一种基于无线传感器网络的水稻精准灌溉测控系统及方法
【专利说明】一种基于无线传感器网络的水稻精准灌溉测控系统及方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于农业节水灌溉技术领域，具体涉及一种水稻节水灌溉测控系统。
【背景技术】
[0003]我国是世界上最大的水稻生产国和消费国，全国水稻产量约占粮食作物总产量的40%，水稻种植面积达3000多万hm2，约占全国粮食作物总面积的28%，为我国粮食安全及国家安全提供了有力保障。而水稻的种植需要大量水资源的支撑，我国水稻用水量占到总用水量的45%以上(有资料称50%以上)，堪称全社会的第一用水大户。但我国农业水资源十分短缺，并且随着经济的发展，水污染事件的频繁发生，缺水程度越来越严重，缺水范围越来越大，水危机越来越向我们逼近。作为全社会第一用水大户的节水灌溉愈加紧迫。现有常规稻田灌水方式是“浅灌深蓄”或“浅灌中蓄”方式，即实行浅水灌溉，降水则深蓄或中蓄。通过人工调节，将田间水层深度控制在适宜水层上下之间。其特点是水稻在整个生育期里，除分蘖末期有一次落干(落水晒田)外，其余阶段田间均有水层。
[0004]由于不同田块高度不一样，目前的灌溉方式是通过一条沟渠，使得每个田块的水位达到相同的水平面，而实际的农田的水位由于田块的高度原因而无法达到期望的水位。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于无线传感器网络的水稻精准灌溉测控系统及方法，以实现水稻的节水精准灌溉。
[0006]为了解决以上技术问题，本发明通过水位传感器获得农田水位，并通过电磁阀来控制不同田块的水位，以实现水稻的节水精准灌溉，采用的具体技术方案如下:
一种基于无线传感器网络的水稻精准灌溉测控系统，其特征在于:包括农田水位传感器(I)、无线传感器网络传输模块(2)、数据服务器(3)、水栗控制器(4)、电磁阀(5)、水栗
(6)；
所述农田水位传感器(I)部署于不同田块中并分别与无线传感器网络(2)连接构成农田水位信息采集网络；无线传感器网络(2)与数据服务器(3)相连接，用于将所采集的农田水位信息传输至数据服务器(3);数据服务器(3)根据水稻栽培的要求设定农田的水位要求判断当前农田水位是否在设定值范围之内，如果低于设定值，数据服务器(3)通过无线传感器网络(2 )发送水栗开启指令给水栗控制器(4 )以开启水栗(6 )，同时给农田水位传感器
(I)对应的电磁阀(5 )发送开启指令，实现农田水位的精准控制。
[0007]根据所述的一种基于无线传感器网络的水稻精准灌溉测控系统的测控方法，其特征在于包括以下步骤:
步骤一，利用农田水位传感器(I)获取不同农田田块的水位信息数据；
步骤二，利用无线传感器网络传输模块(2)将所述水位信息数据传输至数据服务器(3)；
步骤三，利用数据服务器(3)根据所获得水位信息数据，以及农田水位设定值，确定农田灌溉量；
步骤四，通过无线传感器网络传输模块(2)将灌溉控制指令发送至水栗控制器(4)和电磁阀(5 )，从而实现不同农田田块的水位控制。
[0008]所述根据所获得水位信息数据，以及农田水位设定值范围，确定农田灌溉量的确定方法如下:
判断各田块的水位是否在所述农田水位设定值范围之内；
如果某个田块的水位低于所述的农田水位设定值的下限，数据服务器(3)则通过无线传感器网络(2)将水栗开启命令发送至水栗控制器(4)，开启水栗；同时通过无线传感器网络(2 )向对应的田块的电磁阀(5 )发送开启电磁阀(5 )指令，开启对应田块电磁阀，实现相应田块的灌溉；
当农田水位传感器(I)采集到田块水位达到所述的农田水位设定值的上限时，数据服务器(2)给相应的田块中的电磁阀(5)发送关闭指令，关闭相应的田块中的电磁阀。
[0009]当所有田块中的电磁阀(5)全部关闭时，数据服务器(3)给水栗控制器发送关闭水栗指令，以关闭水栗。
[0010]本发明具有有益效果
本发明通过利用水位传感器获得农田水位，通过无线传感器网络传输模块将数据传输至数据服务器，数据服务器根据所获得农田水位信息和农田水位设定值，确定农田灌溉量，并将通过无线传感器网络将信息发送至水栗控制器和电磁阀，实现不同田块的水位控制，以达到不同高度水稻田的节水精准灌溉。
【附图说明】
[0011 ]图1是本发明系统结构图；
图中:1农田水位传感器，2无线传感器网络传输模块，3数据服务器，4水栗控制器，5电磁阀，6水栗。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和具体实例，对本发明的技术方案做进一步详细说明。
[0013]本发明的系统结构如图1所示:
在不同的水稻田中部署农田水位传感器I，并与无线传感器网络2连接，构成农田水位信息采集网络，无线传感器网络2与数据服务器3相连接，将所采集的农田水位信息传输至数据服务器3。
[0014]数据服务器3根据所采集的农田水位信息，根据水稻栽培的需求，判断各田块的水位是否在合适的范围之内，如果某个田块的水位低于设定的控制下限，数据服务器3则通过无线传感器网络2将水栗开启命令发送至水栗控制器4，已开启水栗6 ;同时通过无线传感器网络2向对应的田块的电磁阀5发送开启电磁阀5指令已开启对应田块电磁阀，实现相应田块的灌溉。
[0015]当农田水位传感器I采集到田块水位达到设定的水位时，数据服务器2给相应的田块电磁阀5发送关闭指令，以关闭电磁阀。
[0016]当所有的电磁阀5全部关闭时，数据服务器3给水栗控制器发送关闭水栗指令，以关闭水栗。
【主权项】
1.一种基于无线传感器网络的水稻精准灌溉测控系统，其特征在于:包括农田水位传感器(I )、无线传感器网络传输模块(2 )、数据服务器(3 )、水栗控制器(4 )、电磁阀(5 )、水栗(6)； 所述农田水位传感器(I)部署于不同田块中并分别与无线传感器网络(2)连接构成农田水位信息采集网络；无线传感器网络(2)与数据服务器(3)相连接，用于将所采集的农田水位信息传输至数据服务器(3);数据服务器(3)根据水稻栽培的要求设定农田的水位要求判断当前农田水位是否在设定值范围之内，如果低于设定值，数据服务器(3)通过无线传感器网络(2 )发送水栗开启指令给水栗控制器(4 )以开启水栗(6 )，同时给农田水位传感器(I)对应的电磁阀(5 )发送开启指令，实现农田水位的精准控制。2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的水稻精准灌溉测控系统的测控方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一，利用农田水位传感器(I)获取不同农田田块的水位信息数据； 步骤二，利用无线传感器网络传输模块(2)将所述水位信息数据传输至数据服务器(3)； 步骤三，利用数据服务器(3)根据所获得水位信息数据，以及农田水位设定值，确定农田灌溉量； 步骤四，通过无线传感器网络传输模块(2)将灌溉控制指令发送至水栗控制器(4)和电磁阀(5 )，从而实现不同农田田块的水位控制。3.根据权利要求2所述的一种基于无线传感器网络的水稻精准灌溉测控方法，其特征在于:所述根据所获得水位信息数据，以及农田水位设定值范围，确定农田灌溉量的确定方法如下: 判断各田块的水位是否在所述农田水位设定值范围之内； 如果某个田块的水位低于所述的农田水位设定值的下限，数据服务器(3)则通过无线传感器网络(2)将水栗开启命令发送至水栗控制器(4)，开启水栗；同时通过无线传感器网络(2 )向对应的田块的电磁阀(5 )发送开启电磁阀(5 )指令，开启对应田块电磁阀，实现相应田块的灌溉； 当农田水位传感器(I)采集到田块水位达到所述的农田水位设定值的上限时，数据服务器(2)给相应的田块中的电磁阀(5)发送关闭指令，关闭相应的田块中的电磁阀。4.根据权利要求2所述的一种基于无线传感器网络的水稻精准灌溉测控方法，其特征在于:当所有田块中的电磁阀(5 )全部关闭时，数据服务器(3 )给水栗控制器发送关闭水栗指令，以关闭水栗。
【专利摘要】本发明公开了一种基于无线传感器网络的水稻精准灌溉测控系统及方法，系统由农田水位传感器、无线传感器网络传输模块、数据服务器、水泵控制器和电磁阀等模块组成。系统针对不同田块的高度不一的问题，利用农田水位传感器获取不同田块的水位信息，通过无线传感器网络传输模块将数据传输至数据服务器，数据服务器根据所获得农田水位信息和农田水位设定值，确定农田灌溉量，并将通过无线传感器网络将信息发送至水泵控制器和电磁阀，实现不同田块的水位控制。本发明具有根据不同农田水位进行精确控制的优点，可应用于水稻田的精准灌溉控制。
【IPC分类】A01G25/16
【公开号】CN105123446
【申请号】CN201510370421
【发明人】王纪章, 周金生, 刘卫红, 王影华
【申请人】镇江新民洲绿园农业开发有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年6月30日