一種分區(qū)節(jié)水噴灌或滴灌控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分區(qū)節(jié)水噴灌或滴灌控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的噴灌或滴灌技術(shù)通常采用手動(dòng)開啟增壓栗、噴灌或滴灌閥，整片地灌溉，存在水管壓力大，灌溉不均勻，水流失的問題，由于灌溉水壓較大，經(jīng)常發(fā)生爆管的現(xiàn)象，且手動(dòng)操作人為主觀因素較大，不容易把握正確的灌溉時(shí)機(jī)和時(shí)長(zhǎng)，灌溉質(zhì)量參差不齊，從而影響了作物的生長(zhǎng)。
[0003]有些自動(dòng)灌溉執(zhí)行裝置，還采用了雨量傳感器，當(dāng)雨量大于一定數(shù)值時(shí)，則停止灌溉，這是沒有必要的，既然采取了土壤、培養(yǎng)基濕度傳感器，就能通過其含水量自動(dòng)停止灌溉，而無需使用雨量傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種分區(qū)節(jié)水噴灌或滴灌控制系統(tǒng)及其控制方法，采取間歇式分區(qū)給水，不需要水源增壓設(shè)備，使用自來水就可以實(shí)現(xiàn)按需給水，并使土壤或者培養(yǎng)基有足夠的浸潤(rùn)時(shí)間，很好地防止水流失，充分地利用了水源，能準(zhǔn)確的把握灌溉時(shí)機(jī)，從而取得較好的節(jié)水效果，使農(nóng)作物始終生長(zhǎng)在合適地濕度環(huán)境。
[0005]對(duì)此，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種分區(qū)節(jié)水噴灌或滴灌控制系統(tǒng)，其包括中央控制模塊、無線控制模塊、控制執(zhí)行模塊、土壤溫濕度采集模塊，所述控制執(zhí)行模塊、土壤溫濕度采集模塊分別與無線控制模塊連接，所述無線控制模塊與中央控制模塊連接，所述控制執(zhí)行模塊與灌溉執(zhí)行裝置連接。其中，所述灌溉包括噴灌或滴灌。
[0006]優(yōu)選的，所述灌溉執(zhí)行裝置包括電磁閥、執(zhí)行閥、接觸器或者水栗中至少一種。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制執(zhí)行模塊為無線控制執(zhí)行模塊，所述土壤溫濕度采集模塊為無線土壤溫濕度采集模塊。
[0008]其中，所述無線土壤溫濕度采集模塊負(fù)責(zé)土壤水分含量的監(jiān)測(cè)，每個(gè)無線土壤溫濕度采集模塊有自己的ID編碼，負(fù)責(zé)一個(gè)區(qū)域的土壤水分和溫度測(cè)量，通常安裝多個(gè)無線土壤溫濕度采集模塊在不同的區(qū)域，且每個(gè)無線土壤溫濕度采集模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)無線控制執(zhí)行模塊控制灌溉執(zhí)行裝置。
[0009]無線控制執(zhí)行模塊負(fù)責(zé)接收無線控制模塊的指令，開啟或者關(guān)閉噴灌或滴灌，其負(fù)載為電磁閥門或閥門執(zhí)行器、微型水栗等，并將進(jìn)行執(zhí)行狀態(tài)的反饋。
[0010]無線控制模塊通過接收無線土壤溫濕度采集器發(fā)來的土壤溫濕度數(shù)據(jù)，并處理該數(shù)據(jù)，向無線控制執(zhí)行模塊發(fā)送開關(guān)命令，向中央控制模塊轉(zhuǎn)送土壤溫濕度，各個(gè)無線控制執(zhí)行模塊的控制狀態(tài)、并接收中央控制模塊的控制策略。
[0011]中央控制模塊包括噴灌、滴灌智能管理系統(tǒng)，可查看各個(gè)設(shè)備、節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)、各個(gè)無線土壤溫濕度采集器所測(cè)量的土壤溫濕度、根據(jù)不同作物預(yù)設(shè)的灌溉、滴灌控制策略，并將控制策略發(fā)送給控制器，再由無線控制模塊指定各個(gè)無線控制執(zhí)行模塊執(zhí)行；中央控制模塊還具備溫濕度的連續(xù)記錄、保存數(shù)據(jù)、記錄和生成作物種植檔案的功能，且能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)功能。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述無線控制執(zhí)行模塊、無線土壤溫濕度采集模塊各自至少為兩個(gè)。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在每個(gè)分區(qū)內(nèi)，至少具有無線控制執(zhí)行模塊、無線土壤溫濕度采集模塊各一個(gè)。
[0014]采用此技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)間歇式分區(qū)給水，土壤或者培養(yǎng)基有足夠的浸潤(rùn)時(shí)間，配合無線土壤溫濕度采集模塊、無線控制模塊、中央控制模塊，實(shí)現(xiàn)按需給水，很好地防止水流失，充分地利用了水源，能準(zhǔn)確的把握灌溉時(shí)機(jī)，從而取得較好的節(jié)水效果，使農(nóng)作物始終生長(zhǎng)在合適地濕度環(huán)境。
[0015]優(yōu)選的，此技術(shù)方案采取分區(qū)灌溉，同一時(shí)刻只有一個(gè)區(qū)域在進(jìn)行灌溉，因此能減少灌溉用水的水壓和水量要求，使用自來水就能很好地實(shí)現(xiàn)大面積灌溉，省去了水源增壓設(shè)備。而且中央控制模塊能判斷哪些分區(qū)水分蒸發(fā)較快，從而優(yōu)先灌溉，還能根據(jù)不同分區(qū)、不同的農(nóng)作物，設(shè)定不同的灌溉閥值。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述中央控制模塊包括第一電源和電源管理單元、第一數(shù)字射頻收發(fā)單元、第一射頻收發(fā)天線、第一數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元和主機(jī)，所述第一射頻收發(fā)天線與第一數(shù)字射頻單元連接，所述第一電源和電源管理單元分別與第一數(shù)字射頻收發(fā)單元、第一數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元、主機(jī)連接，所述第一數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元與主機(jī)連接。優(yōu)選的，所述主機(jī)內(nèi)裝有灌溉管理系統(tǒng)，移動(dòng)終端通過互聯(lián)網(wǎng)與所述主機(jī)連接，這樣就可以通過移動(dòng)終端隨時(shí)了解灌溉狀態(tài)，并隨時(shí)進(jìn)行方案調(diào)整。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述中央控制模塊還包括第一顯示單元和第一輸入單元，所述第一顯示單元和第一輸入單元分別與第一數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元連接。
[0018]優(yōu)選的，所述第一數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元通過串口或USB接口與主機(jī)連接。
[0019]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述無線控制模塊包括第二電源和電源管理單元、第二數(shù)字射頻收發(fā)單元、第二射頻收發(fā)天線、第二數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元和第一灌溉輸出接口，所述第二射頻收發(fā)天線與第二數(shù)字射頻單元連接，所述第二電源和電源管理單元分別與第二數(shù)字射頻收發(fā)單元、第二數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元、第一灌溉輸出接口連接，所述第二數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元與第一灌溉輸出接口連接，所述第一灌溉輸出接口與灌溉執(zhí)行裝置連接;所述第二射頻收發(fā)天線與所述第一射頻收發(fā)天線連接。
[0020]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述無線控制模塊還包括第二顯示單元和第二輸入單元，所述第二顯示單元和第二輸入單元分別與第二數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元連接。
[0021]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述無線控制執(zhí)行模塊包括第三電源和電源管理單元、第三數(shù)字射頻收發(fā)單元、第三射頻收發(fā)天線、第三數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元和第二灌溉輸出接口，所述第三射頻收發(fā)天線與第三數(shù)字射頻單元連接，所述第三電源和電源管理單元分別與第三數(shù)字射頻收發(fā)單元、第三數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元、第二灌溉輸出接口連接，所述第三數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元與第二灌溉輸出接口連接，所述第二灌溉輸出接口與灌溉執(zhí)行裝置連接。所述第三射頻收發(fā)天線與所述第二射頻收發(fā)天線連接。
[0022]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述無線控制執(zhí)行模塊還包括第三顯示單元和第三輸入單元，所述第三顯示單元和第三輸入單元分別與第三數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元連接。
[0023]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述無線土壤溫濕度采集模塊包括第四電源和電源管理單元、第四數(shù)字射頻收發(fā)單元、第四射頻收發(fā)天線、第四數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元和土壤溫濕度傳感器，所述第四射頻收發(fā)天線與第四數(shù)字射頻收發(fā)單元連接，所述第四電源和電源管理單元分別與所述第四數(shù)字射頻收發(fā)單元、第四數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元、土壤溫濕度傳感器連接，所述第四射頻收發(fā)天線與所述無線控制模塊的第二射頻收發(fā)天線連接。
[0024]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述無線土壤溫濕度采集模塊還包括第四顯示單元和第四輸入單元，所述第四顯示單元和第四輸入單元分別與第四數(shù)據(jù)收發(fā)處理單元連接。
[0025]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述分區(qū)節(jié)水噴灌或滴灌控制系統(tǒng)還包括光照強(qiáng)度傳感器，所述光照強(qiáng)度傳感器與無線控制模塊連接。
[0026]本發(fā)明還提供了一種分區(qū)節(jié)水噴灌或滴灌的控制方法，采用如上所述的分區(qū)節(jié)水噴灌或滴灌控制系統(tǒng)進(jìn)行灌溉，所述分區(qū)節(jié)水噴灌或滴灌的控制方法包括:對(duì)灌溉區(qū)域進(jìn)行分區(qū)，分為，每個(gè)分區(qū)均設(shè)有控制執(zhí)行模塊和土壤溫濕度采集模塊，所述中央控制模塊定期向無線控制模塊發(fā)送采集命令，無線控制模塊定期向各土壤溫濕度采集模塊轉(zhuǎn)發(fā)土壤溫濕度的采集命令，各土壤溫濕度采集模塊收到采集命令后，對(duì)所在分區(qū)的土壤溫度和濕度進(jìn)行采集，將采集數(shù)據(jù)發(fā)送給無線控制模塊，無線控制模塊反饋給中央控制模塊，完成對(duì)所有分區(qū)土壤濕度的采集;所述中央控制模塊對(duì)各土壤溫濕度數(shù)據(jù)判斷后發(fā)出執(zhí)行命令，經(jīng)無線控制模塊通知執(zhí)行模塊控制灌溉執(zhí)行裝置，針對(duì)各個(gè)分區(qū)實(shí)行輪巡、間歇式分區(qū)灌溉的開啟、停止，完成對(duì)1-N個(gè)分區(qū)的灌溉;其中，所述N為大于I