农场自动化智能灌溉系统技术方案

本发明专利技术属于农业灌溉领域，具体公开了农场自动化智能灌溉系统，包括中央处理器模块、土壤采集模块、空气采集模块、电机驱动单元、灌溉设备、管道外壁温度采集模块、信息采集模块、控制策略模块、水温调节模块、管道移动模块、流量采集模块、显示模块和定时模块。本发明专利技术通过管道外壁温度采集模块、信息采集模块和流量采集模块采集到的信息在中央处理器模块中进行判断，实现对管道内水冻住的多重判断，使得判断会更加准确，通过中央处理器模块调用控制策略模块的控制策略并形成控制指令来控制水温调节模块对管道外壁进行加热，通过热传导解决农场中由于寒冷天气引起管道内水冰冻的问题，从而促进整个灌溉工作的正常进行。而促进整个灌溉工作的正常进行。而促进整个灌溉工作的正常进行。

【技术实现步骤摘要】
农场自动化智能灌溉系统


[0001]本专利技术属于农业灌溉领域，特别涉及农场自动化智能灌溉系统。

技术介绍

[0002]在过去的农业种植过程中对于农作物的灌溉都是需要自己对天气、土壤的湿度等进行判断，在根据自身经验的判断在合适的时机进行灌溉，而且在一些复杂的地形需要对水进行运输，随着社会的发展，智能化在各个行业都得到了广泛的应用，这其中就包括农业这一行业，而其中的智能化灌溉系统在整个农作物的种植过程中有着至关重要的作用，由于该技术能做到适时地供应作物根区所需水分和溶解肥料，不存在外围损失问题，使得水、肥的利用效率大大提高。且滴灌系统仅通过阀门人工或自动控制，可明显节省劳力投入，降低生产成本。滴灌技术为局部微量灌溉，使水分的渗漏和损失降低到最低限度。同时，又由于能做到适时地供应作物根区所需水分，不存在外围水的损失问题，又使水的利用效率大大提高。灌溉可方便地结合施肥，即把化肥溶解后灌注入灌溉系统，由于化肥同灌溉水结合在一起，肥料养分直接均匀地施到作物根系层，真正实现了水肥同步，大大提高了肥料的有效利用率，同时又因是小范围局部控制，微量灌溉，水肥渗漏较少，故可节省化肥施用量，减轻污染。滴灌系统仅通过阀门人工或自动控制，又结合了施肥，故又可明显节省劳力投入，降低了生产成本。
[0003]有了上述如此明显的特点，为此公开号CN107494214A的中国专利公开了一种大型农场自动化智能灌溉系统，其结构包括中央处理器模块、土壤采集模块、空气采集模块、电机驱动单元、灌溉设备、输入模块、自动更新系统和预提醒系统，本专利技术的一种大型农场自动化智能灌溉系统，通过设置了自动更新系统，通过第一无线通讯模块来获取最新的数据处理软件和对灌溉设备启动条件的更新，然后更新执行模块进行更新，解决了无法实时的对软件和参数进行更新的问题；通过设置了预提醒系统，可从互联网中获取第二天气象情况，计算出第二天所需的用水量与水库中的水对比，如果不够则进行提醒，并且提前做好灌溉准备，解决了可能发生的余水不足的问题。
[0004]上述案子通过自动更新系统、预提醒系统分别解决了无法实时的对软件和参数进行更新的问题和解决了可能发生的余水不足的问题，但是在冬天时，天气比较寒冷，对农作物进行灌溉的时间一般都是在晴天的早上，在阴雨雪天时不会进行灌溉工作，在阴雨雪天到晴天这个过程中，管道内的水会从冰冻状态到解冻，在晴天的早上对应管道内的水极有可能还没有解冻完全，这就会造成系统灌溉工作无法正常进行。
[0005]为此需要一种农场自动化智能灌溉系统，解决农场中大棚外的管道由于寒冷天气引起管道内水冰冻的问题，从而促进整个灌溉工作的正常进行。
[0006]但是在天气比较寒冷时，上述系统中没有对应的功能去避免因天气寒冷造成管道内的水被冰冻住的问题，要知道，如果管道内的水被冻住无法正常的工作，其造成的损失是很大的，极有可能造成农作物供水不足。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供农场自动化智能灌溉系统，解决农场中大棚外的管道由于寒冷天气引起管道内水冰冻的问题，从而促进整个灌溉工作的正常进行。
[0008]为达到上述目的，本专利技术的技术方案提供农场自动化智能灌溉系统，包括中央处理器模块、土壤采集模块、空气采集模块、电机驱动单元和灌溉设备，还包括：
[0009]管道外壁温度采集模块，均匀分布于管道外壁上，用于采集管道外壁温度，得到当前外壁温度数据；
[0010]天气信息获取模块，用于从互联网中获取第二天气象信息；
[0011]所述中央处理器模块，用于调用当前外壁温度数据，对当前外壁温度数据进行分析和计算，得到管道内水温数据，并根据所述管道内水温数据进行特征判断，得到判断结果，具体判断逻辑：若特征判断为管道内水温数据高于预设最小温度值，则判断结果为水没有被冻住；若特征判断为管道内水温数据低于预设最小温度值，则判断结果为水可能被冻住；
[0012]还用于调用控制策略模块的灌溉次数策略，若当前为灌溉的前一天时，根据天气信息获取模块获取到的第二天气象信息进行第二判断，若判断结果水可能被冻住，则启动加热模块；
[0013]用于根据水温采集模块获得的当前水温数据进行第一判断，当管道内当前水温数据低于预设最低阈值时，启动控制策略模块；还用于调用控制策略并根据控制策略生成控制指令；
[0014]水温采集模块，用于当判断结果为水可能被冻住时，进行管道内水的温度进行采集，得到当前水温数据；
[0015]控制策略模块，预存有根据当前水温数据对管道内水温进行调控的控制策略；还预存有灌溉次数策略；
[0016]加热模块，均匀分布于管道外壁上，用于根据控制指令对管道内的水温进行加热。
[0017]本方案的技术原理是：农场中的大棚里面的温度与外面不同，需要正常的进行灌溉，但是灌溉的管道就会有一部分处于大棚外，暴露在空气中，为了对管道内的水是否处于冰冻状态进行判断，以便于之后的温度调节处理，通过管道外壁温度采集模块实现对管道外壁的温度，再将采集到的数据利用中央处理器模块进行计算得到理论上的管道内的水温，并对水温的大小进行判断，得到判断结果，判断结果有两种分别为水没有被冻住和水可能被冻住。
[0018]初步得到结论后，我们需要使用更加准确的对管道内的实际情况进行有效的判断，避免造成对不是冰冻点进行解冻操作，造成资源的浪费，于是在判断结果为水可能被冻住的时候，水温采集模块会启动，并对管道内的水的温度进行采集，采集到的当前水温数据同样由中央处理器模块进行第一判断，只有在判断结果为当前水温数据低于预设最低阈值时，中央处理器模块才会启动控制策略模块，并调用控制策略，根据控制策略生成控制指令，加热模块会根据控制指对管道内的水温进行调节，以此来使得水温不会低于冰冻点。
[0019]同时预存有灌溉次数策略，如每三天进行一次灌溉，为了更好的进行灌溉作业，通过天气信息获取模块从互联网上获取第二天气象信息，并利用中央处理器模块对当前进行判断，若当前为灌溉的前一天，利用第二天气象信息判断第二天的管道内水是否会被冻住，
如果会冻住，就直接启动加热模块，进行预热。
[0020]本方案的技术效果是：
[0021]1.利用水温采集模块、控制策略模块、加热模块以及中央处理器模块之间的配合，实现在管道内水被冻住后的解冻作业，可以避免由于天气寒冷引起管道内水冰冻的问题，从而保证整个灌溉工作的正常进行。
[0022]2.通过天气信息获取模块、控制策略、中央处理器模块以及加热模块的配合，当前为灌溉的前一天时，对第二天的气象情况进行获取，在判断第二天管道内水会被冻住时，使用加热模块进行预热，可以更加有效的防止出现灌溉当天管道内水被冻住。
[0023]3.利用管道外壁温度采集模块对管道外壁的温度进行采集，之后通过中央处理器模块对采集到的数据进行分析计算以及对管道内水的冰冻情况进行初步判断，可以通过这种预先判断的过程可以有效的减少不必要的资源的浪费。
[0024]4.对管道内的水的冰冻情况进行了三次判断，使得对管道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.农场自动化智能灌溉系统，包括中央处理器模块、土壤采集模块、空气采集模块、电机驱动单元和灌溉设备，其特征在于，还包括：管道外壁温度采集模块，均匀分布于管道外壁上，用于采集管道外壁温度，得到当前外壁温度数据；天气信息获取模块，用于从互联网中获取第二天气象信息；所述中央处理器模块，用于调用当前外壁温度数据，对当前外壁温度数据进行分析和计算，得到管道内水温数据，并根据所述管道内水温数据进行特征判断，得到判断结果，具体判断逻辑：若特征判断为管道内水温数据高于预设最小温度值，则判断结果为水没有被冻住；若特征判断为管道内水温数据低于预设最小温度值，则判断结果为水可能被冻住；还用于调用控制策略模块的灌溉次数策略，若当前为灌溉的前一天时，根据天气信息获取模块获取到的第二天气象信息进行第二判断，若判断结果水可能被冻住，则启动加热模块；用于根据水温采集模块获得的当前水温数据进行第一判断，当管道内当前水温数据低于预设最低阈值时，启动控制策略模块；还用于调用控制策略并根据控制策略生成控制指令；水温采集模块，用于当判断结果为水可能被冻住时，进行管道内水的温温度进行采集，得到当前水温数据；控制策略...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍小兵，
申请(专利权)人：重庆工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：