隨著農業現代化和城市現代化的推進,農業、林業、商業、工業或城市綠化區的灌溉及控制技術越來越受到人們的關注和重視。在農業、林業、商業綠化區灌溉方面,目前大規模灌溉的自動化程度低,主要通過人工控制水泵提水、水渠輸水、全覆蓋漫灌的方式,其工程勞動量較大,灌溉效率不高,并且灌溉周期和灌溉量都主要依靠工作人員的經驗確定, 容易造成水資源浪費。在工業、城市綠化帶灌溉方面,目前主要通過灑水車或人工接拉管道方式進行,其運水成本和人工成本都較高,不適合現代城市灌溉的需求。迄今為止,尚未出現一種具有節水、節能、節約人工、灌溉效果好等特點的自動灌溉控制系統,難以滿足各種綠化區灌溉的現代化要求。
分布式網絡自動灌溉控制系統及其灌溉控制方法,該系統通過中央監控計算機集中設置和監控、無線終端控制器進行分布式灌溉過程控制、無線網絡通信等技術相結合的技術手段,實現了農業、林業、商業、工業或城市綠化區的自動化灌溉控制;此外,本系統還通過中央監控計算機集中進行設置、各個無線終端控制器根據設置獨立控制其單元灌溉過程的分布式的灌溉控制方法,使得中央監控計算機的數據處理壓力得以分解,避免了大量的實時通信數據傳輸,保證了系統能夠流暢的進行數據處理和通信,提高了系統的執行效率和管理效率,并降低了系統硬件和無線通信網絡的建設要求,增強了系統在大規模灌溉應用中的經濟性和可行性。

針對現有技術中存在的上述不足,本發明的目的在于提供一種分布式網絡自動灌溉控制系統,以滿足農業、林業、商業、工業或城市綠化區的自動化灌溉需求;進一步,本發明還提供了該系統的一種灌溉控制方法,以提高本發明分布式網絡自動灌溉控制系統的執行效率和管理效率,增強其經濟性和可行性。為實現上述目的,本發明采用了如下技術手段:分布式網絡自動灌溉控制系統,包括中央監控計算機和至少一個灌溉單元,所述灌溉單元包括土壤濕度傳感器、無線終端控制器、控制閥和灌溉管路;所述中央監控計算機與灌溉單元的無線終端控制器通過無線通信網絡連接;所述土壤濕度傳感器與無線終端控制器的信號輸入端連接,所述控制閥與無線終端控制器的控制輸出端連接;中央監控計算機為具有監控軟件且接入無線通信網絡的計算機,用于分別對各個灌溉單元的無線終端控制器發送設置信息并進行監控;土壤濕度傳感器用于實時檢測土壤濕度,并將土壤濕度檢測信號發送至無線終端控制器;無線終端控制器設置有供中央監控計算機進行識別的地址標識,根據中央監控計算機發來的設置信息對灌溉控制參數進行設置,再根據土壤濕度傳感器發來的土壤濕度信號結合灌溉控制參數向控制閥發送灌溉操作指令,并向中央監控計算機發送反饋信息;控制閥根據灌溉操作指令執行打開或關閉灌溉管路的任務。灌溉單元還包括溫度傳感器,與無線終端控制器的信號輸入端連接,用于實時檢測土壤環境溫度,并將溫度檢測信號傳送至無線終端控制器;無線終端控制器根據溫度檢測信號按預設定的方式調整灌溉操作指令。灌溉單元還包括流量傳感器,與無線終端控制器的信號輸入端連接,用于實時檢測灌溉管路中的水流量,并將水流量檢測信號傳送至無線終端控制器;當水流量檢測信號與無線終端控制器向控制閥發送的操作指令的對應關系異常時,無線終端控制器通過反饋信息向中央監控計算機報告其控制閥/灌溉管路工作異常。
還可選配振動傳感器、傾斜傳感器和警報器;所述振動傳感器與無線終端控制器的信號輸入端連接,用于實時檢測無線終端控制器的機體振動情況,并將振動檢測信號傳送至無線終端控制器;所述傾斜傳感器與無線終端控制器的信號輸入端連接,用于實時檢測無線終端控制器的機體傾斜情況,并將傾斜檢測信號傳送至無線終端控制器;所述警報器與無線終端控制器的控制輸出端連接;當振動檢測信號和傾斜檢測信號的值超過預設定范圍時,無線終端控制器控制警報器發出警報信號,并通過反饋信息向中央監控計算機報告防盜警告。無線終端控制器包括終端電源、微處理器以及與微處理器連接的無線通信模塊和存儲模塊;所述終端電源為無線終端控制器供電;所述無線通信模塊用于接收和發送無線通信信號;所述存儲模塊用于存儲數據;所述微處理器控制無線通信模塊的信號收、發過程,根據中央監控計算機發來的信號完成灌溉控制參數的設置和存儲,對輸入信號數據進行處理,并根據處理結果輸出相應的控制指令和反饋信息。終端電源由太陽能電池板、蓄電池及充電電路構成;所述太陽能電池板將光能轉化為電能,再通過充電電路將供電后多余的電能儲蓄在蓄電池中。
無線終端控制器根據土壤濕度傳感器發來的土壤濕度信號結合土壤濕度閾值向控制閥發送灌溉操作指令,當土壤濕度檢測信號的值小于土壤濕度閾值時,無線終端控制器指示控制閥打開灌溉管路進行灌溉;當土壤濕度檢測信號的值大于等于土壤濕度閾值時,無線終端控制器指示控制閥關閉灌溉管路;無線終端控制按反饋周期向中央監控計算機發送包含信號輸入狀態和控制輸出狀態的反饋信息,并附加地址標識作為無線終端控制器的識別符;中央監控計算機利用附加的地址標識對無線終端控制器發送的反饋信息加以識別,并根據反饋信息的內容監控各個灌溉單元的工作情況。土壤溫度閾值無線終端控制器根據土壤溫度傳感器檢測的土壤溫度信號結合土壤溫度閾值調整灌溉操作指令,當檢測的土壤環境溫度大于或等于土壤溫度閾值時,無線終端控制器強制指示控制閥關閉灌溉管路,并且不執行步驟。當檢測的土壤環境溫度小于土壤溫度閾值時,無線終端控制器發送灌溉操作指令。