[发明专利]用于控制灌溉系统和辅助设备的功能的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于控制灌溉系统和辅助设备的功能的方法和装置，特别是一种用于利用实时操作系统(RTOS)来控制灌溉系统的功能和与相关的设

现有的机械化灌溉系统和元件是独立控制的，因此基于另一个机械化灌溉元件的操作条件来手工开启或关闭、或调节每一个元件。传统的现有技术中的灌溉系统需要操作员手工操作和干预。例如，假如操作员决定土壤湿度是需要灌溉的情况，则操作员必须开启水阀、水泵和灌溉系统。操作员允许系统操作直到操作员确定土壤湿度满足需要为止。此外，在某些情况下，操作员将确定植物疾病可能存在的情况，假如这样的话，就开启灌溉/化学灌溉(chemigation)设备来治疗植物病。当农作物已经治愈了植物病时，操作员将关闭灌溉/化学灌溉(chemigation)设备。土壤湿度、天气状况等等的人工监视、以及灌溉、化学灌溉(chemigation)和它的辅助设备的人工控制是复杂又耗时的劳动。

本发明包括一个实时操作的软件程序或一个实时操作系统(RTOS)，它连续的监视一个或多个土壤湿度传感器和/或气象站并且它控制一个灌溉系统和另外的辅助设备的操作。在RTOS和湿度传感器和/或气象站之间的连接可能是硬连线的连接或借助于传统的无线技术。RTOS包括自定义的土壤湿度、水量需要和植物病模型。RTOS将基于土壤湿度、水量需要和植物病模型来自动开启灌溉系统和/或化学灌溉(chemigation)系统。RTOS还基于灌溉系统的要求来开启系统的其它设备，例如阀、泵等。

因此，本发明的一个原理性的目的是通过实时操作的软件程序的使用(实时操作系统)来提供一种用于控制灌溉和/或化学灌溉(chemigation)系统的辅助设备的功能的方法和装置。

本发明的另一个目的是提供一种用于自动监视并控制消除了任何需要人的干预的灌溉系统的功能的方法和装置。

本发明的再一个目的是提供了一种用于监视并控制灌溉系统的功能的方法和装置，它利用自定义相关性的装置来控制在灌溉设备、泵、压力传感器、柴油发电机等之间的相互作用。

本发明的又一个目的是提供一种用于监视并控制灌溉系统的功能和辅助设备的方法和装置，其中在自动方式下RTOS利用提供的“闭环”操作系统来确定需要的灌溉/化学灌溉(chemigation)和控制灌溉/化学灌溉(chemigation)设备。

本发明的还有一个目的是提供一种利用来自气象站传感器的和/或湿度传感器的数据控制灌溉系统的功能和另外的辅助设备的方法和装置。

这些和其它的目的对于本领域有经验的人来说是很明显的。

图1是一个描述用于控制灌溉系统的功能和辅助设备的装置的示意图。

在图1中，编号10是指一种传统的中心转轴灌溉系统。灌溉系统10可以包括一种用于将化学药品应用到生长在田地里的庄稼上的传统的化学灌溉(chemigation)系统。通常系统10包括辅助设备，例如传统的泵、压力传感器、柴油发电机等。尽管描述了一种中心转轴灌溉系统，在这里将被描述的本发明没有限制在中心转轴灌溉系统，而且可以应用到线性灌溉系统、滴灌系统和其它类型的灌溉系统中。

编号12是指一个计算机，它也可以硬连线到灌溉系统的控制元件或通过传统的无线技术连接到那。计算机12包括操作在实时状态下的一个软件程序，通常称为实时操作系统(RTOS)，用于监视土壤湿度以及天气状况和控制灌溉系统的所有元件或设备，例如阀、泵、压力传感器、柴油发电机等等。RTOS提供一种不需要任何人干预的“闭环”操作系统。如图1所示，RTOS有从安装在灌溉区域的一个或多个土壤湿度传感器读数据和/或从传统的气象站读数据的能力。土壤湿度传感器最好安装在灌溉区域，尽管不是必须安装在灌溉区域。土壤传感器可以仅仅用作相对测量。例如，假如土壤湿度传感器在区域A，并且湿度是区域B的两倍，因为该相对测量，土壤湿度传感器的读取可以用于控制区域B灌溉。假如使用气象站，它可以不必须安装在灌溉区域，而是安装在该区域的附近或在与灌溉区域的天气类似的位置。然后，气象站计算基于通过植物的蒸发、灌溉、降雨和用水的土壤湿度。气象站也可以收集涉及出现的关于植物病的情况的数据。土壤湿度传感器和气象站也可以硬布线到计算机12或通过传统的无线技术与之通信。通过其中的软件程序，计算机12连续监视湿度传感器和/或气象站并且自动地与灌溉系统的控制元件通信以便基于自定义的水需要来启动灌溉系统。计算机RTOS也有能力基于灌溉系统的需要来开启控制元件，例如阀、泵等设备。RTOS也有能力基于软件中的植物病模型来开启与出现植物病情况的灌溉系统相关的化学灌溉(chemigation)设备。