CN210008361U - 一种基于物联网的智能灌溉管控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的智能灌溉管控系统，包括主控中心、检测装置、稳压灌溉装置；检测装置包括设于灌溉区域的土壤墒情传感器、土壤PH传感器、土壤温度传感器、雨量传感器和安装在灌溉管网上第一压力传感器、水流量传感器；主控中心包括控制器和与控制器电连接的无线通信装置，控制器与土壤墒情传感器、土壤PH传感器、土壤温度传感器、雨量传感器、第一压力传感器、水流量传感器电连接并发出相应的控制指令控制稳压灌溉装置的动作；无线通信装置用于将控制器通讯连接至远程客户端。如此设计，实现了自动灌溉系统与物联网结合，可以通过远程客户端可以对灌溉区域的植物进行智能控制与管理，极大地提高了自动化与管理水平。

Description

一种基于物联网的智能灌溉管控系统

技术领域

本实用新型涉及植物自动灌溉技术领域，具体涉及一种基于物联网的智能灌溉管控系统。

背景技术

随着传感器、自动控制技术的发展，大型农作物、景观花卉等的自动灌溉与生长环境状态监测技术近年得到快速的发展与应用，随着物联网技术的发展和手机APP的广泛应用，通过远程客户端、通过手机APP实现对植物、农作物、景观花卉等的智能控制与管理已成必然，在传统的自动灌溉基础上，实现了对土壤墒情的监测与改善，实现了对室内景观及植物的生长环境的自然仿真，实现了在远程客户端、手机APP等监测与管理系统，实现了对灌溉状态数据的存储与分析。

随着生活水平的提高，对花卉景观的需求已不仅仅是为城市中的美观需求，如在远离城市的高速公路两侧、大桥两侧、建筑物上等都需要一定规模的景观花卉等植物，对这些区域的景观花卉植物灯的浇灌与管理比较困难，往往要耗费大量的人力与物力，管理效果比较差，管理人员只有在现场才能了解实际的状态。

固需要结合自动灌溉系统与物联网技术，提供一种能对灌溉区域的植物进行远程控制与管理的智能灌溉管控系统。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的灌溉系统自动化管理水平低、无法实现远程控制的技术问题，从而提供一种基于物联网的智能灌溉管控系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种基于物联网的智能灌溉管控系统，包括硬件部分，所述硬件部分包括主控中心和与所述主控中心电连接的检测装置、稳压灌溉装置；

所述检测装置包括设于灌溉区域的土壤墒情传感器、土壤PH传感器、土壤温度传感器、雨量传感器和安装在灌溉管网上第一压力传感器、水流量传感器；

所述主控中心包括控制器和与所述控制器电连接的无线通信装置，所述控制器与所述土壤墒情传感器、所述土壤PH传感器、所述土壤温度传感器、所述雨量传感器、所述第一压力传感器、所述水流量传感器电连接并控制所述稳压灌溉装置的动作；所述无线通信装置用于将所述控制器通讯连接至远程客户端。

进一步地，所述稳压灌溉装置包括设于灌溉区域的供水泵、电磁阀和灌溉管网，所述电磁阀与所述控制器电连接、并受所述控制器控制所述灌溉管网的灌溉水量。

进一步地，所述检测装置还包括设置在所述灌溉管网的支水管上的第二压力传感器，所述第二压力传感器用于测量对应的支水管上的压力并向所述控制器输出对应的支水管压力数据。

进一步地，还包括对灌溉区域的植物进行补光的补光装置，所述补光装置与所述主控中心电连接；所述检测装置还包括用于检测灌溉区域光照度、且与所述主控中心电连接的光照度传感器，所述补光装置用于当所述光照度传感器所得光照度感应信号低于植物生长光照度要求时、受所述主控中心控制开启以对灌溉区域的植物进行补光。

进一步地，还包括安装在灌溉管网上的加药装置，所述加药装置与所述控制器电连接、并受所述控制器控制向所述灌溉管网添加肥料或药物以对灌溉区域的植物进行施肥或加药。

进一步地，所述加药装置为与所述灌溉管网相连接的一个或多个药罐，每个所述药罐均连接有受所述控制器控制启闭的阀门。

进一步地，所述稳压灌溉装置还连接有设置在灌溉区域的雨水收集器，所述雨水收集器为所述稳压灌溉装置提供灌溉用水。

进一步地，还包括用于拍摄灌溉区域的现场画面并向所述主控中心输送实时图像信息数据的视频监控装置。

进一步地，所述无线通信装置用于将所述实时图像信息数据上传至所述远程客户端并接收所述远程客户端发出的控制指令给所述控制器。

进一步地，所述主控中心还包括触摸屏，所述触摸屏用于显示所述检测装置、所述稳压灌溉装置、所述加药装置和所述补光装置的工作状态并可输入操作指令。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的基于物联网的智能灌溉管控系统，检测装置通过各类传感器测量灌溉区域的土壤墒情数据、土壤PH值数据、土壤温度数据、降雨量数据和灌溉管网的灌溉管网压力数据、灌溉水流量数据并输送至控制器，控制器根据收集到的各类数据发出相应的控制指令控制稳压灌溉装置的工作，实现了对灌溉区域植物的自动灌溉；同时通过无线通信装置实现远程客户端与控制器的通讯连接，可以通过远程客户端观看到灌溉区域环境参数的各项数据，方便实现远程管理，与目前管理人员通过现场了解植物生长状态的方式相比，节省了大量的人力和物力，极大地提高了自动化与管理水平。

2.本实用新型提供的基于物联网的智能灌溉管控系统，通过雨量传感器测量灌溉区域现场的降雨量数据，可以减少天气变化对灌溉状态的影响，提高获取植物生长环境数据的准确性。

3.本实用新型提供的基于物联网的智能灌溉管控系统，可以根据具体被灌溉植物及土壤墒情，可选择不同的肥料与农药，并实现自动加肥与加药，方便对被灌溉植物的自动化监测和管理。

4.本实用新型提供的基于物联网的智能灌溉管控系统，通过雨水收集器收集雨水，可以充分利用雨水。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中智能灌溉管控系统的示意图。

附图标记说明：1、主控中心；11、控制器；12、无线通信装置；13、触摸屏；2、检测装置；21、土壤墒情传感器；22、土壤PH传感器；23、土壤温度传感器；24、雨量传感器；25、第一压力传感器；26、水流量传感器；27、第二压力传感器；28、光照度传感器；3、稳压灌溉装置；4、补光装置；5、加药装置；6、雨水收集器；7、视频监控装置；8、供电装置；9、远程客户端；10、光伏发电装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示的一种基于物联网的智能灌溉管控系统，包括硬件部分，硬件部分包括主控中心1和与主控中心1电连接的检测装置2、稳压灌溉装置3、补光装置4、加药装置5、视频监控装置7和供电装置8。

其中，检测装置2包括安装在灌溉区域土壤中的土壤墒情传感器21、土壤 PH传感器22、土壤温度传感器23、安装在土壤上方的雨量传感器24和安装在灌溉管网上第一压力传感器25、水流量传感器26。土壤墒情传感器21用于测量土壤的墒情并向主控中心1输出土壤墒情数据，土壤PH传感器22用于测量土壤的PH值并向主控中心1输出土壤PH值数据，土壤温度传感器23用于测量土壤的温度并向主控中心1输出土壤温度数据，雨量传感器24用于测量雨量大小并向主控中心1输出降雨量数据，第一压力传感器25用于测量灌溉管网的总管压力并向主控中心1输出灌溉管网压力数据，水流量传感器26用于测量灌溉管网的水流量大小并向主控中心1输出灌溉水流量数据。

主控中心1包括控制器11和与控制器11电连接的无线通信装置12，控制器11用于接收、存储土壤墒情数据、土壤PH值数据、土壤温度数据、降雨量数据和灌溉管网压力数据、灌溉水流量数据并发出相应的控制指令控制稳压灌溉装置3的动作；无线通信装置12用于将控制器11通讯连接至远程客户端9。具体的，主控中心1、检测装置2、供电装置8安装在1个控制柜中，1个灌溉区域放置1个，控制柜采用防水结构设计，并设置密码锁，只有管理人员才可以打开。

视频监控装置7安装在灌溉区域的现场，用于拍摄灌溉区域的现场画面并向控制器11输送实时图像信息数据；无线通信装置12用于将实时图像信息数据上传至远程客户端9并接收远程客户端9发出的控制指令至控制器11。

加药装置5安装在灌溉管网上且与控制器11电连接、并受控制器11控制向灌溉管网添加肥料或药物可以对灌溉区域的植物进行施肥或加药。具体的，加药装置5为与灌溉管网相连接的一个或多个药罐，每个药罐均连接有受控制器11控制启闭的阀门。在灌溉管网上设置加药装置5，可以根据具体被灌溉植物及土壤墒情，选择不同的肥料与农药，并实现自动加肥与加药，方便对被灌溉植物的自动化监测和管理。

主控中心1还包括触摸屏13，触摸屏13用于显示检测装置2、稳压灌溉装置3、加药装置5和补光装置4的工作状态并可输入操作指令；该灌溉系统可以通过在触摸屏13上进行操作，输入操作指令以控制灌溉系统的工作，这种控制方式与管理人员通过现场了解植物生长状态的方式相比，节省了大量的人力和物力，提高了自动化与管理水平。

远程客户端9通过无线通信装置12实现与控制器11的通讯连接，方便通过远程客户端9观看到灌溉区域环境参数的各项数据，方便实现远程管理，使灌溉系统的灌溉状态可监测与可视、植物生长状态数据与环境数据可存储与可分析。远程客户端9可以是安装在电脑主机或手机上的APP软件，在远程客户端9上可以修改稳压灌溉装置3、加药装置5等设定的参数数据。

在本实施例中，土壤墒情传感器21采用ARN－100土壤墒情传感器21，土壤PH传感器22采用GPRS型土壤PH传感器22，土壤温度传感器23采用土壤温度变送器SYY－03，雨量传感器24采用FM－YL雨量传感器24，第一压力传感器25采用SIN－P3000单晶硅压力传感器，水流量传感器26采用HOCM系列容积式流量计。

在本实施例中，控制器11采用可编程控制器11，可编程控制器11包括MCU 控制芯片和SDRAM运行内存模块和FLASH闪存模块，无线通信装置12采用包括 RS232串行通信模块、RS485串行通信模块、RS422串行通信模块、WIFI通信模块305、2G\3G\4G移动数据通信模块和Ethernet以太网通信模块，其通过PCI 总线与MCU控制芯片相连，主控中心1接受的土壤墒情数据、土壤PH值数据、土壤温度数据、降雨量数据和灌溉管网压力数据、灌溉水流量数据存储在SDRAM 运行内存模块。

稳压灌溉装置3包括设于灌溉区域的蓄水池、供水泵、电磁阀和灌溉管网，电磁阀与控制器11电连接、并受控制器11控制供水泵的启闭。蓄水池与市政供水管网连通，灌溉管网包括总管和支水管，总管通过供水泵与蓄水池连通，支水管与总管连接，支水管上设有出水嘴，每个植物灌溉区域上均设有至少一个出水嘴，多个出水嘴均匀地埋放在土壤根部靠下的位置，实现稳压缓慢深层自动灌溉。控制器11根据获取的土壤墒情数据、土壤PH值数据、土壤温度数据、降雨量数据和灌溉管网的灌溉管网压力数据、灌溉水流量数据，控制供水泵和电磁阀进行供水，可以控制出水量的大小。

具体的，第一压力传感器25和水流量传感器26设置在总管上。

为了充分利用雨水，灌溉区域设置有与蓄水池连接的雨水收集器6，雨水收集器6收集的雨水为灌溉管网提供灌溉用水。

进一步的，当灌溉区域较大时，灌溉管网的支水管上还额外安装有第二压力传感器27，第二压力传感器27用于测量对应的支水管上的压力并向控制器 11输出对应的支水管压力数据。第二压力传感器27的型号可选用与第一压力传感器25相同的传感器型号。

优选的，灌溉管控系统还包括安装在灌溉区域的被灌溉植物上方且与控制器11电连接的补光装置4，补光装置4用于增加灌溉区域的植物的光照度。检测装置2还包括用于检测灌溉区域光照度、且与控制器11电连接的光照度传感器28，补光装置4用于当光照度传感器28所得光照度感应信号低于植物生长光照度要求时、受控制器控制开启以对灌溉区域的植物进行补光。具体的，补光装置4为与控制器11电连接的太阳灯，光照度传感器28采用NHZD10光照度传感器28。当灌溉区域的光照度低于植物生长所需光照度要求时，可以通过太阳灯对植物进行补光；需要的光照度值、时间值均可通过触摸屏13、远程客户端9进行可调，根据实际需求进行调整；各设备的运行状态均显示在触摸屏13 上，并在远程客户端9上可供查询；光照度传感器28和补光装置4的设置可以进一步提高对灌溉区域内植物的管理水平。

控制器11电连接有供电装置8，供电装置8外接有市政供电和/或光伏发电装置10。通过光伏发电装置10为控制器11提供所需电能，可以减少能源消耗，利用光伏供电还可以实现对市电难以达到地区的供能。在其他实施方式中，光伏发电装置10还可以采用风力发电装置替代。

综上所述，本实用新型提供的基于物联网的智能灌溉管控系统，通过各类传感器测量灌溉区域的土壤墒情数据、土壤PH值数据、土壤温度数据、降雨量数据和灌溉管网的灌溉管网压力数据、灌溉水流量数据并输送至控制器1，控制器1根据收集到的各类数据发出相应的控制指令控制稳压灌溉装置3的工作，实现了对灌溉区域植物的自动灌溉；同时通过无线通信装置12实现远程客户端 9与控制器11的通讯连接，可以通过远程客户端9直观的观看到灌溉区域环境参数的各项数据，方便实现远程管理，与目前管理人员通过现场了解植物生长状态的方式相比，节省了大量的人力和物力，极大地提高了自动化与管理水平，使灌溉系统的灌溉状态可监测与可视、植物生长状态数据与环境数据等可存储与可分析。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种基于物联网的智能灌溉管控系统，其特征在于，包括硬件部分，所述硬件部分包括主控中心(1)和与所述主控中心(1)电连接的检测装置(2)、稳压灌溉装置(3)；

所述检测装置(2)包括设于灌溉区域的土壤墒情传感器(21)、土壤PH传感器(22)、土壤温度传感器(23)、雨量传感器(24)和安装在灌溉管网上第一压力传感器(25)、水流量传感器(26)；

所述主控中心(1)包括控制器(11)和与所述控制器(11)电连接的无线通信装置(12)，所述控制器(11)与所述土壤墒情传感器(21)、所述土壤PH传感器(22)、所述土壤温度传感器(23)、所述雨量传感器(24)、所述第一压力传感器(25)、所述水流量传感器(26)电连接并控制所述稳压灌溉装置(3)的动作；所述无线通信装置(12)用于将所述控制器(11)通讯连接至远程客户端(9)。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能灌溉管控系统，其特征在于，所述稳压灌溉装置(3)包括设于灌溉区域的供水泵、电磁阀和灌溉管网，所述电磁阀与所述控制器(11)电连接、并受所述控制器(11)控制所述灌溉管网的灌溉水量。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的智能灌溉管控系统，其特征在于，所述检测装置(2)还包括设置在所述灌溉管网的支水管上的第二压力传感器(27)，所述第二压力传感器(27)用于测量对应的支水管上的压力并向所述控制器(11)输出对应的支水管压力数据。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的智能灌溉管控系统，其特征在于，还包括对灌溉区域的植物进行补光的补光装置(4)，所述补光装置(4)与所述控制器(11)电连接；所述检测装置(2)还包括用于检测灌溉区域光照度、且与所述主控中心(1)电连接的光照度传感器(28)，所述补光装置(4)用于当所述光照度传感器(28)所得光照度感应信号低于植物生长光照度要求时、受所述控制器(11)控制开启以对灌溉区域的植物进行补光。

5.根据权利要求4所述的基于物联网的智能灌溉管控系统，其特征在于，还包括安装在灌溉管网上的加药装置(5)，所述加药装置(5)与所述控制器(11)电连接、并受所述控制器(11)控制向所述灌溉管网添加肥料或药物以对灌溉区域的植物进行施肥或加药。

6.根据权利要求5所述的基于物联网的智能灌溉管控系统，其特征在于，所述加药装置(5)为与所述灌溉管网相连接的一个或多个药罐，每个所述药罐均连接有受所述控制器(11)控制启闭的阀门。

7.根据权利要求5所述的基于物联网的智能灌溉管控系统，其特征在于，所述稳压灌溉装置(3)还连接有设置在灌溉区域的雨水收集器(6)，所述雨水收集器(6)为所述稳压灌溉装置(3)提供灌溉用水。

8.根据权利要求5所述的基于物联网的智能灌溉管控系统，其特征在于，还包括用于拍摄灌溉区域的现场画面并向所述控制器(11)输送实时图像信息数据的视频监控装置(7)。

9.根据权利要求8所述的基于物联网的智能灌溉管控系统，其特征在于，所述无线通信装置(12)用于将所述实时图像信息数据上传至所述远程客户端(9)并接收所述远程客户端(9)发出的控制指令给所述控制器(11)。

10.根据权利要求5所述的基于物联网的智能灌溉管控系统，其特征在于，所述主控中心(1)还包括触摸屏(13)，所述触摸屏(13)用于显示所述检测装置(2)、所述稳压灌溉装置(3)、所述加药装置(5)和所述补光装置(4)的工作状态并可输入操作指令。

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