智能监测控制仪及控制方法与流程

本发明属于智能灌溉控制技术领域，尤其涉及智能监测控制仪及控制方法。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

智能监测控制仪为该智能灌溉控制柜的末端监测控制设备，目前的监测设备存在的技术问题主要是：

1、目前，大多数灌溉控制设备不具备检测灌溉水量控制功能

2、人工观察方法数据不够准确，土壤干湿程度不够准确，影响灌溉效果。

技术实现要素：

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种智能监测控制仪，实现高精度的数据采集工作。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

智能监测控制仪，包括：

微控制器，所述微控制器分别与远传模块、电池模块、充电模块、墒情监测模块、水位监测模块通信；

墒情监测模块由不锈钢探针和防水探头构成，长期埋设于土壤中或浸没与水中，对表层和深层土壤进行墒情的定点监测和在线测量；水位监测模块可对浇灌当时的水位值进行监测；

微控制器通过内部定时器设定相应的数据采集时间，时间到达后读取墒情探头的墒情数据和水位数据值，通过数据计算分析，如果超过设定的水位上限值或低于墒情下限值，微控制器会启动远传模块，将待发送的数据通过远传模块发送给智能灌溉控制柜。

进一步的技术方案，所述微控制器等待智能灌溉控制柜的响应帧，如果收到响应帧，则结束发送流程，关闭远传模块；如果未收到响应帧，设定时间后会再次发送，连发设定次，如仍未收到响应帧，微控制器会关闭远传模块。

进一步的技术方案，所述远处模块采用低功耗、无通讯费用的lora远传模块；电池模块由大容量的可充电锂电池组成；充电模块由太阳能电池板和微控制充电电路组成，可为内置锂电池充电，保证智能监测控制仪的正常使用。

进一步的技术方案，还包括壳体，所述壳体的上部倾斜布置有太阳能板，所述壳体的内部设置有微控制器、远传模块、电池模块及充电模块，所述壳体的底部设置有探针、固定叉，靠近壳体的底部的位置设置有若干排进水孔。

进一步的技术方案，所述壳体与太阳能板之间设置有云台，所述云台的一侧设置有向下照射的摄像头，摄像头跟随顶部云台进行旋转。

进一步的技术方案，所述云台后侧面设置有斜向上的二维码扫描区，通过扫描该二维码，获取设备所在位置的土壤温湿度情况。

本发明还公开了智能监测控制仪的控制方法，包括：

对表层和深层土壤进行墒情的定点监测和在线测量；浇灌当时的水位值进行监测；

设定相应的数据采集时间，时间到达后读取墒情探头的墒情数据和水位数据值，通过数据计算分析，如果超过设定的水位上限值或低于墒情下限值，微控制器会启动远传模块，将待发送的数据通过远传模块发送给智能灌溉控制柜。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

基于上述测量装置能够精确的测量表层和深层土壤墒情的定点监测和在线测量，对于未接收到的数据可以进行补发，保证数据的完整性，提高数据分析的可靠性，提高了数据的测量精度的同时提高了数据的传输精度。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1(a)-图1(b)为本发明实施例一智能监测控制仪结构示意图；

图2为本发明实施例一智能监测控制仪工作流程示意图；

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

参见附图1(a)-图1(b)所示，本实施例公开了一种智能监测控制仪，智能监测控制仪为该智能灌溉控制柜的末端监测控制设备，与该智能灌溉控制柜之间通过无线lora模块进行数据传输，即无线传输部分所提到的无线模块3。智能监测控制仪主要由微控制器、远传模块、电池模块、充电模块、墒情监测模块、水位监测模块组成。微控制器采用工业级低功耗集成芯片；远处模块采用低功耗、无通讯费用的lora远传模块；电池模块由大容量的可充电锂电池组成；充电模块由太阳能电池板和微控制充电电路组成，可为内置锂电池充电，保证智能监测控制仪的正常使用；底部墒情监测模块由不锈钢探针和防水探头构成，可长期埋设于土壤中或浸没与水中，对表层和深层土壤进行墒情的定点监测和在线测量；水位监测模块可对浇灌当时的水位值进行监测；二维码连接数据库，手机扫码，可实时查看墒情数据。

在该实施例中，探针是一个前端检测设备，作用探测土壤中电位差；探头是探针后端设备，对探针探测的数据进行转化，分析处理后，通过串口传输给智能监测控制器。

智能监测控制仪工作流程：参见附图2所述，智能监测控制仪的微控制器通过内部定时器设定相应的数据采集时间，时间到达后读取墒情探头的墒情数据和水位数据值，上述数据达到设定值后，向控制柜发送控制指令，关阀停泵。通过数据计算分析，如果超过设定的水位上限值或低于墒情下限值，微控制器会启动远传模块，将待发送的数据通过远传模块发送给智能灌溉控制柜。等待智能灌溉控制柜的响应帧，如果收到响应帧，则结束发送流程，关闭远传模块。如果未收到响应帧，10s后会再次发送，连发2次，如仍未收到响应帧，微控制器会关闭远传模块，启动报警装置，蜂鸣器响起。

智能灌溉控制柜根据接收的信息下发相应的控制命令，确定灌溉水泵是否继续工作。

在另一实施例中，顶部带有云台，云台前侧面有向下照射的摄像头，摄像头可跟随顶部云台进行旋转，增加观看视角；用户可通过平台软件或手机app查看智能监测控制仪周围作物生长情况、大概的土壤干湿情况以及灌溉时水的流动位置；云台后侧面有斜向上的二维码扫描区，用户可在现场通过手机扫描该二维码，获取设备所在位置的土壤温湿度情况。

在另一实施例子中，微控制器通过远传模块接收监控系统升级命令，微控制器判断接收帧的密码与设备存储密码是否一致，若不一致，微控制器按照规约返回校验失败帧；否则微控制器判断接收帧中地址码与设备地址码是否一致，若一致则返回升级许可帧，否则返回校验失败帧；同时微控制器开启定时器，开始计时。

监控系统接收微控制器返回的升级许可帧后，按照规约要求将升级文件进行打包并下发；微控制器通过远传模块接收升级数据，并将程序数据存入存储模块，同时将定时器复位；微控制器通过远传模块向监控系统发送升级许可命令；如此重复直至监控系统下发升级完成命令；微控制器实时判断定时器定时是否到时，若到时未收到监控系统下发数据或升级完成命令，则退出当前升级流程，运行原有程序；否则接收升级完成命令后，微控制器进行重启，同时从存储模块更新程序，固件升级完成。

在该实施例子中，通过远程操作的方式实现对机井控制器的远程升级，该过程能够确保升级的顺利进行，即使存在升级失败的情况也可确保机井控制器的正常运行。

在领域实施例子中，微处理器利用远传模块进行数据的传输时，微控制器根据内部定时器定时时间判断是否达到上报时刻，若未到时间，则继续等待；若已到上报时刻则将数据进行打包，微控制器通过远传模块将打包数据发送至服务器，并启动定时器1定时及计数器；微控制器等待接收平台通过远传模块返回的响应帧，若收到响应帧则退出流程，否则在定时器1定时时间到达后，计数器累加；若计数器累加至3，仍未收到服务器下发的响应帧，则视为发送失败，将发送数据进行存储，定时器1及计数器进行复位；等待联网，若联网成功将存储数据再次进行补发。

本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。