一种农业物联网智能节水型灌溉系统及其节水灌溉方法与流程

本发明涉及一种农业灌溉技术领域，尤其涉及一种农业物联网智能节水型灌溉系统及其节水灌溉方法。

背景技术：

传统的农业灌溉都是靠人工蓄水灌溉，靠农民的种植经验对农作物进行灌溉和施肥等操作，这样不可避免地造成农业生产效率低下，不利于农作物的生长。再者控制向农业土壤灌溉时，不能清楚地把握住土壤的干旱情况，容易造成严重的水资源的浪费，造成土壤灌溉不合理，灌溉不均匀等问题，影响农作物的正常生长。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种农业物联网智能节水型灌溉系统及其节水灌溉方法能够远程、精准的对农业土壤进行有效灌溉。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种农业物联网智能节水型灌溉系统，其特征在于：包括有传感器、中央处理器和灌溉系统；所述传感器设置在采集农业土壤中，所述传感器的信号输出端与中央处理器的信号输入端连接设置，所述中央处理器的信号输出端与灌溉系统的信号输入端连接；

所述传感器包括有水分传感器、温度传感器和肥料传感器，所述水分传感器、肥料传感器和温度传感器在采集农业土壤中形成单元感应区域，所述温度传感器位于单元感应区域的中央；所述灌溉系统内包括有水箱、主水管和分水管，所述主水管的进水口连接在水箱内，所述主水管上连通设置有若干分水管，所述分水管的末端设置灌溉头结构；所述灌溉头结构一一对应单元感应区域，所述灌溉头结构向所对应的单元感应区域内均匀喷液。通过将农业土壤分隔形成一个个单元感应区域，对单元感应区域进行定向灌溉，避免了造成水资源的浪费，对灌溉水起到节水的作用。

进一步地，还包括有gprs无线终端，所述传感器与中央处理器之间设置有gprs无线终端，所述传感器的信号输出端与gprs无线终端的信号输入端连接，gprs无线终端的信号输出端与中央处理器的信号输入端连接。通过gprs无线终端在系统中起到中转信号的目的，能够操作人员远距离监测土壤情况及控制灌溉系统灌溉，起到提升操作人员的工作效率的作用。

进一步地，还包括有防水保护箱体，所述gprs无线终端固定设置在防水保护箱体内部；所述防水保护箱体的顶部设置有遮雨盖，所述遮雨盖的盖沿伸出防水保护箱体外；所述防水保护箱体顶部设置太阳能电池板，所述防水保护箱体的内顶部设置有蓄电池，所述太阳能电池板与蓄电池电性连接，所述蓄电池与gprs无线终端电性连接；所述太阳能电池板的光照表面呈凹弧面状设置。通过太阳能电池板对gprs无线终端进行供电，解决了农业土壤区域内无法对gprs无线终端供电的难题，同时也节约了电能。

进一步地，所述传感器包括有水位感应器，所述水箱包括有储水室，所述储水室顶部设置有进液管，所述进液管上设置有第一流量控制阀，所述储水室内设置有水位感应器，所述水位感应器的信号输出端与中央控制器的信号输入端连接，所述中央控制器的信号输出端与第一流量控制阀的信号输入端连接设置；所述储水室下方设置有混料室，所述储水室与混料室通过出液管连通，且在出液管的出水口处设置有第二流量电磁阀。通过设置有储水室，能够储存灌溉水，防止远程进液管出现故障时影响农业土壤的灌溉；通过水位感应器通过反馈调节使储水室内始终储存有一定量的水。

进一步地，所述进液管的出水口处设置有过滤结构，所述过滤结构内设置有若干过滤网，所述过滤网的网孔沿水流方向依次减小，且相邻所述过滤网的网面倾斜设置。通过设置有过滤结构能够对流入储水室的灌溉水进行过滤处理，防止灌溉水中的杂质堵塞水管。

进一步地，所述水箱的外侧壁上设置有药液箱，所述药液箱内设置有土壤营养液，所述药液箱底部与混料室连通设置；所述药液箱的出液口上设置有第三流量控制阀；所述混料室的侧腔呈圆弧状向底部聚拢设置；所述混料室连通设置有主水管，所述主水管的进水口设置在混料室的内底部。设置有药液箱，能够在对农业土壤进行灌溉的同时也能够对农业土壤进行施肥，能够保证农业土壤的肥度，有利于农作物的正常生长。

进一步地，所述主水管上设置有抽液泵，所述主水管上连通设置有若干分水管，若干所述分水管的进水口处分别设置有第四流量控制阀；所述分水管的末端螺纹连接设置灌溉头结构，所述灌溉头结构的出液端向下方土壤发散喷液设置。通过灌溉头结构向农业土壤喷灌，相比于直接用水管向土壤中灌水能够达到节水的目的。

进一步地，所述灌溉头结构内部沿水流方向依次包括有过滤除杂网和若干喷液通道，所述喷液通道的直径沿水流方向逐渐减小，所述喷液通的出水口呈圆周状设置在灌溉头结构出水端上，所述灌溉头结构出水端通过支撑柱连接设置有挡水盘，从所述喷液管道的出水口喷出的液体与挡水盘碰撞形成小水珠后掉落到农业土壤中；所述挡水盘靠喷液通道出水口处的一侧表面上设置有凸起，且凸起正对喷液通道出水口。通过对灌溉头结构使喷出的的液体呈雾状，能够起到均匀灌溉作用的同时达到节水的目的。

一种农业物联网节水智能灌溉方法：通过设置在农业土壤中的传感器将土壤信息传递给设置给中央处理器，操作人员通过人机交互屏给中央处理器发送指令控制灌溉系统对所需灌溉处进行灌溉；其具体方法为：

第一步，在农业土壤中布置传感器；通过两个水分传感器、两个肥料传感器和一个温度传感器形成“五点”单元感应区域，所述温度传感器位于单元感应区域的中央，水分传感器和肥料传感器位于单元感应区域的两边，且两个水分传感器之间间隔设置；传感器呈“五点”设置使单元感应区域面积更广，能够起到节约成本的目的。

第二步，在农业土壤外设置gprs无线终端；将gprs无线终端设置在防水保护箱内，防水保护箱对gprs无线终端起到保护作用；再在防水保护箱顶部设置有太阳能电池板对gprs无线终端进行供电；gprs无线终端分别作为感应器与中央处理器、中央处理器与灌溉系统之间的信号转接装置；便于远程操作灌溉系统。

第三步，在农业土壤中布设灌溉系统；所述灌溉系统包括有水箱、药液箱、主水管、分水管和灌溉头结构；所述水箱和药液箱设置在农业土壤外，主水管将水箱中的液体输送到农业土壤内，再由灌溉头结构对各个单元感应区域进行分别灌溉；

第四步，对农业土壤进行监控灌溉；通过设置在农业土壤中的感应器对土壤信息进行采集，当检测到单元感应区域需要灌溉时，这个单元感应区域内的传感器发送电信号给中央处理器，操作人员控制中央处理器发送电性号给灌溉系统，从而控制灌溉系统对此单元感应区域进行灌溉。

有益效果：本发明的一种农业物联网智能节水型灌溉系统及其节水灌溉方法，通过所述水分传感器、肥料传感器和温度传感器在采集农业土壤中形成单元感应区域，通过传感器采集的土壤信息，通过远程控制所述灌溉头结构向所对应的单元感应区域内均匀喷液，对单元感应区域进行定向灌溉，避免了造成水资源的浪费，对灌溉水起到节水的作用；过太阳能电池板对gprs无线终端进行供电，解决了农业土壤区域内无法对gprs无线终端供电的难题，同时也节约了电能；设置有药液箱，能够在对农业土壤进行灌溉的同时也能够对农业土壤进行施肥，能够保证农业土壤的肥度，有利于农作物的正常生长；通过对灌溉头结构使喷出的的液体呈雾状，能够起到均匀灌溉作用的同时达到节水的目的。

附图说明

附图1为本发明的灌溉系统的控制流程图；

附图2为本发明的传感器在农业土壤中的分布图；

附图3为本发明的gprs无线终端及其防水保护箱体的结构示意图；

附图4为本发明的灌溉系统的水箱的结构示意图；

附图5为本发明的过滤结构的结构示意图；

附图6为本发明的灌溉系统的灌溉头结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1～6所述的一种农业物联网智能节水型灌溉系统：包括有传感器1、中央处理器2和灌溉系统3；所述传感器1设置在采集农业土壤中，所述传感器1的信号输出端与中央处理器2的信号输入端连接设置，所述中央处理器2的信号输出端与灌溉系统3的信号输入端连接；

所述传感器1包括有水分传感器11、温度传感器12和肥料传感器13，所述水分传感器11、肥料传感器12和温度传感器13在采集农业土壤中形成单元感应区域111，所述温度传感器12位于单元感应区域111的中央；所述灌溉系统3内包括有水箱31、主水管32和分水管，所述主水管32的进水口连接在水箱31内，所述主水管32上连通设置有若干分水管，所述分水管的末端设置灌溉头结构34；所述灌溉头结构34一一对应单元感应区域111，所述灌溉头结构34向所对应的单元感应区域111内均匀喷液。通过将农业土壤分隔形成一个个单元感应区域111，对单元感应区域111进行定向灌溉，避免了造成水资源的浪费，对灌溉水起到节水的作用。

还包括有gprs无线终端4，所述传感器1与中央处理器2之间设置有gprs无线终端4，所述传感器1的信号输出端与gprs无线终端4的信号输入端连接，gprs无线终端4的信号输出端与中央处理器2的信号输入端连接。通过gprs无线终端4在系统中起到中转信号的目的，能够操作人员远距离监测土壤情况及控制灌溉系统3灌溉，起到提升操作人员的工作效率的作用。

还包括有防水保护箱体41，所述gprs无线终端4固定设置在防水保护箱体41内部；所述防水保护箱体41的顶部设置有遮雨盖42，所述遮雨盖42的盖沿伸出防水保护箱体41外，对防水保护箱体41内部的gprs无线终端4起到遮雨的作用，防止gprs无线终端4漏水短路损坏；所述防水保护箱体41顶部设置太阳能电池板43，所述防水保护箱体41的内顶部设置有蓄电池44，所述太阳能电池板43与蓄电池44电性连接，所述蓄电池44与gprs无线终端4电性连接；通过太阳能电池板43对gprs无线终端4供电，解决了农业土壤区域内无法对gprs无线终端4供电的难题，同时也节约了电能，所述太阳能电池板43的光照表面431呈凹弧面状设置，使太阳能电池板44的光照表面431吸收更多的太阳光，使太阳能电池板44供电效果更好。

所述传感器1包括有水位感应器14，所述水箱31包括有储水室311，所述储水室311顶部设置有进液管312，所述进液管312上设置有第一流量控制阀313，所述储水室311内设置有水位感应器14，所述水位感应器14的信号输出端与中央控制器2的信号输入端连接，所述中央控制器2的信号输出端与第一流量控制阀313的信号输入端连接设置；所述储水室311下方设置有混料室314，所述储水室311与混料室314通过出液管连通，且在出液管的出水口处设置有第二流量电磁阀315。

所述进液管312的出水口处设置有过滤结构316，过滤结构316能够过滤从进水管进入水中的杂质，防止储水室内滋生细菌，影响灌溉水质；过滤结构316内设置有若干过滤网3161，所述过滤网3161的网孔沿水流方向依次减小，逐级过滤，能够避免杂质堵塞过滤网3161，且相邻所述过滤网3161的网面倾斜设置，提升过滤网3161的过滤效果。

所述水箱31的外侧壁上设置有药液箱35，所述药液箱35内设置有土壤营养液，用于向农业土壤内添加肥料；所述药液箱35底部与混料室314连通设置；所述药液箱35的出液口上设置有第三流量控制阀351；所述混料室314的侧腔呈圆弧状向底部聚拢设置，便于主水管32汲取灌溉液体；所述混料室314连通设置有主水管32，所述主水管32的进水口设置在混料室314的内底部。通过将土壤营养液混合在水中再通过喷灌头结构34喷出，能够给农业土壤增肥。

所述主水管32上设置有抽液泵36，所述主水管32上连通设置有若干分水管，若干所述分水管的进水口处分别设置有第四流量控制阀；所述分水管的末端螺纹连接设置灌溉头结构34，通过一个第四流量控制阀控制一个灌溉头结构34喷灌，提高了灌溉的准确性，也达到了节水的目的；所述灌溉头结构34的出液端向下方土壤发散喷液设置。

所述灌溉头结构34内部沿水流方向依次包括有过滤除杂网341和若干喷液通道342，所述过滤除杂网341能够过滤出主水管32和分水管内的水垢，防止水垢堵塞喷液管道；所述喷液通道342的直径沿水流方向逐渐减小，使通过喷液管道342内的液体压强增大，流速增加；所述喷液通道342的出水口呈圆周状设置在灌溉头结构34出水端上，所述灌溉头结构34出水端通过支撑柱连接设置有挡水盘343，从所述喷液管道342的出水口喷出的液体与挡水盘343碰撞形成小水珠后掉落到农业土壤中，使喷液更加均匀的喷洒在农业土壤内，；所述挡水盘343靠喷液通道342出水口处的一侧表面上设置有凸起3431，且凸起3431正对喷液通道342出水口，凸起3431起到了将液体“撕碎”呈小水滴的作用，从而使从灌溉头结构34喷出的液体更加分散，灌溉范围更广。

一种农业物联网节水智能灌溉方法：通过设置在农业土壤中的传感器1将土壤信息传递给设置给中央处理器2，操作人员通过人机交互屏给中央处理器2发送指令控制灌溉系统3对所需灌溉处进行灌溉；其具体方法为：第一步，在农业土壤中布置传感器1；通过两个水分传感器11、两个肥料传感器13和一个温度传感器12形成“五点”单元感应区域111，所述温度传感器12位于单元感应区域111的中央，水分传感器11和肥料传感器13位于单元感应区域111的两边，且两个水分传感器11之间间隔设置；合理分布各个传感器的位置，将农业土壤中水分和肥料作用重要的监测目的，水分传感器11和肥料传感器13在农业土壤中分布较温度传感器密集，这样在保证了传感器监测的效果和对农业土壤全面监控的同时，也尽可能多的节省了传感器的数量，节约了成本；第二步，在农业土壤外设置gprs无线终端4；将gprs无线终端4设置在防水保护箱41内，防水保护箱41对gprs无线终端4起到保护作用；再在防水保护箱41顶部设置有太阳能电池板43对gprs无线终端4进行供电；gprs无线终端4分别作为感应器1与中央处理器2、中央处理器2与灌溉系统3之间的信号转接装置；第三步，在农业土壤中布设灌溉系统3；所述灌溉系统3包括有水箱31、药液箱35、主水管32、分水管和灌溉头结构34；所述水箱31和药液箱35设置在农业土壤外，主水管32将水箱31中的液体输送到农业土壤内，再由灌溉头结构34对各个单元感应区域111进行分别灌溉；第四步，对农业土壤进行监控灌溉；通过设置在农业土壤中的感应器1对土壤信息进行采集，当检测到单元感应区域111需要灌溉时，这个单元感应区域111内的传感器1发送电信号给中央处理器2，操作人员控制中央处理器2发送电性号给灌溉系统3，从而控制灌溉系统3对此单元感应区域111进行灌溉。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。