專利名稱：水稻田間生長環(huán)境監(jiān)測與灌溉控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明創(chuàng)造屬于農業(yè)工程信息化自控技術，主要涉及一種水稻生長過程中田間環(huán)境參數監(jiān)測與灌溉控制系統(tǒng)。
背景技術：
在傳統(tǒng)的水稻生產過程中，種植戶憑經驗進行田間管理和灌溉作業(yè)，使灌區(qū)作物受到“不合時機”或“過度”的灌溉，影響了水稻生長。為了對水稻生長試驗有更加科學的依據，需要有大量的試驗測量數據，采用傳統(tǒng)的人工辦法，無法滿足對試驗田各個試驗組合進行數據采集的要求，不僅消耗大量人力，而且需要觀察者有豐富的經驗和農作知識，在大量的重復性采集測量過程中還會擾動作物生長生態(tài)環(huán)境，產生人為誤差，無法滿足水稻生長試驗周期長、參數多、數據量大及實時性要求。
發(fā)明內容本發(fā)明創(chuàng)造的目的就是針對上述傳統(tǒng)技術存在的問題，結合水稻生產工作需要， 設計提供一種可以指導水稻生長的操作簡便、界面友善的水稻田間生長環(huán)境監(jiān)測與灌溉控制系統(tǒng)，使水稻得到“適時”、“適量”的科學灌溉和管理，有利于節(jié)約農業(yè)用水，滿足現代化農業(yè)要求，使監(jiān)測數據定量化，決策科學化。本發(fā)明創(chuàng)造的目的是這樣實現的一種水稻田間生長環(huán)境監(jiān)測與灌溉控制系統(tǒng)由中央控制單元、水稻田間生長影像監(jiān)測單元、水稻格田灌溉控制單元、水稻格田監(jiān)測單元和園區(qū)氣象監(jiān)測單元構成；所述的中央控制單元包括Zigbee無線通信和工業(yè)控制計算機，導線將Zigbee無線通信與工業(yè)控制計算機連接；所述的水稻田間生長影像監(jiān)測單元由Zigbee無線通信和多個工業(yè)照像機裝配構成，導線將Zigbee無線通信分別與每個工業(yè)照像機連接；所述的水稻格田灌溉控制單元包括Zigbee無線通信、PLC控制器、流量計、 水位計、出水閥和入水閥，導線將PLC控制器分別與Zigbee無線通信、流量計、水位計、出水閥、入水閥連接；所述的水稻格田監(jiān)測單元由Zigbee無線通信和水溫傳感器、泥溫傳感器、土壤濕度傳感器、水面蒸發(fā)傳感器、水位傳感器、土壤熱通量傳感器、葉片濕度傳感器組裝構成，導線將Zigbee無線通信分別與水溫傳感器、泥溫傳感器、土壤濕度傳感器、水面蒸發(fā)傳感器、水位傳感器、土壤熱通量傳感器、葉片濕度傳感器連接；所述的園區(qū)氣象監(jiān)測單元由導線將Zigbee無線通信分別與環(huán)境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器、露點溫度傳感器、 風速風向儀、降水量監(jiān)測儀、日照儀、太陽光度計連接構成；中央控制單元與水稻田間生長影像監(jiān)測單元、水稻格田灌溉控制單元、水稻格田監(jiān)測單元、園區(qū)氣象監(jiān)測單元之間均采用 Zigbee無線通信連接。本發(fā)明創(chuàng)造可用于完成對水稻田間生長精細作業(yè)的實時全面監(jiān)測，且能夠對水稻的生長環(huán)境的變化作出及時的應對措施，具有監(jiān)測控制項目多、自動化程度高、監(jiān)測數據準確、控制精確及時、使用可靠、有利于提高水稻產量和質量的特點。
附圖是水稻田間生長環(huán)境監(jiān)測與灌溉控制系統(tǒng)配置結構示意圖。圖中件號說明1、中央控制單元、2、水稻田間生長影像監(jiān)測單元、3、水稻格田灌溉控制單元、4、水稻格田監(jiān)測單元、5、園區(qū)氣象監(jiān)測單元、6、工業(yè)控制計算機、7、工業(yè)照像機、8、流量計、9、水位計、10、出水閥、11、入水閥、12、環(huán)境溫度傳感器、13、環(huán)境濕度傳感器、14、露點溫度傳感器、15、風速風向儀、16、降水量監(jiān)測儀、17、日照儀、18、太陽光度計、19、水溫傳感器、20、泥溫傳感器、21、土壤濕度傳感器、22、水面蒸發(fā)傳感器、23、水位傳感器、24、土壤熱通量傳感器、25、葉片濕度傳感器、26、Zigbee無線通信、27、PLC控制器。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造實施方案進行詳細描述。一種水稻田間生長環(huán)境監(jiān)測與灌溉控制系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)由中央控制單元1、水稻田間生長影像監(jiān)測單元2、水稻格田灌溉控制單元3、水稻格田監(jiān)測單元4和園區(qū)氣象監(jiān)測單元5構成；所述的中央控制單元1 包括Zigbee無線通信沈和工業(yè)控制計算機6，導線將Zigbee無線通信沈與工業(yè)控制計算機6連接；所述的水稻田間生長影像監(jiān)測單元2由Zigbee無線通信沈和多個工業(yè)照像機 7裝配構成，導線將Zigbee無線通信沈分別與每個工業(yè)照像機7連接；所述的水稻格田灌溉控制單元3包括Zigbee無線通信^、PLC控制器27、流量計8、水位計9、出水閥10和入水閥11，導線將PLC控制器27分別與Zigbee無線通信26、流量計8、水位計9、出水閥10、 入水閥11連接；所述的水稻格田監(jiān)測單元4由Zigbee無線通信沈和水溫傳感器19、泥溫傳感器20、土壤濕度傳感器21、水面蒸發(fā)傳感器22、水位傳感器23、土壤熱通量傳感器24、 葉片濕度傳感器25組裝構成，導線將Zigbee無線通信沈分別與水溫傳感器19、泥溫傳感器20、土壤濕度傳感器21、水面蒸發(fā)傳感器22、水位傳感器23、土壤熱通量傳感器24、葉片濕度傳感器25連接；所述的園區(qū)氣象監(jiān)測單元5由導線將Zigbee無線通信沈分別與環(huán)境溫度傳感器12、環(huán)境濕度傳感器13、露點溫度傳感器14、風速風向儀15、降水量監(jiān)測儀16、 日照儀17、太陽光度計18連接構成；中央控制單元1與水稻田間生長影像監(jiān)測單元2、水稻格田灌溉控制單元3、水稻格田監(jiān)測單元4、園區(qū)氣象監(jiān)測單元5之間均采用Zigbee無線通信26連接。作業(yè)使用時，水稻田間生長影像監(jiān)測單元2的多個工業(yè)照像機7將實時影像通過導線傳輸給Zigbee無線通信沈；水稻格田灌溉控制單元3的流量計8、水位計9、出水閥10、 入水閥11的信息由導線經PLC控制器27傳輸給Zigbee無線通信沈；水稻格田監(jiān)測單元4 將水溫傳感器19、泥溫傳感器20、土壤濕度傳感器21、水面蒸發(fā)傳感器22、水位傳感器23、 土壤熱通量傳感器24、葉片濕度傳感器25的信號由導線輸入給Zigbee無線通信沈；導線將園區(qū)氣象監(jiān)測單元5的環(huán)境溫度傳感器12、環(huán)境濕度傳感器13、露點溫度傳感器14、風速風向儀15、降水量監(jiān)測儀16、日照儀17和太陽光度計18監(jiān)測信息傳輸給Zigbee無線通信沈；各Zigbee無線通信沈利用無線傳輸方式傳遞給中央控制單元1的Zigbee無線通信沈后，經導線又傳送至工業(yè)控制計算機6完成信息監(jiān)測顯示、儲存和處理，然后返回指揮水稻格田灌溉控制單元4，由Zigbee無線通信沈經PLC控制器27對流量計8、水位計9、出水閥10、入水閥11進行實時調控，完成作業(yè)。
權利要求1. 一種水稻田間生長環(huán)境監(jiān)測與灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)由中央控制單元(1)、水稻田間生長影像監(jiān)測單元O)、水稻格田灌溉控制單元(3)、水稻格田監(jiān)測單元 (4)和園區(qū)氣象監(jiān)測單元(5)構成；所述的中央控制單元(1)包括Zigbee無線通信Q6)和工業(yè)控制計算機(6)，導線將Zigbee無線通信06)與工業(yè)控制計算機(6)連接；所述的水稻田間生長影像監(jiān)測單元(2)由Zigbee無線通信06)和多個工業(yè)照像機(7)裝配構成，導線將Zigbee無線通信06)分別與每個工業(yè)照像機(7)連接；所述的水稻格田灌溉控制單元(3)包括Zigbee無線通信(洸)、PLC控制器(27)、流量計(8)、水位計(9)、出水閥(10) 和入水閥(11)，導線將PLC控制器(27)分別與Zigbee無線通信( )、流量計(8)、水位計 (9)、出水閥(10)、入水閥(11)連接；所述的水稻格田監(jiān)測單元(4)由Zigbee無線通信(26) 和水溫傳感器(19)、泥溫傳感器OO)、土壤濕度傳感器、水面蒸發(fā)傳感器0 、水位傳感器(23)、土壤熱通量傳感器(M)、葉片濕度傳感器05)組裝構成，導線將Zigbee無線通信06)分別與水溫傳感器(19)、泥溫傳感器(20)、土壤濕度傳感器(21)、水面蒸發(fā)傳感器 (22)、水位傳感器、土壤熱通量傳感器(M)、葉片濕度傳感器0 連接；所述的園區(qū)氣象監(jiān)測單元(5)由導線將Zigbee無線通信06)分別與環(huán)境溫度傳感器(12)、環(huán)境濕度傳感器(13)、露點溫度傳感器(14)、風速風向儀(15)、降水量監(jiān)測儀(16)、日照儀(17)、太陽光度計(18)連接構成；中央控制單元(1)與水稻田間生長影像監(jiān)測單元O)、水稻格田灌溉控制單元(3)、水稻格田監(jiān)測單元G)、園區(qū)氣象監(jiān)測單元( 之間均采用Zigbee無線通信(26)連接。
專利摘要水稻田間生長環(huán)境監(jiān)測與灌溉控制系統(tǒng)屬于農業(yè)工程自控技術；本系統(tǒng)由中央控制單元采用Zigbee無線通信分別與水稻田間生長影像監(jiān)測單元、水稻格田灌溉控制單元、水稻格田監(jiān)測單元、園區(qū)氣象監(jiān)測單元連接構成，中央控制單元包括無線通信和工業(yè)控制計算機，水稻田間生長影像監(jiān)測單元由無線通信及工業(yè)照像機構成，水稻格田灌溉控制單元包括無線通信、控制器、流量計、水位計、出水閥、入水閥，水稻格田監(jiān)測單元由無線通信及水溫、泥溫、土壤濕度、水面蒸發(fā)、水位、土壤熱通量、葉片濕度等傳感器構成，園區(qū)氣象監(jiān)測單元包括環(huán)境溫度、濕度、露點溫度傳感器等；本系統(tǒng)監(jiān)測控制項目多，自動化程度高，監(jiān)測控制精確及時，數據準確。
文檔編號G05B19/418GK201993630SQ20112005920
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權日2011年3月9日
發(fā)明者李愛傳, 王曉亮, 石建飛, 衣淑娟, 譚峰, 韓靜 申請人:黑龍江八一農墾大學