一种多平台交互控制的大田智能灌溉系统

技术领域

本发明属于大田智能灌溉系统技术领域，具体涉及一种多平台交互控制的大田智能灌溉系统。

背景技术

农业灌溉，主要是指对农业耕作区进行的灌溉作业。农业灌溉方式一般可分为为传统的地面灌溉、普通喷灌以及微灌；传统地面灌溉包括畦灌、沟灌、淹灌和漫灌，但这类灌溉方式往往耗水量大、水的利用力较低，是一类很不合理的农业灌溉方式。另外，普通喷灌技术是中国农业生产中较普遍的灌溉方式。但普通喷灌技术的水的利用效率也不高。现代农业微灌溉技术包括微喷灌、滴灌、渗灌等，这些灌溉技术一般节水性能好、水的利用率较传统灌溉模式高，当然，也存在着一些弊端。

传统灌溉以人力为主，靠人力灌溉、视察，很大程度上造成浪费人力、物力，执行效率低，不具备执行大田灌溉多任务能力；传统大田智能灌溉系统主要由两大部分组成：水泵设备、智能控制柜，其中水泵设备用来完成灌溉任务，智能控制柜固定于现场，用于现场控制，当现场发生设备异常或发出报警信息时，用户处于其他位置时，无法第一时间得到信息，从而影响异常或报警信息的处理时效，造成经济损失，对于设备安全问题有很大隐患，进而影响作物生产安全，为此我们提出一种多平台交互控制的大田智能灌溉系统来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多平台交互控制的大田智能灌溉系统，实现PC端和移动端远程交互精准控制，实时监测，使得种植人员能够使用多平台随时随地掌握监管田头情况，提高水资源利用率，节省人力物力，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种多平台交互控制的大田智能灌溉系统，包括：

数据采集设备、智能控制柜与远程控制平台；

所述数据采集设备包括控制器、太阳能、电控闸门、传感器；

所述智能控制柜用来现场控制，所述远程控制平台包括PC平台和Android平台；

所述PC平台用于用户控制水泵、闸门设备、视频监控以及数据监测；

所述Android平台可采用App对水泵、闸门控制以及对视频监控的调用控制；在进行多平台交互控制时；

所述PC平台与Android平台建立连接，更新闸门状态并传递控制信息发送至水泵控制器，实现远程多平台精准控制。

优选的，所述控制器、太阳能、电控阀门组成无线智能闸门节点，采用丝杆伸缩，实现闸门的开启和关闭。

优选的，所述控制器、太阳能、传感器组成无线智能采集节点，用来采集数据并上传至云服务器。

优选的，所述传感器包括水泵水位传感器、电压传感器、电流传感器、运行时长传感器等，实时监测所述电控闸门电机的欠载、过载、过压等情况，从而智能保护电机安全。

优选的，所述传感器包括另配有气象传感器，包括温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、PM10传感器、气压传感器、风向传感器、风速传感器、雨量传感器、太阳辐射传感器，为灌溉用水量提供科学决策依据。

优选的，用户在所述PC平台及Android平台发出控制指令，使用LoRa网关，与众多闸门智能控制器组成一个有序的通讯网络，实现数据下发和接收。

优选的，所述PC平台实时显示各种传感器的传感器数据、气象数据以及实时监控。

优选的，用户在所述Android平台对闸门发出控制指令，所述PC平台同步接收状态更新指令，同时上传至服务器端，令所述闸门设备实现开启或关闭。

优选的，所述数据采集设备的控制器包括LORA模块，负责采集数据并传输，传输采用LORA网关通信技术，采用IP65压铸铝整体封装，支持PoE供电或9-36VDC供电，支持8个LORA通讯信道网络接口。

优选的，所述控制器的LORA模块用于实现电流电压监测、闸门运行保护、数据传输、多模式通讯、智能配置和维护功能。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种多平台交互控制的大田智能灌溉系统，与现有技术相比，具有以下优点：

1、数据监控，系统内扬水站控制模块、农渠控制模块、气象站监测模块、实时视频模块实现农田环境数据、水泵、农渠运行数据的实时监测，采用阈值设定，若设备数据发生异常，系统会实时报警，用户在第一时间能够去解决问题，保障设备运行安全及生产安全；

2、多平台具有功能互补交互优势，例如Android平台可操控PC平台，实现PC平台视频监控大屏切换功能。用户可根据手头设备采用不同平台进行农事操作，解决用户无需去田头就能监管田间情况的问题，便于用户在任意地点、时间实现远程控制；

3、系统提供数据分析功能，直观反映农作物生长不同阶段需水量、设备运行的数据反馈，从而源头节约用水；该系统实现了既能基于物联网实时采集的数据进行环境数据报警与数据分析，又能根据农事操作进行远程控制，节省灌溉用水、节约人力、物力，提高生产管理的效率。该系统结合了物联网数据采集、设备控制、农事操作、农作物生长环境等因素进行综合性生产管理，能够解决因环境突发恶劣、设备故障、农事操作不及时等问题的出现，保障了作物生产安全，科学提高作物产量。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明多平台交互控制的大田智能灌溉系统的系统示意图；

图2为本发明多平台交互控制的大田智能灌溉系统的硬件设施示意图；

图3为本发明多平台交互控制的大田智能灌溉系统的软件交互控制功能示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-3所示的实施例：

一种多平台交互控制的大田智能灌溉系统，包括：

数据采集设备、智能控制柜与远程控制平台；

所述数据采集设备包括控制器、太阳能、电控闸门、传感器；

所述传感器包括水泵水位传感器、电压传感器、电流传感器、运行时长传感器等，实时监测所述电控闸门电机的欠载、过载、过压等情况，从而智能保护电机安全；所述传感器包括另配有气象传感器，包括温度传感器、湿度、PM2.5、PM10、气压、风向、风速、雨量、太阳辐射传感器，为灌溉用水量提供科学决策依据；

温度传感器和湿度传感器可分别对农作物生长环境内的温度和湿度进行检测，PM2.5传感器、PM10、气压传感器分别是对空气中PM2.5、PM10、气压含量进行检测，风速传感器和风向传感器可分别对农作物生产环境内的风力大小和风向进行检测，雨量传感器是对当前雨量的检测，太阳辐射强度传感器可对农作物生长环境内的太阳辐射强度进行检测。

所述智能控制柜用来现场控制，所述远程控制平台包括PC平台和Android平台；

所述智能控制柜用于现场控制，控制柜配置五个模块，分别是可扩展模块、水泵监控模块、闸门监控模块、检修模块、配置模块。可扩展模块是该控制柜系统具有可扩展性，可在其基础上增加微型气象站模块、视频监控模块、语音告警模块等。水泵监控模块是对水泵运行的电流、电压、时长的实时监测数据的查看，对水泵的工况进行实时检测。闸门监控模块是对各类农渠闸门进行开启、关闭的操作，以组的方式对组内的干渠、支渠进行统一操作；以及检测闸门工况信息。检修模式是需要对设备进行定期维护保养的时候可以开启检修模式，在该模式下所有的设备将无法进行远程和近场操作。配置功能是通过连接云端获取该区域的所有设备信息，并进行展示。

所述PC平台用于用户控制水泵、闸门设备、视频监控以及数据监测；

所述Android平台可采用App对水泵、闸门控制以及对视频监控的调用控制；在进行多平台交互控制时；

所述PC平台与Android平台建立连接，更新闸门状态并传递控制信息发送至水泵控制器，实现远程多平台精准控制。

所述远程平台分为PC平台和Android平台。PC平台表现为Web地址，Android端表现为APP形式。用户可在PC平台控制水泵、闸门设备、视频监控以及数据监测；其中数据监测模块为实时数据，由于设备开启关闭的延迟性，设置运行电流、电压采用1分钟数据局部刷新，气象站数据在短时间内发生的变化较小，因此是1小时局部刷新一次。视频监控采用rtsp视频流的方式，调用海康网络监控3.0，支持网页预览、回放、云控制等功能。水泵及闸门控制模块是用户操作模块，通过点击开启或关闭，修改控制器状态，同步现场设备，可实现远程控制；

Android平台则是用户可使用Android平板对水泵、闸门控制以及对视频监控的调用控制；在进行多平台交互控制时，所述PC平台与Android平台建立连接，PC平台每隔1秒监测Android端传值信息，通过跨域解析，更新闸门状态并传递控制信息发送至所述水泵、闸门控制器，实现远程自动控制。当控制器状态发生改变时，Web平台上会自动弹出消息框，指明发生变化的闸门的所有信息。

使用时，首先将大田的气象站数据、水泵运行电压、电流、时长等数据通过控制器进行数据采集，采集到的数据自动发送到云服务器端；Web平台通过解析云服务器中的数据，判断各项数据是否处于正常范围值之内，并将结果反馈给种植人员；种植人员根据农田气象环境、农作物生长信息，可在平台上进行水泵、闸门的开启、关闭等操作；Android端同样可实现对水泵、闸门的控制操作，另可远程切换视频监控。

所述控制器、太阳能、电控阀门组成无线智能闸门节点，采用丝杆伸缩，实现闸门的开启和关闭；所述控制器、太阳能、传感器组成无线智能采集节点，用来采集数据并上传至云服务器。

用户在所述PC平台及Android平台发出控制指令，使用LoRa网关，与众多闸门智能控制器组成一个有序的通讯网络，实现数据下发和接收；所述PC平台实时显示各种传感器的传感器数据、气象数据以及实时监控；用户在所述Android平台对闸门发出控制指令，所述PC平台同步接收状态更新指令，同时上传至服务器端，令所述闸门设备实现开启或关闭。

所述数据采集设备的控制器包括LORA模块，负责采集数据并传输，传输采用LORA网关通信技术，采用IP65压铸铝整体封装，支持PoE供电或9-36VDC供电，支持8个LORA通讯信道网络接口；所述控制器的LORA模块用于实现电流电压监测、闸门运行保护、数据传输、多模式通讯、智能配置和维护功能。即通过RS485接口，通过控制器将采集到的的传感器数据上传至云服务器，并通过内置电流电压芯片，实时监测闸门驱控电机的欠载、过载、过压情况，对此进行保护，同时板载BLE5.0蓝牙，可在现场实现设备控制、升级、配置等操作，便于用户现场安装配置。驱控电机由驱动电机、减速齿轮、螺杆、螺母、导套、推杆、滑座、弹簧、外壳及涡轮、微动控制开关等组成。丝杆尾部加装霍尔感应器，使得在一定行程内作往返运动，控制闸门的开启和关闭。太阳能板为硬件设施提供电源。

综上所述，本发明的系统具有数据监控，系统内扬水站控制模块、农渠控制模块、气象站监测模块、实时视频模块实现农田环境数据、水泵、农渠运行数据的实时监测，采用阈值设定，若设备数据发生异常，系统会实时报警，用户在第一时间能够去解决问题，保障设备运行安全及生产安全；多平台具有功能互补交互优势，例如Android平台可操控PC平台，实现PC平台视频监控大屏切换功能。用户可根据手头设备采用不同平台进行农事操作，解决用户无需去田头就能监管田间情况的问题，便于用户在任意地点、时间实现远程控制；

本发明的系统提供数据分析功能，直观反映农作物生长不同阶段需水量、设备运行的数据反馈，从而源头节约用水；该系统实现了既能基于物联网实时采集的数据进行环境数据报警与数据分析，又能根据农事操作进行远程控制，节省灌溉用水、节约人力、物力，提高生产管理的效率。该系统结合了物联网数据采集、设备控制、农事操作、农作物生长环境等因素进行综合性生产管理，能够解决因环境突发恶劣、设备故障、农事操作不及时等问题的出现，保障了作物生产安全，科学提高作物产量。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。