[发明专利]一种喷灌机的智能灌溉控制管理系统及管理方法

说明书

技术领域

本发明属于环境监控器，尤其涉及一种喷灌机的智能灌溉控制管理系统及管理方法。

背景技术

随着人类对环境的逐渐破环，全球气候变暖，使淡水水资源越来越少，而在农业园林中大量需要淡水资源，但是现有灌溉技术达不到我们理想的要求，不仅耗费人力物力，还消耗电力、水资源，造成了一定的资源浪费。并且现有喷灌技术在自动完成喷灌这一方面效果不佳，没有一个完善的控制管理系统，在大面积的喷灌中没有良好的优势，从而造成一些农业上的不必要损失。

随着互联网的普及，Internet对人们生活方式的影响越来越巨大，并将继续在未来的各领域持续发挥其影响力。集成了网络技术、嵌入式技术、微机电系统及传感器技术的无线传感器网路将Internet从虚拟世界延伸到物理世界，从而将逻辑上的信息世界与真实物理世界融合在一起，改变了人与自然交互的方式，满足了人们对“无处不在”的网络的需求。

物联网的定义是：通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

无线传感器网络由大量低功耗、低速率、低成本、高密度的微型节点组成，节点通过自我组织、自我愈合的方式组成网络。如果在传感器网络节点直接采用现有的路由器，不但难于实现多平台无线网络设备接入，且组网成本高，难于与Internet无缝链接，限制了物联网的推广应用。

目前，开关电源具有节省材料和节约能源两大特点，是国家大力支持与发展的一大领域。目前开关电源技术正朝着高频、软开关、数字化、功率因数校正和模块化方向发展。软开关技术的目的是为了降低开关损耗和开关噪声对电路的影响，提高开关电源的效率。传统硬开关电源的开关损耗占整个开关电源损耗的50％到60％。这个比例还会随着开关电源频率的增加而增大。软开关技术的出现从本质上消除或降低了开关电源的开关损耗，同时也降低了开关器件的开关应力，能够延长开关器件的寿命。为了达到最高效率，软开关电源必须工作在谐振频率点上。传统的调频型软开关电源为了调整输出电压(电流)，通常需要改变电源的工作频率，从而导致电源无法一直工作在最大效率频点上。

传统软开关电源通过调节开关频率来控制电源输出的同时会导致电源效率下降。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有灌溉技术达不到理想的要求，不仅耗费人力物力，还消耗电力、水资源，造成了一定的资源浪费，在自动完成喷灌这一方面效果不佳，没有一个完善的控制管理系统，在大面积的喷灌中没有良好的优势，从而造成一些农业上的不必要损失，而且智能化控制差；

现有技术以人工监测为主，设备繁多，不具有通用性，很是费时费力；而且无线传感器网络速度低、成本高、难于实现多平台的互联。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种喷灌机的智能灌溉控制管理系统及管理方法，

本发明是这样实现的，一种喷灌机的智能灌溉控制管理系统，所述喷灌机的智能灌溉控制管理系统及管理方法，包括外壳和内部的机芯电路板，所述外壳的背板四角设置有固定圆孔，所述外壳侧面通过导线连接有电源插头，所述机芯电路板镶嵌有控制单元、wifi模块、报警系统、开关管理器、接收器；灌溉区内插接有温湿度传感器；灌溉区上插接的立杆上镶嵌有用于拍摄植物生长状况的摄像头；

所述温湿度传感器、摄像头采集到的信息经控制单元处理后，由wifi模块将无线信号依次传输到与其无线连接的中继器和交换机，再传递到远程的物联网服务器，物联网服务器再将信号传递到监控中心或移动终端；所述开关管理器、接收器通过导线连接控制单元；

所述外壳壳体为网格状结构；

所述控制单元包括近程控制端和远程控制端，报警系统连接近程控制端，报警系统还经过物联网服务器通过机芯电路板镶嵌的GSM发射模块连接远程控制端，该远程控制端与监控中心或移动终端连接；

所述的温湿度传感器、摄像头通过有线或无线连接近程控制端，还经过物联网服务器连接远程控制端。

喷灌机的智能灌溉控制管理系统利用迭代学习控制算法，以输出值和期望值之间的差值对控制信号进行实时调整，使系统具备跟踪性能，控制算法如下：

将土壤实时含水率以p(t)表示，灌水量以c(t)表示，土壤水含量状态以q(t)表示，则自动灌溉系统可以通过下式表示：

p(t)＝f(p(t),c(t),t)

q(t)＝g(p(t),t)