一種分區節水噴灌或滴灌控制系統及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及農業灌溉技術領域，尤其涉及一種分區節水噴灌或滴灌控制系統及其控制方法。
【背景技術】
[0002]傳統的噴灌或滴灌技術通常采用手動開啟增壓栗、噴灌或滴灌閥，整片地灌溉，存在水管壓力大，灌溉不均勻，水流失的問題，由于灌溉水壓較大，經常發生爆管的現象，且手動操作人為主觀因素較大，不容易把握正確的灌溉時機和時長，灌溉質量參差不齊，從而影響了作物的生長。
[0003]有些自動灌溉執行裝置，還采用了雨量傳感器，當雨量大于一定數值時，則停止灌溉，這是沒有必要的，既然采取了土壤、培養基濕度傳感器，就能通過其含水量自動停止灌溉，而無需使用雨量傳感器。
【發明內容】
[0004]針對以上技術問題，本發明提供了一種分區節水噴灌或滴灌控制系統及其控制方法，采取間歇式分區給水，不需要水源增壓設備，使用自來水就可以實現按需給水，并使土壤或者培養基有足夠的浸潤時間，很好地防止水流失，充分地利用了水源，能準確的把握灌溉時機，從而取得較好的節水效果，使農作物始終生長在合適地濕度環境。
[0005]對此，本發明的技術方案為:
一種分區節水噴灌或滴灌控制系統，其包括中央控制模塊、無線控制模塊、控制執行模塊、土壤溫濕度采集模塊，所述控制執行模塊、土壤溫濕度采集模塊分別與無線控制模塊連接，所述無線控制模塊與中央控制模塊連接，所述控制執行模塊與灌溉執行裝置連接。其中，所述灌溉包括噴灌或滴灌。
[0006]優選的，所述灌溉執行裝置包括電磁閥、執行閥、接觸器或者水栗中至少一種。
[0007]作為本發明的進一步改進，所述控制執行模塊為無線控制執行模塊，所述土壤溫濕度采集模塊為無線土壤溫濕度采集模塊。
[0008]其中，所述無線土壤溫濕度采集模塊負責土壤水分含量的監測，每個無線土壤溫濕度采集模塊有自己的ID編碼，負責一個區域的土壤水分和溫度測量，通常安裝多個無線土壤溫濕度采集模塊在不同的區域，且每個無線土壤溫濕度采集模塊對應一個無線控制執行模塊控制灌溉執行裝置。
[0009]無線控制執行模塊負責接收無線控制模塊的指令，開啟或者關閉噴灌或滴灌，其負載為電磁閥門或閥門執行器、微型水栗等，并將進行執行狀態的反饋。
[0010]無線控制模塊通過接收無線土壤溫濕度采集器發來的土壤溫濕度數據，并處理該數據，向無線控制執行模塊發送開關命令，向中央控制模塊轉送土壤溫濕度，各個無線控制執行模塊的控制狀態、并接收中央控制模塊的控制策略。
[0011]中央控制模塊包括噴灌、滴灌智能管理系統，可查看各個設備、節點的工作狀態、各個無線土壤溫濕度采集器所測量的土壤溫濕度、根據不同作物預設的灌溉、滴灌控制策略，并將控制策略發送給控制器，再由無線控制模塊指定各個無線控制執行模塊執行；中央控制模塊還具備溫濕度的連續記錄、保存數據、記錄和生成作物種植檔案的功能，且能實現互聯網功能。
[0012]作為本發明的進一步改進，所述無線控制執行模塊、無線土壤溫濕度采集模塊各自至少為兩個。
[0013]作為本發明的進一步改進，在每個分區內，至少具有無線控制執行模塊、無線土壤溫濕度采集模塊各一個。
[0014]采用此技術方案，實現間歇式分區給水，土壤或者培養基有足夠的浸潤時間，配合無線土壤溫濕度采集模塊、無線控制模塊、中央控制模塊，實現按需給水，很好地防止水流失，充分地利用了水源，能準確的把握灌溉時機，從而取得較好的節水效果，使農作物始終生長在合適地濕度環境。
[0015]優選的，此技術方案采取分區灌溉，同一時刻只有一個區域在進行灌溉，因此能減少灌溉用水的水壓和水量要求，使用自來水就能很好地實現大面積灌溉，省去了水源增壓設備。而且中央控制模塊能判斷哪些分區水分蒸發較快，從而優先灌溉，還能根據不同分區、不同的農作物，設定不同的灌溉閥值。
[0016]作為本發明的進一步改進，所述中央控制模塊包括第一電源和電源管理單元、第一數字射頻收發單元、第一射頻收發天線、第一數據收發處理單元和主機，所述第一射頻收發天線與第一數字射頻單元連接，所述第一電源和電源管理單元分別與第一數字射頻收發單元、第一數據收發處理單元、主機連接，所述第一數據收發處理單元與主機連接。優選的，所述主機內裝有灌溉管理系統，移動終端通過互聯網與所述主機連接，這樣就可以通過移動終端隨時了解灌溉狀態，并隨時進行方案調整。
[0017]作為本發明的進一步改進，所述中央控制模塊還包括第一顯示單元和第一輸入單元，所述第一顯示單元和第一輸入單元分別與第一數據收發處理單元連接。
[0018]優選的，所述第一數據收發處理單元通過串口或USB接口與主機連接。
[0019]作為本發明的進一步改進，所述無線控制模塊包括第二電源和電源管理單元、第二數字射頻收發單元、第二射頻收發天線、第二數據收發處理單元和第一灌溉輸出接口，所述第二射頻收發天線與第二數字射頻單元連接，所述第二電源和電源管理單元分別與第二數字射頻收發單元、第二數據收發處理單元、第一灌溉輸出接口連接，所述第二數據收發處理單元與第一灌溉輸出接口連接，所述第一灌溉輸出接口與灌溉執行裝置連接;所述第二射頻收發天線與所述第一射頻收發天線連接。
[0020]作為本發明的進一步改進，所述無線控制模塊還包括第二顯示單元和第二輸入單元，所述第二顯示單元和第二輸入單元分別與第二數據收發處理單元連接。
[0021]作為本發明的進一步改進，所述無線控制執行模塊包括第三電源和電源管理單元、第三數字射頻收發單元、第三射頻收發天線、第三數據收發處理單元和第二灌溉輸出接口，所述第三射頻收發天線與第三數字射頻單元連接，所述第三電源和電源管理單元分別與第三數字射頻收發單元、第三數據收發處理單元、第二灌溉輸出接口連接，所述第三數據收發處理單元與第二灌溉輸出接口連接，所述第二灌溉輸出接口與灌溉執行裝置連接。所述第三射頻收發天線與所述第二射頻收發天線連接。
[0022]作為本發明的進一步改進，所述無線控制執行模塊還包括第三顯示單元和第三輸入單元，所述第三顯示單元和第三輸入單元分別與第三數據收發處理單元連接。
[0023]作為本發明的進一步改進，所述無線土壤溫濕度采集模塊包括第四電源和電源管理單元、第四數字射頻收發單元、第四射頻收發天線、第四數據收發處理單元和土壤溫濕度傳感器，所述第四射頻收發天線與第四數字射頻收發單元連接，所述第四電源和電源管理單元分別與所述第四數字射頻收發單元、第四數據收發處理單元、土壤溫濕度傳感器連接，所述第四射頻收發天線與所述無線控制模塊的第二射頻收發天線連接。
[0024]作為本發明的進一步改進，所述無線土壤溫濕度采集模塊還包括第四顯示單元和第四輸入單元，所述第四顯示單元和第四輸入單元分別與第四數據收發處理單元連接。
[0025]作為本發明的進一步改進，所述分區節水噴灌或滴灌控制系統還包括光照強度傳感器，所述光照強度傳感器與無線控制模塊連接。
[0026]本發明還提供了一種分區節水噴灌或滴灌的控制方法，采用如上所述的分區節水噴灌或滴灌控制系統進行灌溉，所述分區節水噴灌或滴灌的控制方法包括:對灌溉區域進行分區，分為，每個分區均設有控制執行模塊和土壤溫濕度采集模塊，所述中央控制模塊定期向無線控制模塊發送采集命令，無線控制模塊定期向各土壤溫濕度采集模塊轉發土壤溫濕度的采集命令，各土壤溫濕度采集模塊收到采集命令后，對所在分區的土壤溫度和濕度進行采集，將采集數據發送給無線控制模塊，無線控制模塊反饋給中央控制模塊，完成對所有分區土壤濕度的采集;所述中央控制模塊對各土壤溫濕度數據判斷后發出執行命令，經無線控制模塊通知執行模塊控制灌溉執行裝置，針對各個分區實行輪巡、間歇式分區灌溉的開啟、停止，完成對1-N個分區的灌溉;其中，所述N為大于I