[发明专利]中心支轴式喷灌机控制系统及方法

权利要求书

1.一种中心支轴式喷灌机控制系统，其特征在于由远程操控客户端101、灌溉服务器102、前端控制服务器103、前端通讯网关104、中心控制器105、现场操控器109、塔架单元控制器106以及智能传感单元107、智能控制单元108组成。

2.如权利要求1所述中心支轴式喷灌机控制系统，其特征在于：远程操控客户端101实现一个可视化的中心支轴式喷灌机操作控制界面，可供用户配置管理系统、选择控制模式、进行控制操作，可将客户的操作转化为操作控制命令，通过网络传输到灌溉服务器102，并能接收前端控制服务器103通过灌溉服务器102返回的中心支轴式喷灌机及其附属设备的状态或报警信息以及土壤湿度、地温、光照度、降雨量等信息，并在相应界面上显示出来。

3.如权利要求1所述中心支轴式喷灌机控制系统，其特征在于：灌溉服务器102，通过网络连接多个和多种形式的远程操控客户端101和多个前端控制服务器103，然后通过前端控制服务器103连接前端通讯网关104、中心控制器105、现场操控器109、塔架单元控制器106以及智能传感单元107、智能控制单元108等前端设备。

4.如权利要求1所述中心支轴式喷灌机控制系统，其特征在于：前端控制服务器103是中心支轴式喷灌机控制系统的组织者，每套中心支轴式喷灌机配置一台前端控制服务器104，它接收灌溉服务器102或现场操控器109的控制命令，通过前端通讯网关104连接和控制管理前端的中心控制器105、塔架单元控制器106以及智能传感单元107、智能控制单元108，并将塔架单元控制器106以及智能传感单元107、智能控制单元108所返回的各个塔架的状态和土壤湿度、地温、光照度、降雨量等信息回传给灌溉服务器102。

5.如权利要求1所述的中心支轴式喷灌机控制系统，其特征在于：前端通讯网关104一方面通过通讯线(如RS232、USB、ETHERNET等)与前端控制服务器103连接，另一方面通过可以组网的通讯方式(如RS485、CAN、ZIGBEE、ETHERNET等)连接中心控制器105、塔架单元控制器106以及智能传感单元107、智能控制单元108，使得前端控制服务器103与中心控制器105、塔架单元控制器106以及智能传感单元107、智能控制单元108之间实现应用级透明的信息传输。

6.如权利要求1所述的中心支轴式喷灌机控制系统，其特征在于：中心控制器105由MCU及其附属电路以及控制执行电路构成。

7.如权利要求1所述的中心支轴式喷灌机控制系统，其特征在于：塔架单元控制器106由MCU及其附属电路以及传感器电路、控制执行电路构成。

8.如权利要求1所述的中心支轴式喷灌机控制系统，其特征在于：智能传感单元107可以是智能土壤湿度传感器、智能地温传感器、智能降雨量传感器、智能光照强度传感器，由MCU及其附属电路以及传感器电路构成。

9.如权利要求1所述的中心支轴式喷灌机控制系统，其特征在于：智能控制单元108由MCU及其附属电路以及控制执行电路构成。 

10.如权利要求1所述的中心支轴式喷灌机控制系统，其特征在于：现场操控器109可以是手持遥控器或集成安装于中心控制器105的有操控界面的人机交互设备。

11.如权利要求1所述中心支轴式喷灌机控制系统，其特征在于：软件系统由远程操控客户端软件200、灌溉服务器软件203、前端系统软件208构成；

其中远程操控客户端200分为智能手机客户端203和浏览器客户端204，其中智能手机客户端201有操控界面模块和配置界面模块；浏览器客户端202使用任意的浏览器软件；

其中服务器软件203为开放式多层架构：表现层204实现提供给浏览器下载的配置管理界面、操控界面和系统维护界面；业务逻辑层205实现系统维护、配置管理、灌溉控制、灌溉决策、报警处理等业务处理功能；持久层206提供系统管理数据库、灌溉知识数据库以及作物需求数据库，接口层207提供灌溉控制和现场数据采集的接口，持久层206和驱动层207处于同一层；

其中前端软件208实现现场操控器处理、报警控制处理、执行器控制和传感器控制。

12.一种中心支轴式喷灌机控制方法，其特征在于：

系统使用方法为：

步骤一、进行系统配置：通过配置管理界面输入灌溉机及其附属设备信息、前端设备信息、作物需求信息、灌溉知识信息，在系统建立相应数据库；

步骤二、打开远程操控终端或前端操控器，以合法用户注册进入系统，系统根据该远程操控终端或前端操控器的权限，检索其权限范围内的喷灌机及其，自动检查终端或操控器与前端控制服务器的通讯状态，显示为“在线”或“下线”；

步骤三、操作者选择想要控制的“在线”喷灌机为“当前喷灌机”；

步骤四、选择自动控制灌溉模式或人工控制灌溉模式。如选择了自动控制灌溉模式，则不需要人工操作，系统自动控制中心支轴式喷灌机进行灌溉；如选择了人工控制灌溉模式，在确认选择“当前喷灌机”后，进入该喷灌机的控制和状态显示界面，根据前端控制服务器传来的喷灌机状态，在此界面显示出来，根据当前所处状态和操作者的意图，进入下面分步骤：

1)开喷灌机三相电源：在喷灌机三相电断开状态下，按下操作界面“开电源”按钮，喷灌机三相电上电；

2)启动喷灌：在三相电上电状态，按操控界面上“正转”或“反转”按钮选择正/反转，用拖动条调整行走速度百分比，最后按下操控界面上的“启动”按钮；

3)停止喷灌机：在喷灌机“启动”状态下，按下遥控器“停止”按钮。

4)关喷灌机三相电源：在喷灌机“三相电开”、“喷灌机停止”状态下，按下操作界面“关 电源”按钮，喷灌机三相电断电；

5)完成控制每一步的操控，系统会自动检测喷灌机当前运行状态显示在操控界面；

另外，当喷灌机系统有报警信息，如某一塔架发生故障或电机过热时，系统会自动控制停止灌溉和行走，并向操控客户端发报警信息，如果远程操控客户端是智能手机，将向手机发送短信报警；当报警发出后，系统每隔一段时间再次发出报警，直到客户按下操控界面上的“消除报警”按钮。