基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，包括首部泵站自动化控制系统、田间三通双路智能电动阀控制系统、水肥一体机管理系统、田间气象站监测系统、土壤墒情站监测系统、病虫害预防监测系统、农作物长势监测系统及信息中心，各子系统与所述信息中心进行数据交互。本发明专利技术以物联网为基础，由原来人工操作的设备，采用自动化来操控，大大节省了人力、水、肥等资源，同时也让资源都得到最大程度的利用，减少了资源浪费，降低了作物的种植成本。本发明专利技术还可以实现病虫害的防治，减少病虫害对作物产量的影响。实现了科学的智慧化的种植方式。慧化的种植方式。慧化的种植方式。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统


[0001]本专利技术属于农业
，具体涉及一种基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统。

技术介绍

[0002]目前，田间农作物设备阀门以手动阀为主，阀门的开关都需要人为现场去操作，泵的控制也需要人为现场去启、停，施肥也是以人工为主，田间人员凭借经验去施肥和灌溉，田间没用病虫害防治设备，不知道土壤温湿度及田间气象数据，还是传统农作物种植的一种方式。具体包括如下技术缺陷：
[0003]1)田间出水桩阀门采用的是手动阀门，灌溉需要人工到现场手动操作阀门的开阀和关阀，人力投入大；
[0004]2)加压泵(潜水泵)启动和停止需要人工现场去操作，人力投入大；
[0005]3)凭经验进行田间灌溉，没有科学的土壤、气候数据指导；
[0006]4)没有田间农作物长势记录；
[0007]5)不了解田间病虫害的情况、没有消灭病虫害措施；
[0008]6)人工控制施肥量，人工水、肥调节，存在水肥配比不均，水、肥浪费严重，施肥效果不佳等问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，采用田间物联网信息化技术，颠覆传统农业种植方式，实现科学的智慧化的种植方式。
[0010]本专利技术提供了一种基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，包括首部泵站自动化控制系统、田间三通双路智能电动阀控制系统、水肥一体机管理系统、田间气象站监测系统、土壤墒情站监测系统、病虫害预防监测系统、农作物长势监测系统及信息中心，各子系统与所述信息中心进行数据交互；
[0011]所述首部泵站自动化控制系统包括物联网终端，GPRS传输模块，数据采集设备；所述数据采集设备包括压力传感器、流量计；所述首部泵站自动化控制系统用于通过物联网终端监控泵的数据，通过压力传感器采集管路压力数据，通过流量计采集管道内的流量，将监控的数据通过GPRS传输模块与信息中心通讯；
[0012]所述田间三通双路智能电动阀控制系统包括物联网阀门控制器、三通双路智能电动阀、物联网网关、太阳能供电系统；所述物联网阀门控制器通过无线组网方式与物联网网关通讯，所述物联网网关与N个物联网阀门控制器通讯，实现分区，分片通讯管理；所述物联网网关建立物联网阀门控制器与信息中心的通讯链路；所述物联网阀门控制器通过信号线直接控制三通双路智能电动阀，进行电动阀启闭远程控制和状态监测；所述物联网阀门控制器，三通双路智能电动阀，物联网网关采用低功耗元件，通过所述太阳能供电系统供电；
[0013]所述水肥一体机管理系统包括水肥一体机设备、物联网网关；所述物联网网关通
过GPRS传输模块，将水肥一体机设备的数据传输给信息中心，所述信息中心实时监控水肥一体机设备的运行状态；所述水肥一体机设备用于按照用户设定的配方、灌溉过程参数自动控制水肥过程中的参数，实现对灌溉、施肥的定时、定量控制；
[0014]所述田间气象站监测系统用于对农田整体环境进行实时动态采集，通过显示装置实时显示农田的气候数值，包括气象传感器、物联网网关；所述气象传感器通过物联网网关的数据通讯与信息中心进行信息交互；
[0015]所述土壤墒情站监测系统包括土壤墒情传感器、物联网网关、太阳能供电系统；所述土壤墒情传感器用于土壤不同深度的温度、湿度的长时间监测，并将监测数据通过所述物联网网关传输至所述信息中心；所述太阳能供电系统用于为所述土壤墒情传感器、物联网网关供电；
[0016]所述病虫害预防监测系统包括昆虫性诱智能监测设备、物联网网关、灭虫灯、太阳能供电系统；昆虫性诱智能监测设备、灭虫灯设于田间；所述昆虫性诱智能监测设备用于将田间病虫害数据通过物联网网关传输到信息中心；所述太阳能供电系统用于为所述昆虫性诱智能监测设备、物联网网关、灭虫灯供电；
[0017]所述农作物长势监测系统包括高清摄像机、硬盘录像机、交换机、显示设备，所述高清摄像机用于对农田进行农作物长势监测，以方便管理人员对作物生长状况远程在线监控；
[0018]所述信息中心用于数据的实时显示，以及通过人机交互界面对田间农作物设备进行自动化控制。
[0019]进一步地，所述物联网终端包括中央处理器，存储部分，数字量输入、开关输出部分，模拟量输入、输出部分，通讯接口；所述物联网终端的开关输出部分用于控制泵的控制信号，包括启动、停止信号；数字量输入部分用于采集泵的状态信号，包括运行、停止、故障信号；模拟量输入部分用于采集电压、电流、压力信号；所述中央处理器及存储部分用于数据的计算及保存；所述通讯接口用于对数据采集或终端设备进行参数设置；所述GPRS传输模块用于将采集及控制的信号通过互联网与信息中进行数据交互，执行泵站的自动化控制。
[0020]进一步地，所述信息中心还用于生成实时运行图，反映生产工艺流程的实时数据、完成报警、历史数据、历史趋势曲线的存储、显示和查询。
[0021]进一步地，所述信息中心还用于过程监视，包括泵的启动、停止，电动阀的启闭，水肥一体机的控制，对田间气象数据，土壤墒情数据，病虫害数据参数通过动画、柱图、表格形式进行直观显示。
[0022]进一步地，所述信息中心用于对阀门的开启和关闭的远程控制，定时控制，包括设定起始时间、结束时间、灌溉时间、停止时间，系统按设定好的时间自动灌溉。
[0023]进一步地，所述信息中心还用于控制系统的所有测点，包括将模拟量输入、模拟量输出、数字量输入、数字量输出、中间变量和计算值在标准模板上显。
[0024]进一步地，所述信息中心还用于设置任意某个现场检测参数的上、下限报警限值。
[0025]进一步地，所述信息中心还用于通过报警清单登记所有参数与设备的报警细节，包括日期时间、发生报警的参数名及设备名，报警类别、报警时参数值或设备状态，报警发生时操作员名。
[0026]与现有技术相比本专利技术的有益效果是：
[0027]1)采用三通双路智能电动阀，物联网阀门控制器及太阳能供电系统，实现了控制中心远程控制阀门的开启和关闭(单阀组的远程控制，轮灌组的自动控制)，大大节省了人力。
[0028]2)泵站采用自动化控制系统，实现了水泵(潜水泵)的远程自动控制，节省了人力。
[0029]3)采用传感器技术，采集土壤、气候等数据，为农作物种植的提供了科学数据。
[0030]4)采用视频技术，记录农作物长势，为农作物种植提供了科学数据。
[0031]5)安装病虫害设备，实现对病虫害的防治。
[0032]6)采用智能水肥一体机设备，水肥自动调节、按需分配。减少了浪费，达到最佳施肥效果。
附图说明
[0033]图1是本专利技术基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统的示意图；
[0034]图2是本专利技术首部泵站自动化控制系统工作原理图；
[0035]图3是本专利技术田间三通双路智能电动阀控制系统原理图；
[0036]图4是本专利技术水肥一体机管理系统原理图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的田间农作物设备自动化控制系统，其特征在于，包括首部泵站自动化控制系统、田间三通双路智能电动阀控制系统、水肥一体机管理系统、田间气象站监测系统、土壤墒情站监测系统、病虫害预防监测系统、农作物长势监测系统及信息中心，各子系统与所述信息中心进行数据交互；所述首部泵站自动化控制系统包括物联网终端，GPRS传输模块，数据采集设备；所述数据采集设备包括压力传感器、流量计；所述首部泵站自动化控制系统用于通过物联网终端监控泵的数据，通过压力传感器采集管路压力数据，通过流量计采集管道内的流量，将监控的数据通过GPRS传输模块与信息中心通讯；所述田间三通双路智能电动阀控制系统包括物联网阀门控制器、三通双路智能电动阀、物联网网关、太阳能供电系统；所述物联网阀门控制器通过无线组网方式与物联网网关通讯，所述物联网网关与N个物联网阀门控制器通讯，实现分区，分片通讯管理；所述物联网网关建立物联网阀门控制器与信息中心的通讯链路；所述物联网阀门控制器通过信号线直接控制三通双路智能电动阀，进行电动阀启闭远程控制和状态监测；所述物联网阀门控制器，三通双路智能电动阀，物联网网关采用低功耗元件，通过所述太阳能供电系统供电；所述水肥一体机管理系统包括水肥一体机设备、物联网网关；所述物联网网关通过GPRS传输模块，将水肥一体机设备的数据传输给信息中心，所述信息中心实时监控水肥一体机设备的运行状态；所述水肥一体机设备用于按照用户设定的配方、灌溉过程参数自动控制水肥过程中的参数，实现对灌溉、施肥的定时、定量控制；所述田间气象站监测系统用于对农田整体环境进行实时动态采集，通过显示装置实时显示农田的气候数值，包括气象传感器、物联网网关；所述气象传感器通过物联网网关的数据通讯与信息中心进行信息交互；所述土壤墒情站监测系统包括土壤墒情传感器、物联网网关、太阳能供电系统；所述土壤墒情传感器用于土壤不同深度的温度、湿度的长时间监测，并将监测数据通过所述物联网网关传输至所述信息中心；所述太阳能供电系统用于为所述土壤墒情传感器、物联网网关供电；所述病虫害预防监测系统包括昆虫性诱智能监测设备、物联网网关、灭虫灯、太阳能供电系统；昆虫性诱智能监测设备、灭虫灯设于田间；所述昆虫性诱智能监测设备用于将田间病虫害数据通过物联网网关传输到信息中心；所述太阳能供电系统用于为所述昆虫性诱智能监测设备、物联网网关、灭虫灯供电；所述农作物长势...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向东，李艳杰，刘刚，张知省，刘景洞，
申请(专利权)人：新疆正方人合信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：