一种基于物联网的农田灌溉系统及其控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115088596A(43)申请公布日2022.09.23(21)申请号202210783213.0(22)申请日2022.07.05(71)申请人江苏经贸职业技术学院地址210000江苏省南京市江宁区龙眠大道180号(72)发明人孔亮(74)专利代理机构石家庄轻拓知识产权代理事务所(普通合伙)13128专利代理师黄辉本(51)Int.Cl.A01G25/16(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种基于物联网的农田灌溉系统及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种基于物联网的农田灌溉系统，包括：分布在灌溉区域的若干个温度传感器，用于采集安装位置的温度；分布在灌溉区域的若干个土壤湿度传感器，用于采集安装位置的土壤湿度；一个安装位置上分别安装有一个温度传感器和一个土壤湿度传感器；气象数据通讯模块，用于接收并转发灌溉区域的气象数据；中央控制模块，用于接收温度传感器、土壤湿度传感器和气象数据通讯模块发送的数据信息，对数据信息进行处理分析，并控制不同温度传感器和土壤湿度传感器进行休眠状态和工作状态的切换，并控制灌溉管路上电磁阀的开闭。本发明能够改进现有技术的不足，在不增加传感器安装数量的前提下提高了对于灌溉用水量的预测准确度。CN115088596ACN115088596A权利要求书1/2页1.一种基于物联网的农田灌溉系统，其特征在于：包括，分布在灌溉区域的若干个温度传感器（1），用于采集安装位置的温度；分布在灌溉区域的若干个土壤湿度传感器（2），用于采集安装位置的土壤湿度；一个安装位置上分别安装有一个温度传感器（1）和一个土壤湿度传感器（2）；气象数据通讯模块（3），用于接收并转发灌溉区域的气象数据；中央控制模块（4），用于接收温度传感器（1）、土壤湿度传感器（2）和气象数据通讯模块（3）发送的数据信息，对数据信息进行处理分析，并控制不同温度传感器（1）和土壤湿度传感器（2）进行休眠状态和工作状态的切换，并控制灌溉管路上电磁阀（5）的开闭。2.一种权利要求1所述的基于物联网的农田灌溉系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：A、中央控制模块（4）对温度传感器（1）和土壤湿度传感器（2）进行休眠状态和工作状态的切换控制；B、处于工作状态的温度传感器（1）和土壤湿度传感器（2）将采集到的数据发送至中央控制模块（4），气象数据通讯模块（3）将气象数据发送至中央控制模块（4）；C、中央控制模块（4）对数据信息进行处理分析，并根据分析结果对灌溉管路上电磁阀（5）的开闭进行控制。3.根据权利要求2所述的基于物联网的农田灌溉系统的控制方法，其特征在于：步骤A中，在同一时刻分别保持有占总数10%～15%的温度传感器（1）和土壤湿度传感器（2）处于工作状态，且至少有3%的同时处于工作状态的温度传感器（1）和土壤湿度传感器（2）位于同一安装位置上；A1、中央控制模块（4）根据同一安装位置上同时处于工作状态的温度传感器（1）和土壤湿度传感器（2）的采集数据并结合气象数据计算得到对应安装位置的灌溉水量；A2、中央控制模块（4）根据已计算出的灌溉水量和其它安装位置上温度传感器（1）或土壤湿度传感器（2）的采集数据并结合气象数据计算得到对应安装位置的灌溉水量；A3、将处于工作状态的温度传感器（1）和土壤湿度传感器（2）变为休眠状态，然后在原来处于休眠状态的温度传感器（1）和土壤湿度传感器（2）中选取相同数量的温度传感器（1）和土壤湿度传感器（2）转为工作状态，同时保持至少有3%的同时处于工作状态的温度传感器（1）和土壤湿度传感器（2）位于同一安装位置上，在同时处于工作状态的温度传感器（1）和土壤湿度传感器（2）所位于的安装位置中，有一半数量的安装位置在上一轮计算中得到了灌溉水量，其它安装位置在上一轮计算中未得到灌溉水量。4.根据权利要求3所述的基于物联网的农田灌溉系统的控制方法，其特征在于：步骤C中，对数据信息进行处理分析包括以下步骤，C1、对于同时具有温度数据、土壤湿度数据和气象数据的安装位置，将温度数据、土壤湿度数据和气象数据输入预设的神经网络预测模型，得到灌溉水量；C2、对于具有温度数据和土壤湿度数据中任意一个和气象数据的安装位置，对缺失的一项数据进行拟合，然后将采集的数据和拟合的数据输入预设的神经网络预测模型，得到灌溉水量；C3、改变温度传感器（1）和土壤湿度传感器（2）的工作/休眠状态后，按照步骤C1和C2对灌溉水量进行重新计算，然后对于两次计算均得到灌溉水量的安装位置，使用采集到的数2CN115088596A权利要求书2/2页据和对应的拟合数据对缺失数据的拟合过程进行修正。5.根据权利要求4所述的基于物联网的农田灌溉系统的控制方法，其特征在于：步骤C2中，对缺失