[发明专利]节水型农业生态信息采集系统

摘要

节水型农业生态信息采集系统，该设备能实现灌区内生态信息的采集、存储、处理和上报等。设备的功能主要包括水位、雨量、蒸发量、温度、风力、地理坐标和土壤墒情信息的采集；闸门的智能PID控制及对闸位图像信息的采集传输。该设备采用太阳能的供电方式并对电源综合管理，以达到对电能的高效利用。设备具有GPRS、3G、光纤三种通信方式，能够很好的与当地通信网络兼容。

主权项

节水型农业生态信息采集系统，根据采集的信息对闸门驱动设备进行控制，其特征在于该系统由主控制模块、多传感器设备、数传模块、电源模块、闸门驱动设备、视频图像采集器组成，其中主控制模块由微控制器（1）、键盘（2）、LCD（3）、实时时钟（4）、数据存储器（5）、ADC（6）、在线编程调试接口（7）、串行接口（18）、光电隔离电路（15）、USB（19）组成；传感器设备（17）由翻斗式雨量传感器（2‑4）、风速仪（2‑5）、温度传感器（2‑6）、土壤含水分传感器（2‑7）、蒸发量传感器（2‑8）组成；数传模块有GPRS/3G（8）、光纤（9）三种通信接口；电源模块是太阳能（10）和蓄电池（12）的供电方式，主要包括充电电路（11）、电源管理电路（13）和电源电压检测电路（14）；灌区内水文、气象、环境数据自动采集、存储、处理、传输功能是通过上述多传感器设备采集数据信号，将这些微弱的电流信号通过光电隔离电路（2‑3）和信号调理电路（2‑2）后送入到信息采集器（2‑1）的ADC（6）中进行采集；微控制器（1）将存储器（5）内的数据和实时时钟（4）数据转化成适合串口（18）通信的Modbus通信协议形式，通过通信模块将数据上传监控中心并在中心地理信息系统上更新显示数据，通过专家系统实现多传感器数据的信息融合做出决策的一体化；通过雨量传感器（2‑4）采集降雨量信息；通过风速仪（2‑5）采集当地风速；通过温度传感器（2‑6）采集温度；通过土壤含水量传感器（2‑7）采集土壤墒情；蒸发量传感器（2‑8）采集土壤的蒸发量信息；远程闸门监控是由水位传感器（3‑2）、闸门（3‑3）、光电编码器（3‑4）、闸门驱动装置（3‑5）、视频图像采集器组成，其中视频图像采集器包括解码器（3‑6）、云台（3‑7）、视频摄像机（3‑8），监控中心通过水位仪（3‑2）采集闸门（3‑3）前后的水位数据后，根据供配水计划控制闸门（3‑3）的开度；闸门（3‑3）的启闭是由节水型农业生态信息采集器（3‑1）的控制模块控制闸门驱动装置（3‑5）来实现，其中控制模块集成了模糊PID控制算法，在对闸门远程控制的过程中，视频图像采集器能对闸位进行视频监控，其通过USB（19）将图像数据存入信息采集器（3‑1）的存储器（5）内，并压缩上传至监控中心以达到对闸门实时监控的目的。