一种基于中国移动ONENET板的棉花水肥控制系统

一种基于中国移动onenet板的棉花水肥控制系统
技术领域
1.本发明属于水肥控制技术领域，具体涉及一种基于中国移动onenet板的棉花水肥控制系统。


背景技术：

2.传统的水肥控制系统通过借助压力灌溉系统或地形自然落差，将液体肥料与灌溉水一起，通过管道系统按比例在设定时间内直接提供给作物，满足作物对水分和养分的需求，水肥施用的精度情况往往与设定的施用时间密切相关。设定的施用时间过长会造成水肥资源浪费与环境污染，设定的施用时间过短又会造成水肥施用不足，作物营养缺失、产量下降。因此，根据作物养分需求规律进行水肥施用是解决水肥资源使用问题的关键。为此，本发明提供了一种基于中国移动onenet板的棉花水肥控制系统，可使土壤含水量和土壤电导率保持在棉花生长的适宜范围内，实现了精确施肥的目的。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于中国移动onenet板的棉花水肥控制系统，通过采用低成本的传感器和联网模块作为数据收集和传输工具，数据经融合后传输到中央控制单元，由中央控制单元的决策支持系统做出决策，将决策信号通过电机驱动模块控制水肥施用单元进行精确施肥。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于中国移动onenet板的棉花水肥控制系统包括监测节点、中央控制单元和水肥施用单元，其特征在于，所述监测节点包括空气温湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤电导率传感器和wifi模块，所述中央控制单元包括中国移动onenet板、电磁流量计和电机驱动模块，所述水肥施用单元包括水泵、肥泵、滴灌管道和棉田。
5.进一步地，所述电机驱动模块包括智能功率模块和串口转空间矢量脉宽调制模块，串口转空间矢量脉宽调制模块接收来自中国移动onenet板的主控芯片发送的决策信号，串口转空间矢量脉宽调制模块输出对应频率和占空比的三相六路空间矢量脉宽调制波，然后经智能功率模块驱动水泵和肥泵的运行。
6.进一步地，所述监测节点的空气温湿度传感器选用sht20温湿度传感器、土壤湿度传感器选用rs-ws-*-tr-1土壤湿度传感器、土壤电导率传感器选用st-ec-v23-a1土壤电导率传感器，wifi模块选用node mcu作为数据传送的微控制器，汇总从传感器测量的数据，监测节点在棉田中采用正六边形的部署方式，为增强数据上行传输能力，在正六边形的中心位置增加汇聚节点。
7.进一步地，所述中央控制单元通过电机驱动模块与肥泵通过导线构成电连接，驱动肥泵以不同的转速运行，将储肥罐中的肥液泵出到滴灌管道中，进而流入棉田，滴灌管道在棉田中采用垂直的单级滴灌管路的方式排布。
8.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
9.1. 通过土壤电导率传感器和土壤湿度传感器采集土壤电导率和含水量信息，电磁流量计采集当前水肥施用量信息，收集的数据转发给wifi模块进行融合，然后通过网关传输到中央控制单元进行噪声检测与异常值消除，最后由决策支持系统做出决策。在决策支持系统中，通过比较土壤电导率、含水量和电磁流量计参数和它们设定的阈值来检查这些数据，进而做出决策的，所以具有更加精准的特点。
10.2. 通过监测节点和中央控制单元对棉田的土壤电导率和土壤含水量进行调控，将土壤电导率和土壤含水量控制在棉花生长最适宜的水平，实现了水肥的精确施用，减少了资源浪费与环境污染。
附图说明
11.图1为本发明一种基于中国移动onenet板的棉花水肥控制系统的示意图。
12.图2为本发明一种基于中国移动onenet板的棉花水肥控制系统的传感器部署结构图。
13.图中：1、水肥施用单元；2、监测节点；3、中央控制单元；4、棉田；5、空气温湿度传感器；6、土壤湿度传感器；7、土壤电导率传感器；8、wifi模块；9、中国移动onenet板；10、电磁流量计；11、电机驱动模块；12、串口转空间矢量脉宽调制模块；13、智能功率模块；14、水泵；15、肥泵；16、滴灌管道；17、储肥罐；18、汇聚节点。
具体实施方式
14.下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
15.实施例1
16.如图1所示，一种基于中国移动onenet板的棉花水肥控制系统包括监测节点、中央控制单元和水肥施用单元，所述监测节点包括空气温湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤电导率传感器和wifi模块，所述中央控制单元包括中国移动onenet板、电磁流量计和电机驱动模块，所述水肥施用单元包括水泵、肥泵、滴灌管道和棉田。
17.其中，所述电机驱动模块包括智能功率模块和串口转空间矢量脉宽调制模块。
18.其中，所述监测节点的空气温湿度传感器选用sht20温湿度传感器、土壤湿度传感器选用rs-ws-*-tr-1土壤湿度传感器、土壤电导率传感器选用st-ec-v23-a1土壤电导率传感器，wifi模块选用node mcu。
19.实施例2
20.如图1所示，一种基于中国移动onenet板的棉花水肥控制系统通过采用低成本的传感器和联网模块作为数据收集和传输工具，数据经融合后传输到中央控制单元，由中央控制单元的决策支持系统做出决策，串口转空间矢量脉宽调制模块接收来自中国移动onenet板的主控芯片发送的决策信号后输出对应频率和占空比的三相六路空间矢量脉宽调制波，然后经智能功率模块驱动水泵和肥泵以不同的转速运行，将储肥罐中的肥液泵出到滴灌管道中，进而流入棉田，实现精准施肥。
21.实施例3
22.如图2所示，一种基于中国移动onenet板的棉花水肥控制系统包括监测节点、中央控制单元和水肥施用单元，所述监测节点在棉田中采用正六边形的部署方式，为增强数据上行传输能力，在正六边形的中心位置增加汇聚节点，所述水肥施用单元的滴灌管道在棉田中采用垂直的单级滴灌管路的方式排布。
23.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员而言，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种基于中国移动onenet板的棉花水肥控制系统，包括监测节点（2）、中央控制单元（3）和水肥施用单元（1），其特征在于，所述监测节点（2）包括空气温湿度传感器（5）、土壤湿度传感器（6）、土壤电导率传感器（7）和wifi模块（8），所述中央控制单元（3）包括中国移动onenet板（9）、电磁流量计（10）和电机驱动模块（11），所述电机驱动模块（11）包括智能功率模块（13）和串口转空间矢量脉宽调制模块（12），串口转空间矢量脉宽调制模块（12）接收来自中国移动onenet板（9）的主控芯片发送的决策信号，串口转空间矢量脉宽调制模块（12）输出对应频率和占空比的三相六路空间矢量脉宽调制波，然后经智能功率模块（13）驱动水泵（14）和肥泵（15）的运行，所述水肥施用单元（1）包括水泵（14）、肥泵（15）、滴灌管道（16）和棉田（4）。2.根据权利要求1所述的一种基于中国移动onenet板的棉花水肥控制系统，其特征在于：所述监测节点（2）的空气温湿度传感器（5）选用sht20温湿度传感器、土壤湿度传感器（6）选用rs-ws-*-tr-1土壤湿度传感器、土壤电导率传感器（7）选用st-ec-v23-a1土壤电导率传感器，wifi模块（8）选用node mcu作为数据传送的微控制器，汇总从传感器测量的数据，监测节点（2）在棉田（4）中采用正六边形的部署方式，为增强数据上行传输能力，在正六边形的中心位置增加汇聚节点（18）。3.根据权利要求1所述的一种基于中国移动onenet板的棉花水肥控制系统，其特征在于：所述中央控制单元（3）通过电机驱动模块（11）与肥泵（15）通过导线构成电连接，驱动肥泵（15）以不同的转速运行，将储肥罐（17）中的肥液泵出到滴灌管道（16）中，进而流入棉田（4）。4.根据权利要求1所述的一种基于中国移动onenet板的棉花水肥控制系统，其特征在于：所述水肥施用单元（1）的滴灌管道（16）在棉田（4）中采用垂直的单级滴灌管路的方式排布。

技术总结
本发明公开了一种基于中国移动ONENET板的棉花水肥控制系统，包括监测节点、中央控制单元和水肥施用单元，所述监测节点包括空气温湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤电导率传感器和WIFI模块，所述中央控制单元包括中国移动ONENET板、电磁流量计和电机驱动模块，所述水肥施用单元包括水泵、肥泵、滴灌管道和棉田，通过本发明的技术方案，可使土壤含水量和土壤电导率保持在设定的阈值范围内，达到精确地调节水肥的目的。水肥的目的。水肥的目的。


技术研发人员：杜婵婵 张立新 燕永春 王江坤 王文东
受保护的技术使用者：石河子大学
技术研发日：2021.10.07
技术公布日：2022/5/25