，用于傳輸所述運行數(shù)據(jù)；

6、云端，與所述邊緣端連接，用于根據(jù)所述運行數(shù)據(jù)進行管道判斷，生成自動決策，并經(jīng)人工核對后確定最終灌溉調(diào)整決策；其中，所述管道判斷包括：是否發(fā)生泄漏以及銹蝕、各個灌溉末端的灌溉壓力是否滿足差距閾值、管道中的壓力是否滿足壓力閾值、管道的壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)是否存在異常，以及各個灌溉設(shè)施是否存在故障。

7、可選地，所述終端，具體包括：灌溉裝置和數(shù)據(jù)采集裝置；其中，所述灌溉裝置包括水管、水閥、水泵和水錘吸納器；所述數(shù)據(jù)采集裝置包括兩個流量傳感器、多個壓力傳感器和兩個功率計；

8、兩所述流量傳感器分別設(shè)置于水管起端和水管末端；各所述壓力傳感器分設(shè)于管道內(nèi)部；兩所述功率計分別設(shè)置于水閥和水源處的水泵；所述水錘吸納器設(shè)置于水管管道上；各數(shù)據(jù)采集裝置均與所述邊緣端連接。

9、可選地，所述終端，還包括：兩個繼電器；兩所述繼電器的一端分別與水閥和水源處的水泵連接，另一端均與所述邊緣端連接。

10、可選地，所述邊緣端，具體包括：主控板以及與所述主控板分別連接的通信裝置和供電系統(tǒng)裝置；其中，所述通信裝置包括4g通信模塊和lora通信模塊；

11、所述主控板與所述供電系統(tǒng)裝置連接；所述主控板還分別與所述4g通信模塊和lora通信模塊連接；所述lora通信模塊分別與各數(shù)據(jù)采集裝置連接；所述4g通信模塊與所述云端連接。

12、可選地，所述供電系統(tǒng)裝置，具體包括：太陽能板和蓄電池；所述太陽能板和所述蓄電池連接，且所述太陽能板和所述蓄電池還均與所述主控板連接。

13、可選地，所述云端，具體包括：

14、數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收所述運行數(shù)據(jù)；

15、管道判斷模塊，用于：

16、將水管末端與水管起端的流量數(shù)據(jù)進行比較，當水管末端的流量小于水管起端的流量時，判定為發(fā)生泄露以及銹蝕；

17、對壓力數(shù)據(jù)進行兩兩求差，當任一差值大于差距閾值時，調(diào)整閥門開合；

18、將各壓力數(shù)據(jù)與壓力閾值進行對比，當任一壓力數(shù)據(jù)大于壓力閾值時，產(chǎn)生檢修信號，并將所述檢修信號傳輸至工作人員終端；

19、根據(jù)設(shè)定時段內(nèi)接收的壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)確定對應的變化趨勢，并與上一時段內(nèi)的歷史變化趨勢進行對比，將偏離歷史變化趨勢的時段內(nèi)的數(shù)值判定為異常數(shù)值；

20、將各數(shù)據(jù)采集裝置的功率數(shù)據(jù)與預設(shè)閾值進行對比，當任一功率數(shù)據(jù)超出預設(shè)閾值時，判定對應的灌溉設(shè)置存在故障；

21、決策生成模塊，用于根據(jù)管道判斷模塊的判定結(jié)果生成自動決策，并經(jīng)人工核對后確定最終灌溉調(diào)整決策。

22、可選地，所述云端，還包括：延時模塊，用于設(shè)置閥門延時時間，在關(guān)閉水泵后，根據(jù)所述延時時間關(guān)閉水閥。

23、本發(fā)明還提供了一種應用于灌溉系統(tǒng)的智慧保護方法，包括：

24、采集灌溉裝置的運行數(shù)據(jù)；

25、傳輸所述運行數(shù)據(jù)；

26、根據(jù)所述運行數(shù)據(jù)進行管道判斷，生成自動決策，并經(jīng)人工核對后確定最終灌溉調(diào)整決策；其中，所述管道判斷包括：是否發(fā)生泄漏以及銹蝕、各個灌溉末端的灌溉壓力是否滿足差距閾值、管道中的壓力是否滿足壓力閾值、管道的壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)是否存在異常，以及各個灌溉設(shè)施是否存在故障。

27、根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

28、本發(fā)明公開了一種應用于灌溉系統(tǒng)的智慧保護系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括終端、邊緣端和云端；終端用于采集灌溉裝置的運行數(shù)據(jù)；邊緣端與所述終端連接，用于傳輸所述運行數(shù)據(jù)；云端與所述邊緣端連接，用于根據(jù)所述運行數(shù)據(jù)進行管道判斷，生成自動決策，并經(jīng)人工核對后確定最終灌溉調(diào)整決策；其中，所述管道判斷包括：是否發(fā)生泄漏以及銹蝕、各個灌溉末端的灌溉壓力是否滿足差距閾值、管道中的壓力是否滿足壓力閾值、管道的壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)是否存在異常，以及各個灌溉設(shè)施是否存在故障。本發(fā)明能夠提高灌溉系統(tǒng)的自動化程度，并降低灌溉成本。

技術(shù)特征：

1.一種應用于灌溉系統(tǒng)的智慧保護系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用于灌溉系統(tǒng)的智慧保護系統(tǒng)，其特征在于，所述終端，具體包括：灌溉裝置和數(shù)據(jù)采集裝置；其中，所述灌溉裝置包括水管、水閥、水泵和水錘吸納器；所述數(shù)據(jù)采集裝置包括兩個流量傳感器、多個壓力傳感器和兩個功率計；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應用于灌溉系統(tǒng)的智慧保護系統(tǒng)，其特征在于，所述終端，還包括：兩個繼電器；兩所述繼電器的一端分別與水閥和水源處的水泵連接，另一端均與所述邊緣端連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應用于灌溉系統(tǒng)的智慧保護系統(tǒng)，其特征在于，所述邊緣端，具體包括：主控板以及與所述主控板分別連接的通信裝置和供電系統(tǒng)裝置；其中，所述通信裝置包括4g通信模塊和lora通信模塊；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應用于灌溉系統(tǒng)的智慧保護系統(tǒng)，其特征在于，所述供電系統(tǒng)裝置，具體包括：太陽能板和蓄電池；所述太陽能板和所述蓄電池連接，且所述太陽能板和所述蓄電池還均與所述主控板連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用于灌溉系統(tǒng)的智慧保護系統(tǒng)，其特征在于，所述云端，具體包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應用于灌溉系統(tǒng)的智慧保護系統(tǒng)，其特征在于，所述云端，還包括：延時模塊，用于設(shè)置閥門延時時間，在關(guān)閉水泵后，根據(jù)所述延時時間關(guān)閉水閥。

8.一種應用于灌溉系統(tǒng)的智慧保護方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種應用于灌溉系統(tǒng)的智慧保護系統(tǒng)及方法，涉及智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括：終端、邊緣端和云端；終端用于采集灌溉裝置的運行數(shù)據(jù)；邊緣端與所述終端連接，用于傳輸所述運行數(shù)據(jù)；云端與所述邊緣端連接，用于根據(jù)所述運行數(shù)據(jù)進行管道判斷，生成自動決策，并經(jīng)人工核對后確定最終灌溉調(diào)整決策；其中，所述管道判斷包括：是否發(fā)生泄漏以及銹蝕、各個灌溉末端的灌溉壓力是否滿足差距閾值、管道中的壓力是否滿足壓力閾值、管道的壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)是否存在異常，以及各個灌溉設(shè)施是否存在故障。本發(fā)明能夠提高灌溉系統(tǒng)的自動化程度，并降低灌溉成本。

技術(shù)研發(fā)人員：蘇寶峰,王一暉,張云皓,王瑜博,徐法虎,孫世坤
受保護的技術(shù)使用者：西北農(nóng)林科技大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24