[发明专利]中心支轴式喷灌机控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种灌溉设备控制系统及方法，特别是一种中心支轴式喷灌机控制系统及方法。

背景技术

喷灌设备的类型很多，其中以中心支轴式喷灌机的自动化程度较高。其输水主管装在一列带行走轮的塔架上，各塔架由电动机驱动，绕一端的中心支轴作圆周运动，压力水自中心沿输水主管输送，再沿支管通过各喷头喷出。目前市场上中心支轴式喷灌机的控制系统方法是，在喷灌机中心支架上安装一个中枢控制箱，控制箱内设启动、停止、正/反转、行走速度比例等控制按钮、旋钮及相应接触器、继电器等控制器件和电路。在每一段塔架上，有一个控制箱，由微动开关、接触器、热保护继电器等组成用以控制本段塔架的电机及电机热保护。其中中枢控制箱内的启动开关控制末端塔架电机，末端塔架行走与次末端塔架形成一定角度后，机械机构触动次末端的微动开关，控制次末端塔架电机的接触器吸合，从而带动次末端行走，以此类推逐段实现系统的启动控制。通常操作人员通过手动操作位于中央点的中枢控制柜中的旋钮、开关等来控制圆形喷灌的运行/停止、正/反转、行走速度等参数。当中心支轴式喷灌机某段塔架发生保护时，维护人员要靠肉眼观察位于塔架顶端的报警灯，然后再在故障塔架和中心控制柜间反复走才能排除故障。这样，不仅维护人员劳动强度大，还可能因不能及时处理故障而发生因塔架行走启动传动失灵而产生的前端的塔架行走，后面的塔架未及时启动而使得喷灌输水主管被扭断等更大的故障。发明专利申请201010588622.2“中心支轴式喷灌机控制系统及方法”公布了一种使用手持遥控器的控制方法，但该技术只可用于一对一的控制，管理功能较弱，不能满足多个喷灌机统一控制的需求，也没有根据土壤湿度自动控制灌溉的功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于中心支轴式喷灌机的智能控制系统，实现用多种终端对多个喷灌机的遥控；实现对土壤湿度、地温、降雨量、光照度的采集，根据这些数据和作物需求自动控制灌溉；实现灌溉机状态实时查看和实时报警；实现对多台灌溉机的统一管理；实现对中心支轴式喷灌机灌溉不到的“旱角”的补充灌溉控制。

本发明的技术方案如下：

本发明的中心支轴式喷灌机控制系统由远程操控客户端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。系统有人工控制模式和自动控制模式，在人工控制模式下通过远程操控客户端101或现场操控器109的操作界面，可实现对中心支轴式喷灌机系统及附属部件的遥控操作和管理；在自动控制模式下，可在任意时刻查看控制范围内灌溉系统的实时状态；在任何模式、任何时间、任何地点，远程操控客户端101和现场操控器109可接收来自系统内任意前端控制服务器103发来的报警信息并进行处理。

其中远程操控客户端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。其硬件可以是但不限于标准的PC机、平板电脑、智能手机以及有足够处理能力的类似设备。

其中灌溉服务器102作为系统的核心，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，实现对整个中心支轴式喷灌机及附属传感器的控制、管理；通过对智能传感单元107采集的土壤湿度、地温、光照度、降雨量等信息进行储存和分析处理，实现对中心支轴式灌溉机的自动控制；接收前端控制服务器103分析和处理过的智能传感器107和塔架单元控制器106发出的报警信息，并向设定的远程操控终端101发出报警。其硬件可以是但不限于标准的服务器或PC机以及由有足够处理能力的类似设备。