CN203872713U - 农田智能灌溉管理*** - Google Patents

农田智能灌溉管理*** Download PDF

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张式雷
***
高金龙
毕金磊
崔宝君
王中瑞
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Abstract

本实用新型公开了一种农田智能灌溉管理***，***由中央控制电脑、自动气象站、卫星分控站、解码器、电磁阀、灌溉带灌水器、水泵、遥控器、流量传感器及CDMA远程模块组成；自动气象站和卫星分控制站都与中央控制电脑连接，卫星分控制站还与水泵、遥控器和多个灌溉器相连，每个灌溉器包括解码器、电磁阀、灌溉带灌水器和流量传感器组成；自动气象站将采集到的蒸发量ET、降雨量数据自动传输给中央控制电脑，然后通过有线/无线方式将指令发送田间的卫星分控站；卫星分控制站通过解码器指挥电磁阀、水泵开启灌溉作业，完成灌水任务。该***能有效提高灌水的精度和水的利用率、防止田间水土流失，保持土壤肥力，给农民收入、生态环境带来显著效益。

Description

农田智能灌溉管理***
技术领域
本实用新型涉及一种农田智能灌溉管理***。
背景技术
目前市场上常用的灌溉控制方式主要有：手动、半自动、网络平台自动灌溉方式。其中自动灌溉是采用时间控制器与网络相结合的一种灌溉***，灌水时间、灌水延续时间、灌水周期均由人工在时间控制器上设定。气象信息、土壤湿度、农作物类型只用于指导灌溉或简单地参与控制。如在达到一定湿度时启动灌溉任务，或者下雨时关闭灌溉任务等。
为建设好现代农业示范，建立根据土壤墒情和农作物科学种植的智能化全自动灌溉***是十分必要的。
发明内容
为了克服现有灌溉管理***的不足，本实用新型提供一种能根据蒸发蒸腾量ET自动设计灌溉计划，土壤允许水分消耗量管理，流量优化控制，管道故障报警的农田智能灌溉管理***。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种农田智能灌溉管理***，其特征在于，***由中央控制电脑、自动气象站、卫星分控站、解码器、电磁阀、灌溉带灌水器、水泵、遥控器、流量传感器及CDMA远程模块组成；自动气象站和卫星分控制站都与中央控制电脑连接，卫星分控制站还与水泵、遥控器和多个灌溉器相连，每个灌溉器包括解码器、电磁阀、灌溉带灌水器和流量传感器组成；自动气象站将采集到的蒸发量ET、降雨量数据自动传输给中央控制电脑，中央控制电脑根据预先输入的作物需水数值，自动计算形成灌溉计划，然后通过有线/无线方式将指令发送田间的卫星分控站；卫星分控制站通过解码器指挥电磁阀、水泵开启灌溉作业，完成灌水任务。
每个地块的卫星分控站和自动气象站通过安装CDMA通讯模块，将灌溉形成的水量报告及气象站资料传给园区的电脑，园区中心可以不用到达现场就可以对各个地块的灌溉用水及气象等情况进行了解和监测。
所述的自动气象站由风速传感器、降雨量传感器、蒸发量传感器、湿度传感器组成。
本农田智能灌溉管理***将采集的气象数据、传感器数据直接纳入灌溉***，制定灌溉计划。根据ET值设计的灌溉计划包括灌水器特性，土壤类型，植物种类，根系深度及坡度等因素。
***设计一种循环入渗功能，对土壤的允许水份消耗量范围进行管理，在排水不良站点，斜坡，及土壤密度大的地区优化灌水应用。即使在高峰用水阶段也可自动将水量调整至土壤入渗率水平。
***根据卫星站流量传感器提供场地的流量计划，并将每个灌溉站点的流量控制设置在最佳状态。管理其灌溉***动态流量，确保所有操作按照水泵***和管道容量的液压限制参数运行和阀站的累积流量需求—流量优化功能。
***实时监测水力和流量状态，能监控因管道***断裂或阀门故障而导致流量过低或过高的状况。如因管道断裂出现溢水事故能主动关闭相应的阀门及主管道，并发送警报讯息，同时将故障区域主动隔离。在低流量或无流量时，能标明故障区域正在运行的阀门位置，根据预案进行后续的处置工作。
本实用新型能有效提高灌水的精度和水的利用率、防止田间水土流失，保持土壤肥力，给农民收入、生态环境带来显著效益。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
以下结合附图所示作进一步详述。
如图1所示，一种农田智能灌溉管理***，其特征在于，***由中央控制电脑、自动气象站、卫星分控站、解码器、电磁阀、灌溉带灌水器、水泵、遥控器、流量传感器及CDMA远程模块组成；自动气象站和卫星分控制站都与中央控制电脑连接，卫星分控制站还与水泵、遥控器和多个灌溉器相连，每个灌溉器包括解码器、电磁阀、灌溉带灌水器和流量传感器组成；自动气象站将采集到的蒸发量ET、降雨量数据自动传输给中央控制电脑，中央控制电脑根据预先输入的作物需水数值，自动计算形成灌溉计划，然后通过有线/无线方式将指令发送田间的卫星分控站；卫星分控制站通过解码器指挥电磁阀、水泵开启灌溉作业，完成灌水任务。
每个地块均采用一套上述***，***还设有一个总的园区计算机，每个地块的卫星分控站和自动气象站通过安装CDMA通讯模块，将灌溉形成的水量报告及气象站资料传给园区的计算机，园区中心可以不用到达现场就可以对各个地块的灌溉用水及气象等情况进行了解和监测。
所述的自动气象站由风速传感器、降雨量传感器、蒸发量传感器、湿度传感器组成。
技术参数和功能：
1、气候参与决策特征与水利***监测；
***按气候特征和水力***监察现场情况，并根据监测到的信息去决定灌溉浇水的时间表，必要时对***进行关闭。能与气象站保持数据上的实时沟通，可支持无数个气象站（由用户自己任意添加）的数据交换，能够对场地卫星站就各个指定的气象站进行局部分组（编程）监测，根据监测结果对农田的灌溉用水要求做出应对。
2、根据ET（蒸发量）制定运行方案；
***能够控制气象监测器，根据预先设计的灌溉级别关闭不同种类植物的灌水***。能根据输入的蒸发量(ET)值制定灌溉运行方案。当ET功能启动，控制器按照由指定气象站收集的ET数据自动调整灌溉程序运行时间。根据ET值设计的灌溉计划包括灌水器特性，土壤类型，植物种类，根系深度及坡度等因素，对土壤的允许水份消耗量范围进行管理。
3、监测雨量调节灌溉；
***监测雨量计算传感器，记录降雨资料，根据降雨自动中断灌溉。不断监测天气数据来源，已计算的ET值应包括有效降雨量。根据景观灌溉的用水要求自动调节各站点的灌溉时间长短或灌溉日期。
4、流量优化控制；
***根据卫星站流量传感器提供场地的流量计划，并将每个灌溉站点的流量控制设置在最佳状态。管理其灌溉***动态流量，确保所有操作按照水泵***和管道容量的液压限制参数运行和阀站的累积流量需求—流量优化功能。
5、实时监控；
***提供实时监控，能有序地控制阀门的操作以获取最佳灌溉效果，同时确保不超过***的液压负荷。流量管理***协助多个站点操作以帮助缩短（浓缩）总***的运行时间及灌水窗口。
6、故障警报及处理；
***具备实地监测水力和流量状态，能监控因管道***断裂或阀门故障而导致流量过低或过高的状况。如因管道断裂出现溢水事故，***自动找出故障发生地点，能主动关闭相应的阀门及主管道，并发送警报讯息，指明故障发生地点同时采取行动将故障区域主动隔离。在低流量或无流量的情况下，***将发送警报指明当前故障及标明故障区域正在运行的阀门位置，根据预案进行后续的处置工作。
7、整合卫星站与传感器；
***有能力整合多个卫星和传感器组群，在连续的实时监察和管理下，允许在站点各位置均能管理该群组内的操作数据。
8、自动下载运行计划；
***在预设时间自动下载***日常运行计划，***活动以图形化或文字日志形式呈现。
9、灌溉日志；
***能够调度多个站点的灌溉日志。灌溉日志内包含以下内容：灌溉日数，控制阀的运行时间，根据土壤类型，植物种类，根系深度及坡度因素等计算出的土壤允许水分消耗量，与灌溉时间表链接，与传感器启动及循环入渗程序（重复运行时包含相隔等候）链接。
10、启始日期多样化；
***管理灌溉启动日期以符合园区内的灌水要求。启始日期可由用户自定模式以周的形式，或以单日/双日的形式，或以31天的形式，或以无需灌溉日数的形式。无需灌溉日包括指定的灌溉启始日以及在两次灌溉启动间跳过的无需灌溉日。活动日停灌模式可容许自行设定非灌水日（如除草日，特别活动等）。
11、管理灌溉天数，循环入渗；
***管理站点操作时间或操作之间的天数。就气象站或其它腾发量数据来源提供的每天变化腾发量 (ET)值，自动调节站点操作时间或操作之间的天数。中控***包括一种循环入渗功能，在排水不良站点，斜坡，及土壤密度大的地区优化灌水应用。即使在高峰用水阶段也可自动将水量调整至土壤入渗率水平或以下。
12、手动灵活；
中央控制器及场地卫星站控制器手动操作的灌溉***。
13、管理水泵；
中央计算机***有能力管理水泵，传感器，或其它配套***的运作。
14、设置最佳管路流量；
***可根据***内的管道尺寸及流量数据，并为灌溉设置最佳管路流量。
15、地图功能；
可以将竣工图输入电脑，将站点（电磁阀位置）直接在图上定位，从而实时观察所处位置阀门开关及运行情况。
16、报告日志记录；
***能够自动生成报告和日志，并可打印或输出。包括现场设备报告及每个场地卫星站的所有活动记录。每天由软件自动上传和下载各卫星站报告一次或多次。警报日志/报告还能够从现场设备报告中筛选出故障报告。警报日志/报告能统计所有警报事故，包括传感器的输入，同时也能够分类显示不同的灌溉功能，如灌溉时间，地面卫星，警报类型等。警报日志/报告包括各站点的灌水记录。
中控***包括总流量和详细的流量报告：流量报告能够按控制器、程序及站点进行分类获取。流量报告可每日获取，也能够在可选日期范围内显示。流量报告能以图形方式显示，可打印，并能以 Excel 格式输出。中控***包括每日蒸腾值报告或可选日期范围内蒸腾值(ET)报告。显示方式为图形和EXCEL表格。报告显示数据应包括总参考腾发量(ET)，雨量，或任何一台太阳能传感器、风力传感器、温度传感器、降雨量传感器的数据。
中控***包括场地卫星站报告显示现有的程序和配置，包括场地卫星硬件设置和灌溉设置。中控***包括作分析用途的过去通讯记录报告及任何尝试失败的现场通讯记录。中控***能保存所有5年或以上的报告及日志。

Claims (3)

1.一种农田智能灌溉管理***，其特征在于，***由中央控制电脑、自动气象站、卫星分控站、解码器、电磁阀、灌溉带灌水器、水泵、遥控器、流量传感器及CDMA远程模块组成；自动气象站和卫星分控制站都与中央控制电脑连接，卫星分控制站还与水泵、遥控器和多个灌溉器相连，每个灌溉器包括解码器、电磁阀、灌溉带灌水器和流量传感器组成；自动气象站将采集到的蒸发量ET、降雨量数据自动传输给中央控制电脑，中央控制电脑根据预先输入的作物需水数值，自动计算形成灌溉计划，然后通过有线/无线方式将指令发送田间的卫星分控站；卫星分控制站通过解码器指挥电磁阀、水泵开启灌溉作业，完成灌水任务。
2.根据权利要求1所述的农田智能灌溉管理***，其特征在于，每个地块的卫星分控站和自动气象站通过安装CDMA通讯模块，将灌溉形成的水量报告及气象站资料传给园区的电脑。
3.根据权利要求1所述的农田智能灌溉管理***，其特征在于，所述的自动气象站由风速传感器、降雨量传感器、蒸发量传感器、湿度传感器组成。
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