本發(fā)明涉及農(nóng)田智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
農(nóng)田灌溉的智能化是現(xiàn)代社會發(fā)展的必然趨勢。但是現(xiàn)有的灌溉系統(tǒng),往往只能根據(jù)預(yù)先存儲的澆灌策略實施預(yù)置的操作,在灌溉過程中僅能對澆灌設(shè)備的開關(guān)及時進(jìn)行控制,即:只能控制澆灌時間和澆灌順序。而隨著天氣的變化,澆灌時間和澆灌量需要根據(jù)農(nóng)作物的需要及時調(diào)整,如此一來,十分浪費管理人員的工作時間,需要不斷的根據(jù)降水量的多少來調(diào)控澆灌系統(tǒng)的各個參數(shù)。
鑒于上述的缺陷,有必要提供一種新的農(nóng)田智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的主要目的是提供一種農(nóng)田智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)和方法,旨在提供一種能夠根據(jù)天氣降水情況以及農(nóng)作物的水量需求及時調(diào)整灌溉方案的智能灌溉系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提出的農(nóng)田智能節(jié)水灌溉系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括管理控制模塊、澆灌處理模塊、天氣監(jiān)測模塊以及信息采集模塊;其中,
所述管理控制模塊用于接收天氣監(jiān)測模塊發(fā)送過來的信號,監(jiān)測該天氣信息與土壤信息是否符合預(yù)設(shè)條件;所述管理控制模塊還用于當(dāng)天氣信息與土壤信息符合管理控制模塊中預(yù)存的預(yù)設(shè)條件時,發(fā)送相應(yīng)的指令至澆灌處理模塊;
其中,所述預(yù)設(shè)條件包括在預(yù)設(shè)時間內(nèi)是否出現(xiàn)降雨以及降水量是否將達(dá)到預(yù)設(shè)值以及所述土壤含水量是否低于該作物對應(yīng)的含水量下限值;
所述澆灌處理模塊用于接收所述管理控制模塊發(fā)送的指令并根據(jù)該指令執(zhí)行相應(yīng)的操作;
所述天氣監(jiān)測模塊用于實時監(jiān)測氣象臺發(fā)布的天氣信息,并將該天氣信息發(fā)送至管理控制模塊;
所述信息采集模塊間隔預(yù)設(shè)時間采集土壤信息,所述土壤信息包括不同作物對應(yīng)的土壤含水量,并將該土壤信息發(fā)送至管理控制模塊。
優(yōu)選地,所述管理控制模塊發(fā)送相應(yīng)的指令至澆灌處理模塊,所述指令包括:
當(dāng)所述土壤含水量低于該作物對應(yīng)的含水量下限值,且在預(yù)設(shè)時間內(nèi)的天氣信息顯示不會有降雨,則發(fā)送對該作物進(jìn)行澆灌,且澆灌直至土壤含水量達(dá)到該作物的土壤含水量的上限值的指令;
當(dāng)所述土壤含水量低于該作物對應(yīng)的含水量下限值,且在預(yù)設(shè)時間內(nèi)的天氣信息顯示會有降雨,且降水量不會達(dá)到預(yù)設(shè)值時,則發(fā)送對該作物進(jìn)行澆灌,且控制澆灌的水量低于該作物的土壤含水量的上限值的指令;
當(dāng)所述土壤含水量低于該作物對應(yīng)的含水量下限值,且在預(yù)設(shè)時間內(nèi)的天氣信息顯示會有降雨,且降水量將達(dá)到預(yù)設(shè)值時,則將不對該作物進(jìn)行澆灌。
優(yōu)選地,所述系統(tǒng)還包括通信模塊,所述通信模塊用于接收管理人員的控制指令,并將所述控制指令發(fā)送至澆灌處理模塊。
優(yōu)選地,,所述天氣信息還包括光照強(qiáng)度。
此外,為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明還提出一種農(nóng)田智能節(jié)水灌溉方法,所述方法包括以下步驟:
所述天氣監(jiān)測模塊實時監(jiān)測氣象臺發(fā)布的天氣信息,并將該天氣信息發(fā)送至管理控制模塊,所述天氣信息包括降雨是否出現(xiàn)以及降水量的多少;
所述信息采集模塊間隔預(yù)設(shè)時間采集土壤信息,所述土壤信息包括不同作物對應(yīng)的土壤含水量,并將該土壤信息發(fā)送至管理控制模塊;
所述管理控制模塊接收所述天氣監(jiān)測模塊發(fā)送的天氣信息以及土壤信息,監(jiān)測該天氣信息與土壤信息是否符合預(yù)設(shè)條件,當(dāng)天氣信息與土壤信息符合管理控制模塊中預(yù)存的預(yù)設(shè)條件時,所述管理控制模塊發(fā)送相應(yīng)的指令至澆灌處理模塊;
其中,所述預(yù)設(shè)條件包括在預(yù)設(shè)時間內(nèi)出現(xiàn)降雨以及降水量是否將達(dá)到預(yù)設(shè)值以及所述土壤含水量是否低于該作物對應(yīng)的含水量下限值;
所述澆灌處理模塊接收所述管理控制模塊發(fā)送的指令并根據(jù)該指令執(zhí)行相應(yīng)的操作。
優(yōu)選地,所述管理控制模塊發(fā)送相應(yīng)的指令至澆灌處理模塊,所述指令包括:
當(dāng)所述土壤含水量低于該作物對應(yīng)的含水量下限值,且在預(yù)設(shè)時間內(nèi)的天氣信息顯示不會有降雨,則發(fā)送對該作物進(jìn)行澆灌,且澆灌直至土壤含水量達(dá)到該作物的土壤含水量的上限值的指令;
當(dāng)所述土壤含水量低于該作物對應(yīng)的含水量下限值,且在預(yù)設(shè)時間內(nèi)的天氣信息顯示會有降雨,且降水量不會達(dá)到預(yù)設(shè)值時,則發(fā)送對該作物進(jìn)行澆灌,且控制澆灌的水量低于該作物的土壤含水量的上限值的指令;
當(dāng)所述土壤含水量低于該作物對應(yīng)的含水量下限值,且在預(yù)設(shè)時間內(nèi)的天氣信息顯示會有降雨,且降水量將達(dá)到預(yù)設(shè)值時,則將不對該作物進(jìn)行澆灌。
優(yōu)選地,所述方法還包括:所述通信模塊接收管理人員的控制指令,并將所述控制指令發(fā)送至所述澆灌處理模塊。
本發(fā)明技術(shù)方案中,通過天氣監(jiān)測模塊監(jiān)測天氣信息,并將該天氣信息發(fā)送至管理控制模塊,管理控制模塊再可根據(jù)對應(yīng)的天氣信息,以及當(dāng)前的不同農(nóng)作物土壤信息來控制灌溉處理模塊的運作,體征灌溉計劃。實現(xiàn)了對灌溉的智能化監(jiān)控和智能化操作,可在無人值守的情況下,使灌溉系統(tǒng)自動根據(jù)天氣情況以及土壤情況來調(diào)整灌溉,在降水豐富的情況下提前告知管理控制模塊,從而無需反復(fù)對農(nóng)作物進(jìn)行灌溉,節(jié)約了灌溉系統(tǒng)中的水資源。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例的農(nóng)田智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)的示意圖;
圖2為農(nóng)田智能節(jié)水灌溉方法的流程圖。
本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例,參照附圖做進(jìn)一步說明。
具體實施例
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
需要說明,本發(fā)明實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關(guān)系、運動情況等,如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時,則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。
另外,在本發(fā)明中如涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中,“多個”的含義是至少兩個,例如兩個,三個等,除非另有明確具體的限定。
在本發(fā)明中,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“連接”、“固定”等應(yīng)做廣義理解,例如,“固定”可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系,除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
另外,本發(fā)明各個實施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合,但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ),當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在,也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明提出一種農(nóng)田智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)和方法,旨在提供一種能夠根據(jù)天氣降水情況以及農(nóng)作物的水量需求及時調(diào)整灌溉方案的智能灌溉系統(tǒng)。
請參照圖1至圖2,本發(fā)明的一種實施例中,所述系統(tǒng)包括管理控制模塊、澆灌處理模塊、天氣監(jiān)測模塊以及信息采集模塊;其中,
所述管理控制模塊用于接收天氣監(jiān)測模塊發(fā)送過來的信號,監(jiān)測該天氣信息與土壤信息是否符合預(yù)設(shè)條件;所述管理控制模塊還用于當(dāng)天氣信息與土壤信息符合管理控制模塊中預(yù)存的預(yù)設(shè)條件時,發(fā)送相應(yīng)的指令至澆灌處理模塊;
其中,所述預(yù)設(shè)條件包括在預(yù)設(shè)時間內(nèi)是否出現(xiàn)降雨以及降水量是否將達(dá)到預(yù)設(shè)值以及所述土壤含水量是否低于該作物對應(yīng)的含水量下限值;
所述澆灌處理模塊用于接收所述管理控制模塊發(fā)送的指令并根據(jù)該指令執(zhí)行相應(yīng)的操作;
所述天氣監(jiān)測模塊用于實時監(jiān)測氣象臺發(fā)布的天氣信息,并將該天氣信息發(fā)送至管理控制模塊;
所述信息采集模塊間隔預(yù)設(shè)時間采集土壤信息,所述土壤信息包括不同作物對應(yīng)的土壤含水量,并將該土壤信息發(fā)送至管理控制模塊。
本實施例通過天氣監(jiān)測模塊監(jiān)測天氣信息,并將該天氣信息發(fā)送至管理控制模塊,管理控制模塊再可根據(jù)對應(yīng)的天氣信息,以及當(dāng)前的不同農(nóng)作物土壤信息來控制灌溉處理模塊的運作,調(diào)整灌溉計劃。實現(xiàn)了對灌溉的智能化監(jiān)控和智能化操作,可在無人值守的情況下,使灌溉系統(tǒng)自動根據(jù)天氣情況以及土壤情況來調(diào)整灌溉,在降水豐富的情況下提前告知管理控制模塊,從而無需反復(fù)對農(nóng)作物進(jìn)行灌溉,節(jié)約了灌溉系統(tǒng)中的水資源。
本發(fā)明的天氣監(jiān)測模塊可通過網(wǎng)絡(luò)通信獲取氣象臺發(fā)布的實時的天氣信息,所述天氣信息包括降雨是否出現(xiàn)以及降水量的多少,還包括光照的強(qiáng)度等等;該天氣信息可以是當(dāng)天的天氣信息,也可以是未來一天或者三天內(nèi)的信息。
天氣監(jiān)測模塊將監(jiān)測到的天氣信息發(fā)送至管理控制模塊中,管理控制模塊內(nèi)預(yù)先存儲有澆灌的方案,例如,在未來的一天內(nèi)有澆灌計劃,此時如果天氣監(jiān)測模塊發(fā)送過來的檢測信息內(nèi)表明,未來的一天將有降雨,且降水量能達(dá)到管理控制模塊內(nèi)預(yù)存的預(yù)設(shè)值,則此時,管理控制模塊可控制關(guān)閉未來一天的澆灌計劃中的澆灌。
其中,所述管理控制模塊可以是手機(jī)、電腦或平板電腦等便攜式終端設(shè)備。以此,使得管理人員可以隨時監(jiān)控灌溉系統(tǒng)的運行狀態(tài),實時監(jiān)控農(nóng)作物的生長情況。
進(jìn)一步地,所述采集信息模塊間隔預(yù)設(shè)時間采集土壤信息,所述土壤信息還包括:土壤養(yǎng)分信息、環(huán)境溫度信息、環(huán)境濕度信息以及陽光照度信息。該土壤信息的采集通過采集信息模塊中的土壤濕度傳感器、土壤養(yǎng)分傳感器、環(huán)境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器以及陽光照度傳感器。
同時,需要說明的是,所述土壤信息對應(yīng)的是不同作物的土壤信息,由于不同的作物其對水分的需求、溫度的需求以及光照的需求均不相同,因此,本發(fā)明實施例可根據(jù)不同作物的土壤信息來控制灌溉。
進(jìn)一步地,所述管理控制模塊發(fā)送相應(yīng)的指令至灌溉處理模塊中,其中所述的指令包括當(dāng)所述土壤含水量低于該作物對應(yīng)的含水量下限值,且在預(yù)設(shè)時間內(nèi)的天氣信息顯示不會有降雨,則發(fā)送對該作物進(jìn)行澆灌,且澆灌直至土壤含水量達(dá)到該作物的土壤含水量的上限值的指令;
當(dāng)所述土壤含水量低于該作物對應(yīng)的含水量下限值,且在預(yù)設(shè)時間內(nèi)的天氣信息顯示會有降雨,且降水量不會達(dá)到預(yù)設(shè)值時,則發(fā)送對該作物進(jìn)行澆灌,且控制澆灌的水量低于該作物的土壤含水量的上限值的指令;
當(dāng)所述土壤含水量低于該作物對應(yīng)的含水量下限值,且在預(yù)設(shè)時間內(nèi)的天氣信息顯示會有降雨,且降水量將達(dá)到預(yù)設(shè)值時,則將不對該作物進(jìn)行澆灌。
所述系統(tǒng)還包括通信模塊,所述通信模塊用于接收管理人員的控制指令,并將所述控制指令發(fā)送至澆灌處理模塊。所述通信模塊為網(wǎng)絡(luò)通信模塊或者是gprs通信模塊。
進(jìn)一步地,本發(fā)明實施例中還包括報警模塊,所述報警模塊用于在信息采集模塊采集到土壤含水量低于預(yù)設(shè)值時發(fā)出警報信息。
所述土壤含水量低于預(yù)設(shè)值出現(xiàn)的情況包括:當(dāng)天氣監(jiān)測模塊監(jiān)測到未來一天將有降雨,且降水量能達(dá)到管理控制模塊設(shè)定的預(yù)設(shè)值,那么此時,管理控制模塊將預(yù)定計劃內(nèi)的對作物進(jìn)行灌溉的計劃取消,但是在該時間內(nèi),并未按照天氣監(jiān)測模塊監(jiān)測的將出現(xiàn)降雨的情況發(fā)生,此時,由于沒有降雨,且又取消了灌溉,將導(dǎo)致作物的含水量低于預(yù)設(shè)值,則將該信號發(fā)送至報警模塊,報警模塊據(jù)此發(fā)出警報,以提示管理人員修改灌溉計劃,及時對作物進(jìn)行灌溉。
此外,本發(fā)明還提出一種農(nóng)田智能節(jié)水灌溉方法,所述方法包括以下步驟:
步驟s10,所述天氣監(jiān)測模塊實時監(jiān)測氣象臺發(fā)布的天氣信息,并將該天氣信息發(fā)送至管理控制模塊,所述天氣信息包括降雨是否出現(xiàn)以及降水量的多少;
步驟s20,所述信息采集模塊間隔預(yù)設(shè)時間采集土壤信息,所述土壤信息包括不同作物對應(yīng)的土壤含水量,并將該土壤信息發(fā)送至管理控制模塊;
步驟s30,所述管理控制模塊接收所述天氣監(jiān)測模塊發(fā)送的天氣信息以及土壤信息,監(jiān)測該天氣信息與土壤信息是否符合預(yù)設(shè)條件,當(dāng)天氣信息與土壤信息符合管理控制模塊中預(yù)存的預(yù)設(shè)條件時,所述管理控制模塊發(fā)送相應(yīng)的指令至澆灌處理模塊;
其中,所述預(yù)設(shè)條件包括在預(yù)設(shè)時間內(nèi)出現(xiàn)降雨以及降水量是否將達(dá)到預(yù)設(shè)值以及所述土壤含水量是否低于該作物對應(yīng)的含水量下限值;
步驟s40,所述澆灌處理模塊接收所述管理控制模塊發(fā)送的指令并根據(jù)該指令執(zhí)行相應(yīng)的操作。
進(jìn)一步地,所述管理控制模塊發(fā)送相應(yīng)的指令至核心處理模塊,所述指令包括:
當(dāng)所述土壤含水量低于該作物對應(yīng)的含水量下限值,且在預(yù)設(shè)時間內(nèi)的天氣信息顯示不會有降雨,則發(fā)送對該作物進(jìn)行澆灌,且澆灌直至土壤含水量達(dá)到該作物的土壤含水量的上限值的指令;
當(dāng)所述土壤含水量低于該作物對應(yīng)的含水量下限值,且在預(yù)設(shè)時間內(nèi)的天氣信息顯示會有降雨,且降水量不會達(dá)到預(yù)設(shè)值時,則發(fā)送對該作物進(jìn)行澆灌,且控制澆灌的水量低于該作物的土壤含水量的上限值的指令;
當(dāng)所述土壤含水量低于該作物對應(yīng)的含水量下限值,且在預(yù)設(shè)時間內(nèi)的天氣信息顯示會有降雨,且降水量將達(dá)到預(yù)設(shè)值時,則將不對該作物進(jìn)行澆灌。
進(jìn)一步地,所述方法還包括:所述通信模塊接收管理人員的控制指令,并將所述控制指令發(fā)送至所述澆灌處理模塊。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下,利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換,或直接/間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。