CN209882739U - 一种基于NB-loT无线网络的智能灌溉控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于NB‑loT无线网络的智能灌溉控制***，包括灌溉设备和后台服务器；灌溉设备，包括灌水装置、施肥装置、灌溉装置和灌溉控制装置；灌水装置，包括储水箱；储水箱通过管道与灌溉装置连接；施肥装置，包括肥料储存罐、混肥箱；肥料储存罐与混肥箱的进料口连接；混肥箱的进水口与管道连接，混肥箱的出水口与管道连接；灌溉装置，包括多个支管，支管与管道连接，支管上均匀设置有多个喷灌头；灌溉控制装置，包括控制器和第一NB‑loT无线通讯模块；控制器与设置于储水箱与管道连接处的第一控制阀、设置于肥料储存罐与混肥箱连接处的第二控制阀电性连接；控制器，还通过第一NB‑loT无线通讯模块与后台服务器通讯连接。

Description

一种基于NB-loT无线网络的智能灌溉控制***

技术领域

本实用新型涉及灌溉技术领域，特别涉及一种基于NB-loT无线网络的智能灌溉控制***。

背景技术

我国是一个农业大国，同时农业也是我国经济发展的基础，随着科技的进步，出现了一种水肥一体化灌溉***，将灌溉与施肥融为一体的农业新技术，将可溶性固体或液体肥料配兑成的肥液与灌溉水一起，通过管道向植物传输，实现对植物的灌溉。

但目前的水肥一体化灌溉***，需要人为现场进行操控，并不能实现对水肥一体化灌溉的远程控制，使用十分不便。

因此，急需提出一种基于NB-loT无线网络的智能灌溉控制***。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于NB-loT无线网络的智能灌溉控制***，用以实现对灌溉***的远程控制。

本实用新型实施例中提供了一种基于NB-loT无线网络的智能灌溉控制***，包括灌溉设备和后台服务器；其中，

所述灌溉设备，包括灌水装置、施肥装置、灌溉装置和灌溉控制装置；

所述灌水装置，包括储水箱；所述储水箱通过管道与所述灌溉装置连接；

所述管道上还设置有所述施肥装置；所述施肥装置，包括肥料储存罐、混肥箱；所述肥料储存罐与所述混肥箱的进料口连接；所述混肥箱的进水口与所述管道连接，所述混肥箱的出水口与所述管道连接；

所述灌溉装置，包括多个支管，所述支管与所述管道连接，所述支管上均匀设置有多个喷灌头；

所述灌溉控制装置，包括控制器和第一NB-loT无线通讯模块；所述控制器与设置于所述储水箱与管道连接处的第一控制阀、设置于所述肥料储存罐与所述混肥箱连接处的第二控制阀电性连接；所述控制器，还用于通过所述第一 NB-loT无线通讯模块与所述后台服务器通讯连接。

优选的，所述混肥箱的进水口与所述管道之间通过抽水泵连接；所述混肥箱的出水口与所述管道之间通过排水泵连接。

优选的，所述***，还包括环境监测设备；

所述环境监测设备，包括微型控制器、传感器组件、第二NB-loT无线通讯模块和摄像机；所述微型控制器与所述传感器组件、第二NB-loT无线通讯模块、摄像机电性连接；

所述传感器组件，设置于***需灌溉的植物的生长土壤中，用于获取植物生长的环境信息，并向所述微型控制器传输；所述摄像机，设置于与所述植物间隔一定距离处，用于获取所灌溉的植物的图像信息，并向所述微型控制器传输；所述微型控制器，用于将所述环境信息和所述图像信息通过所述第二 NB-loT无线通讯模块向所述后台服务器传输；

所述后台服务器，用于将所接收到的所述环境信息和所述图像信息向工作人员显示；还用于将工作人员根据所述环境信息和所述图像信息输入的灌溉控制指令向所述灌溉设备的灌溉控制装置传输。

优选的，所述传感器组件，包括土壤湿度传感器、土壤PH传感器和土壤盐分传感器；所述土壤湿度传感器，用于获取所述植物的生长土壤的湿度信息；所述土壤PH传感器，用于获取所述植物的生长土壤的PH值；所述土壤盐分传感器，用于获取所述植物的生长土壤的盐分信息；

所述环境信息，包括所述植物的生长土壤的湿度信息、PH值和盐分信息。

优选的，所述储水箱底部还设置有水量检测器件；

所述水量检测器件，包括微型处理器、重量传感器和声音播放器；所述微型处理器与所述重量传感器、声音播放器电性连接；

所述重量传感器，用于获取所述储水箱内水的重量信息，并向所述微型处理器传输；所述微型处理器，用于将所述重量信息与所述微型处理器内预设的水量阈值信息进行比对，当所述重量信息低于所述水量阈值信息时，控制所述声音播放器播放预设的提示语音。

优选的，所述灌溉控制装置，还包括蓄电池和太阳能供电器件；所述蓄电池，设置于所述灌溉控制装置上，与太阳能供电器件、控制器电性连接；

所述太阳能供电器件，设置于所述灌溉控制装置外侧顶端，包括太阳能电池板和安装装置；所述安装装置，包括底座，所述底座上垂直安装有支撑杆；所述支撑杆中部安装有横板，所述横板上设置有第一滑动轨道，所述第一滑动轨道上设置有第一滑块；所述支撑杆上竖直安装有第二滑动轨道，所述第二滑动轨道上设置有第二滑块；安装板一端与所述第一滑块固定连接，另一端与所述第二滑块固定连接，所述太阳能电池板设置于所述安装板上；

所述太阳能供电器件，用于接收太阳光转换为电能，向所述蓄电池传输进行存储。

优选的，所述太阳能供电器件，还包括光强传感器和处理器，设置于所述支撑杆顶端；所述安装板底部安装有驱动电机，所述处理器与所述光强传感器、驱动电机电性连接；

所述光强传感器，用于获取所述太阳光的光强信息并向所述处理器传输；所述处理器根据所述光强信息控制所述驱动电机，调整所述安装板的角度。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型所提供一种基于NB-loT无线网络的智能灌溉控制***的结构示意图；

图2为本实用新型所提供一种基于NB-loT无线网络的智能灌溉控制***的灌溉设备的结构示意图；

图3为本实用新型所提供一种基于NB-loT无线网络的智能灌溉控制***的太阳能供电器件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供了一种基于NB-loT无线网络的智能灌溉控制***，如图1所示，包括灌溉设备11和后台服务器12；其中，

灌溉设备11，如图2所示，包括灌水装置21、施肥装置22、灌溉装置23 和灌溉控制装置24；

灌水装置21，包括储水箱211；储水箱211通过管道212与灌溉装置23 连接；

管道212上还设置有施肥装置22；施肥装置22，包括肥料储存罐221和混肥箱222；肥料储存罐221与混肥箱222的进料口2221连接；混肥箱222 的进水口2222与管道212连接，混肥箱222的出水口2223与管道212连接；

灌溉装置23，包括多个支管231，支管231与管道212连接，支管231上均匀设置有多个喷灌头232；

灌溉控制装置24，包括控制器(例如型号为ATMEGA16的控制器)241 和第一NB-loT无线通讯模块242；控制器241与设置于储水箱211与管道212 连接处的第一控制阀243、设置于肥料储存罐221与混肥箱222连接处的第二控制阀244电性连接；控制器241，还用于通过第一NB-loT无线通讯模块242 与后台服务器12通讯连接。

上述***的工作原理在于：灌溉控制装置24的控制器241通过第一NB-loT 无线通讯模块242接收到后台服务器12传输的灌溉控制指令时，控制第一控制阀243和第二控制阀244执行相应的操作；当后台服务器12传输的灌溉控制指令为灌水时，控制器241则控制第一控制阀243开启，第二控制阀244关闭；当后台服务器12传输的灌溉控制指令为施肥时，控制器241则控制第一控制阀243和第二控制阀244均开启；

第一控制阀243开启后，灌水装置21的储水箱211内的水通过管道212 向灌溉装置23传输；第二控制阀244开启后，施肥装置22的肥料储存罐221 内的肥料向混肥箱222传输；施肥装置22的混肥箱222的进水口2222、出水口2223与管道212连接；混肥箱222将肥料储存罐221传输的肥料和通过进水口2222传输的水进行混合，并将与水混合后的肥料通过出水口2223向管道 212传输，管道212将混合后的肥料向灌溉装置23传输；灌溉装置23，将混合后的肥料向支管231中的喷灌头232传输，实现对所需灌溉植物的远程控制灌溉。

上述***的有益效果在于：灌溉设备的灌溉控制装置通过第一NB-loT无线通讯模块接收后台服务器传输的灌溉控制指令，灌溉控制装置的控制器根据灌溉控制指令控制第一控制阀和第二控制阀执行相应的操作；从而实现了工作人员对灌溉设备的远程控制；解决了传统技术中水肥一体化灌溉***需要进行现场操控的不便，使得对水肥水肥一体化灌溉***控制更加智能化。

在一个实施例中，混肥箱的进水口与管道之间通过抽水泵连接；混肥箱的出水口与管道之间通过排水泵连接。上述技术方案通过抽水泵与排水泵，实现了混肥箱的进水和排水功能。

在一个实施例中，***，还包括环境监测设备；

环境监测设备，包括微型控制器(例如型号为H8SX/1648的控制器)、传感器组件、第二NB-loT无线通讯模块和摄像机；微型控制器与传感器组件、第二NB-loT无线通讯模块、摄像机电性连接；

传感器组件，设置于***需灌溉的植物的生长土壤中，用于获取植物生长的环境信息，并向微型控制器传输；摄像机，设置于与植物间隔一定距离处，用于获取所灌溉的植物的图像信息，并向微型控制器传输；微型控制器，用于将环境信息和图像信息通过第二NB-loT无线通讯模块向后台服务器传输；

后台服务器，用于将所接收到的环境信息和图像信息向工作人员显示；还用于将工作人员根据环境信息和图像信息输入的灌溉控制指令向灌溉设备的灌溉控制装置传输。上述技术方案中通过传感器组件和摄像机，实现了对植物的生长土壤的环境信息和植物的图像信息的获取，并向微型控制器传输，微型控制器通过第二NB-loT无线通讯模块将环境信息和图像信息向后台服务器传输，后台服务器的工作人员根据接收到的环境信息和图像信息，向灌溉控制装置传输灌溉控制指令；上述技术方案不仅实现了对***灌溉植物的图像信息和植物生长环境信息的远程监测，同时也实现了***根据环境信息和图像信息，向灌溉控制装置传输灌溉控制指令，从而实现了***根据植物的生长情况和环境情况对植物的灌溉，更加有利于对植物的灌溉培养。

在一个实施例中，传感器组件，包括土壤湿度传感器、土壤PH传感器和土壤盐分传感器；土壤湿度传感器，用于获取植物的生长土壤的湿度信息；土壤PH传感器，用于获取植物的生长土壤的PH值；土壤盐分传感器，用于获取植物的生长土壤的盐分信息；

环境信息，包括植物的生长土壤的湿度信息、PH值和盐分信息。上述技术方案通过土壤湿度传感器、土壤PH传感器、土壤盐分传感器实现了对植物的生长土壤的湿度信息、PH值、盐分信息的监测，进一步地实现了***对植物生长土壤环境的远程多参数监测。

在一个实施例中，储水箱底部还设置有水量检测器件；

水量检测器件，包括微型处理器(例如型号为ARM9TDMI的处理器)、重量传感器和声音播放器；微型处理器与重量传感器、声音播放器电性连接；

重量传感器，用于获取储水箱内水的重量信息，并向微型处理器传输；微型处理器，用于将重量信息与微型处理器内预设的水量阈值信息进行比对，当重量信息低于水量阈值信息(例如水量阈值信息为3kg)时，控制声音播放器播放预设的提示语音。上述技术方案中通过重量传感器，实现了对储水箱的重量信息的检测，通过重量信息的获取，便可实现对储水箱内水量的检测；随着***的工作，储水箱里的水越来越少；微型处理器，用于将重量传感器获取的重量信息与水量阈值信息进行比对，当重量信息低于水量阈值信息时，则控制声音播放器播放预设的预设的提示语音(例如提示语音为：水量严重不足)以提醒工作人员对储水箱进行及时供水，避免因储水箱内水量不足影响***的正常工作。

在一个实施例中，灌溉控制装置，还包括蓄电池和太阳能供电器件；蓄电池，设置于灌溉控制装置上，与太阳能供电器件、控制器电性连接；

灌溉控制装置可具体实施为型号STM32F407的单片机。

太阳能供电器件，如图3所示，设置于灌溉控制装置外侧顶端，包括太阳能电池板31和安装装置32；安装装置32，包括底座321，底座321上垂直安装有支撑杆322；支撑杆322中部安装有横板323，横板323上设置有第一滑动轨道324，第一滑动轨道324上设置有第一滑块325；支撑杆322上竖直安装有第二滑动轨道326，第二滑动轨道326上设置有第二滑块327；安装板328 一端与第一滑块325固定连接，另一端与第二滑块327固定连接，太阳能电池板31设置于安装板328上；

太阳能供电器件，用于接收太阳光转换为电能，向蓄电池传输进行存储。

上述技术方案中安装板328一端与第一滑动轨道324上的第一滑块325连接，另一端与第二滑动轨道326上的第二滑块327连接，第一滑块325基于第一滑动轨道324进行滑动，第二滑块327基于第二滑动轨道326进行滑动；并且太阳能电池板31设置于安装板328上，从而实现了太阳能电池板31角度的调节；太阳能供电器件的太阳能电池板31接收太阳光转换为电能向蓄电池存储；蓄电池，用于为灌溉控制装置进行供电。

在一个实施例中，太阳能供电器件，还包括光强传感器329和处理器(例如型号为2AMDRYZEN7的处理器)3210，设置于支撑杆322顶端；安装板 328底部安装有驱动电机3211，处理器3210与光强传感器329、驱动电机3211 电性连接；

光强传感器329，用于获取太阳光的光强信息并向处理器3210传输；处理器3210根据光强信息控制驱动电机3211，调整安装板328的角度。

上述技术方案中通过光强传感器329，实现了对太阳光的光强信息的获取，并向处理器3210传输；处理器3210根据光强信息通过驱动电机3211调整安装板328的角度，从而有效地提高了太阳能供电器件的太阳能电池板31接收太阳光的能力，进一步提高了太阳能供电器件的光电转换的效率。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种基于NB-loT无线网络的智能灌溉控制***，其特征在于，包括灌溉设备和后台服务器；其中，

所述灌溉设备，包括灌水装置、施肥装置、灌溉装置和灌溉控制装置；

所述灌水装置，包括储水箱；所述储水箱通过管道与所述灌溉装置连接；

所述管道上还设置有所述施肥装置；所述施肥装置，包括肥料储存罐、混肥箱；所述肥料储存罐与所述混肥箱的进料口连接；所述混肥箱的进水口与所述管道连接，所述混肥箱的出水口与所述管道连接；

所述灌溉装置，包括多个支管，所述支管与所述管道连接，所述支管上均匀设置有多个喷灌头；

所述灌溉控制装置，包括控制器和第一NB-loT无线通讯模块；所述控制器与设置于所述储水箱与管道连接处的第一控制阀、设置于所述肥料储存罐与所述混肥箱连接处的第二控制阀电性连接；所述控制器，还用于通过所述第一NB-loT无线通讯模块与所述后台服务器通讯连接。

2.如权利要求1所述的***，其特征在于，

所述混肥箱的进水口与所述管道之间通过抽水泵连接；所述混肥箱的出水口与所述管道之间通过排水泵连接。

3.如权利要求1所述的***，其特征在于，

所述***，还包括环境监测设备；

所述环境监测设备，包括微型控制器、传感器组件、第二NB-loT无线通讯模块和摄像机；所述微型控制器与所述传感器组件、第二NB-loT无线通讯模块、摄像机电性连接；

所述传感器组件，设置于***需灌溉的植物的生长土壤中，用于获取植物生长的环境信息，并向所述微型控制器传输；所述摄像机，设置于与所述植物间隔一定距离处，用于获取所灌溉的植物的图像信息，并向所述微型控制器传输；所述微型控制器，用于将所述环境信息和所述图像信息通过所述第二NB-loT无线通讯模块向所述后台服务器传输；

所述后台服务器，用于将所接收到的所述环境信息和所述图像信息向工作人员显示；还用于将工作人员根据所述环境信息和所述图像信息输入的灌溉控制指令向所述灌溉设备的灌溉控制装置传输。

4.如权利要求3所述的***，其特征在于，

所述传感器组件，包括土壤湿度传感器、土壤PH传感器和土壤盐分传感器；所述土壤湿度传感器，用于获取所述植物的生长土壤的湿度信息；所述土壤PH传感器，用于获取所述植物的生长土壤的PH值；所述土壤盐分传感器，用于获取所述植物的生长土壤的盐分信息；

所述环境信息，包括所述植物的生长土壤的湿度信息、PH值和盐分信息。

5.如权利要求1所述的***，其特征在于，

所述储水箱底部还设置有水量检测器件；

所述水量检测器件，包括微型处理器、重量传感器和声音播放器；所述微型处理器与所述重量传感器、声音播放器电性连接；

所述重量传感器，用于获取所述储水箱内水的重量信息，并向所述微型处理器传输；所述微型处理器，用于将所述重量信息与所述微型处理器内预设的水量阈值信息进行比对，当所述重量信息低于所述水量阈值信息时，控制所述声音播放器播放预设的提示语音。

6.如权利要求1所述的***，其特征在于，

所述灌溉控制装置，还包括蓄电池和太阳能供电器件；所述蓄电池，设置于所述灌溉控制装置上，与太阳能供电器件、控制器电性连接；

所述太阳能供电器件，设置于所述灌溉控制装置外侧顶端，包括太阳能电池板(31)和安装装置(32)；所述安装装置(32)，包括底座(321)，所述底座(321)上垂直安装有支撑杆(322)；所述支撑杆(322)中部安装有横板(323)，所述横板(323)上设置有第一滑动轨道(324)，所述第一滑动轨道(324)上设置有第一滑块(325)；所述支撑杆(322)上竖直安装有第二滑动轨道(326)，所述第二滑动轨道(326)上设置有第二滑块(327)；安装板(328)一端与所述第一滑块(325)固定连接，另一端与所述第二滑块(327)固定连接，所述太阳能电池板(31)设置于所述安装板(328)上；

所述太阳能供电器件，用于接收太阳光转换为电能，向所述蓄电池传输进行存储。

7.如权利要求6所述的***，其特征在于，

所述太阳能供电器件，还包括光强传感器(329)和处理器(3210)，设置于所述支撑杆(322)顶端；所述安装板(328)底部安装有驱动电机(3211)，所述处理器(3210)与所述光强传感器(329)、驱动电机(3211)电性连接；

所述光强传感器(329)，用于获取所述太阳光的光强信息并向所述处理器(3210)传输；所述处理器(3210)根据所述光强信息控制所述驱动电机(3211)，调整所述安装板(328)的角度。

Images