農(nóng)田智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)及方法與流程

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)送對該作物進行澆灌，且澆灌直至土壤含水量達到該作物的土壤含水量的上限值的指令；

當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，且降水量不會達到預(yù)設(shè)值時，則發(fā)送對該作物進行澆灌，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，且降水量將達到預(yù)設(shè)值時，則將不對該作物進行澆灌。

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)送對該作物進行澆灌，且澆灌直至土壤含水量達到該作物的土壤含水量的上限值的指令；

當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，且降水量不會達到預(yù)設(shè)值時，則發(fā)送對該作物進行澆灌，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，且降水量將達到預(yù)設(shè)值時，則將不對該作物進行澆灌。

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。基于本發(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)當認為這種技術(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，還包括光照的強度等等；該天氣信息可以是當天的天氣信息，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、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)送對該作物進行澆灌，且澆灌直至土壤含水量達到該作物的土壤含水量的上限值的指令；

當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，且降水量不會達到預(yù)設(shè)值時，則發(fā)送對該作物進行澆灌，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，且降水量將達到預(yù)設(shè)值時，則將不對該作物進行澆灌。

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)送對該作物進行澆灌，且澆灌直至土壤含水量達到該作物的土壤含水量的上限值的指令；

當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，且降水量不會達到預(yù)設(shè)值時，則發(fā)送對該作物進行澆灌，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，且降水量將達到預(yù)設(shè)值時，則將不對該作物進行澆灌。

進一步地，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)明的專利保護范圍內(nèi)。