[发明专利]基于物联网的太阳能精准灌溉系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种灌溉系统，特别是涉及一种基于物联网的太阳能精准灌溉系统。

背景技术

精准灌溉是精准农业技术的一个重要方面，它是在土壤、气候、作物、水源和灌溉设施等约束条件下，通过对灌溉方式、时机、速度、水量等实施精准控制，使农田水势保持在适宜作物生长的最佳状态，即农田水势的最优化控制。这种模式可基本消除在灌溉过程中人为因素造成的不利影响，提高操作的准确性，有利于灌溉过程的科学管理。

物联网是通过射频识别、全球定位系统等信息传感设备，按约定的协议把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。采用物联网技术，将传感节点布设于农田等目标区域，可大量实时、精确地采集温湿度、土壤墒情等农田环境信息，在对汇集的这些数据进行分析的基础上，可帮助生产者有针对地进行相关农业操作，从而更好地实现水资源的合理高效利用和农业现代化精准管理,提升农业生产效能。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于物联网的太阳能远程精准灌溉系统，实现大田作物的自动灌溉、喷洒农药、施肥，减少面源污染，提升灌排系统智能化、自动化。

本发明的技术方案是这样的：一种基于物联网的太阳能精准灌溉系统，其特征在于，包括土地墒情数据采集模块、太阳能供电模块、灌溉执行模块、视频监控模块、3G网络模块和远程控制终端，所述土地墒情数据采集模块、太阳能供电模块、灌溉执行模块和视频监控模块将各模块数据发送至3G网络模块，3G网络模块连接至互联网向互联网发送接收的各模块数据；远程控制终端连接至互联网获取3G网络模块发送的各模块数据并向互联网发送灌溉控制指令，所述3G网络模块通过互联网接收灌溉控制指令并将其发送至灌溉执行模块，所述灌溉执行模块包括可编程逻辑控制器和执行电磁阀，所述可编程逻辑控制器根据灌溉控制指令控制执行电磁阀执行灌溉；所述太阳能供电模块为土地墒情数据采集模块、3G网络模块和执行电磁阀供电。

优选的，所述执行电磁阀包括灌溉阀和施肥阀。

在本发明的一个具体实施例中，所述土地墒情数据采集模块包括土地墒情传感器，所述土地墒情传感器测量同一地点五个不同深度的土地墒情数据。

在本发明的另一个具体实施例中，所述五个不同深度分别为距离地表5cm、10cm、30cm、50cm和80cm深度。

在本发明的又一个具体实施例中，所述远程控制终端包括固定终端和移动终端。

本发明所提供的技术方案的优点在于，采用了有线和无线传输相结合的联网方式连接了各个模块，具有安装工作量小、适应性强，控制精度高、可靠性好、反应速度快等优点。

附图说明

图1为本发明系统连接机构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

请参见图1，基于物联网的太阳能精准灌溉系统，包括土地墒情数据采集模块1、太阳能供电模块2、灌溉执行模块3、视频监控模块4、3G网络模块5和远程控制终端6，土地墒情数据采集模块1、太阳能供电模块2、灌溉执行模块3和视频监控模块4将各模块数据发送至3G网络模块5，具体的3G网络模块5包括RTU服务器51和DTU服务器52，3G网络模块5连接至互联网7向互联网7发送接收的各模块数据；远程控制终端6包括固定终端61和移动终端62，其连接至互联网7获取3G网络模块5发送的各模块数据并向互联网7发送灌溉控制指令，3G网络模块5通过互联网7接收灌溉控制指令并将其发送至灌溉执行模块3，灌溉执行模块3包括可编程逻辑控制器31和执行电磁阀32，可编程逻辑控制器31根据灌溉控制指令控制执行电磁阀32执行灌溉，执行电磁阀包括灌溉阀和施肥阀。太阳能供电模块2为土地墒情数据采集模块1、3G网络模块5和执行电磁阀32供电。

土地墒情数据采集模块1包括测定土体体积含水量的土地墒情传感器，由于土壤体积含水量的测定受土壤理化性质影响比较大，不同的作物在各生育期对土壤水分的敏感程度是不一样的，其最佳灌水量也有所不同。土地墒情传感器测量同一地点五个不同深度的土地墒情数据，五个不同深度分别为距离地表5cm、10cm、30cm、50cm和80cm深度。数据的采集和传输主要通过有线与cdma2000无线网络相结合的方法，土地墒情数据采集模块与3G网络模块有线连接，自动连续接收、解码、纠错、入库、监视及同步土壤墒情等监测采集数据，3G网络模块5通过无线方式将收集数据上传至终端服务器；该数据具体包括测量土壤中的水分、温度以及土壤电导率和农田环境与作物状态等信息。

灌溉执行模块3部分同样采用有线与无线相结合的网络连接，远程控制终端6通过3G无线网络或有线网络与互联网7连接后，获取3G网络模块5上传的数据。根据远程控制终端6的决策系统进行分析后形成灌溉控制指令，再通过无线3G网络，反馈到现场执行电磁阀32，通过太阳能供电模块2提供的电力，来驱动并显示微功耗灌溉及施肥电磁阀的开启或者关闭，实现远程自动化及精准化的灌溉或者施肥。