一种光伏发电智能农业系统及其灌溉方法与流程

本发明涉及智能农业领域，特别涉及一种光伏发电智能农业系统及其灌溉方法。

背景技术：

农业生产目前趋向于智能化、无人化操作，尤其是自动灌溉。现在很多的农场主，运用自动灌溉技术为农田进行浇水和喷洒农药。并且由于农业生产主要分为两种，一种是大棚种植，在大棚内部种植，阳光不能直射，因此大棚内部自身有一套管理温湿度的体系；另一种也是应用更广泛的，也就是露天养殖。

在露天养殖中，阳光往往直射到种植物上，因此及时地灌溉变得非常重要。因此，在灌溉的时机通过种植者肉眼观察或者自动设置程序，这种方式始终会出现部分地方的灌溉不能达标。

另外，在露天养殖中，太阳能成为了一种可以利用的资源，通常种植者通过光伏组件为存储电量，用于照明或者其他设备，缺少了智能化的应用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种光伏发电智能农业系统及其灌溉方法，能够通过光伏发电智能地调控田地中的灌溉方式和灌溉流量，以及为自动灌溉的设备供电。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种光伏发电智能农业系统，包括：

多个光伏发电组件，所述光伏发电组件具有一强度检测元件；

一控制中心，所述控制中心通信连接所述光伏发电组件和所述灌溉组件，所述控制中心控制输出一初始灌溉任务，当所述控制中心接收并比较所述强度检测元件的强度检测信号以输出一修正灌溉任务；以及

一灌溉装置，所述灌溉发电组件通电连接所述灌溉装置，所述灌溉装置执行所述初始灌溉任务和所述修正灌溉任务。

优选地，所述控制中心包括一信号接收单元、一信号处理单元和一信号执行单元，其中所述信号接收单元通信连接所述强度检测元件，所述信号接收单元通信连接所述信号处理单元，所述处理单元对所述强度检测元件的信号进行比较以输出一修正信号，所述信号处理单元通信连接所述信号执行单元，所述信号执行单元可控制地连接所述灌溉装置，以完成灌溉装置的所述灌溉水量的修正。

优选地，所述灌溉装置包括一设备平台和多个灌溉无人机，所述设备平台连接所述灌溉无人机并为所述灌溉无人机提供电能，所述灌溉无人机通信连接所述信号执行单元，所述信号执行单元能够控制所述灌溉无人机完成所述灌溉水量的修正。

优选地，所述设备平台具有一蓄电池组，所述蓄电池组通电连接所述光伏发电组件。

优选地，所述光伏发电组件还包括一定位元件，所述定位元件提供所述光伏发电组件的位置信息，所述控制中心接收所述位置信息形成多个养殖区域。

优选地，所述灌溉无人机包括一摄像组件，所述摄像组件获取所述灌溉无人机和所述光伏发电组件的位置信息，所述摄像组件通信连接所述控制中心。

优选地，所述灌溉装置还包括一灌溉管道，所述灌溉管道在多个养殖区域中设置有多个灌溉口，在所述灌溉口设置有一流量调节元件，所述控制中心通信连接所述流量调节元件，以调节不同养殖区域中的所述灌溉管道的流量。

本发明还提供了一种灌溉方法，包括以下步骤：

(a)获取不同养殖区域的所述强度检测元件的强度检测信号；以及

(b)比较所述强度检测信号和预设光照强度，当所述强度检测信号所生成的光照强度较大时，调整所述灌溉口的所述流量调节元件以对所述养殖场的不同养殖区域进行灌溉。

优选地，所述步骤(b)被实施为以下步骤：

(b11)监控不同养殖区域的所述强度检测元件所在的养殖区域与所述灌溉无人机的位置信息；以及

(b12)生成一修正灌溉流量，调节所述灌溉无人机在经过相应的养殖区域时输出所述修正灌溉流量。

优选地，所述步骤(b)被实施为以下步骤：

(b21)监控不同养殖区域的所述强度检测元件所在的养殖区域与所述灌溉无人机的位置信息；以及

(b22)生成一修正灌溉路径，调节所述灌溉无人机的优先灌溉顺序。

采用上述技术方案，由于所述光伏发电组件和所述灌溉装置相互通信连接，使得所述光伏发电智能农业系统能够根据不同区域的光照强度调整灌溉模式，以增加灌溉的效率和种植物的产量。

附图说明

图1为本发明所述光伏发电智能农业系统的系统示意图；

图2为本发明所述光伏发电智能农业系统的场景示意图；

图3a为本发明所述光伏发电智能农业系统的其中一种场景操作示意图；

图3b为本发明所述光伏发电智能农业系统的另一种场景操作示意图；

图4为本发明所述光伏发电智能农业系统的另一种实施方式的场景操作示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明提供了一种光伏发电智能农业系统，其中所述光伏发电智能农业系统应用于一养殖地中，并且能够智能地控制所述养殖地中的灌溉模式。

具体地，所述光伏发电智能农业系统包括一光伏发电组件10，所述光伏发电组件10设置在所述养殖地中，所述养殖地是露天养殖，使得所述光伏发电组件10设置在露天，以能够接受太阳能完成。

所述光伏发电组件10上设置有一强度检测元件11，所述强度检测元件11检测光照的强度，在本发明中，检测的方式可以通过单位时间内存储的电量多少来检测光照的强度。一般地，单位时间内存储的电量越多，光照的强度越强。因此所述强度检测元件11检测到当前的光照强度。

所述光伏发电智能农业系统应用于一养殖地，所述养殖地分为多个养殖区域，在不同的所述养殖区域中可以种植有不同的种植物。不同的种植物所需求的灌溉流量不同，因此在每一养殖区域中配置有一强度检测元件11。

需要注意的是，所述光伏发电组件10设置有一定位元件12，所述定位元件12能够输出当前所述光伏发电组件10的位置信息，根据所述位置信息能够区分不同的养殖区域。

进一步地，所述光伏发电智能农业系统包括一灌溉装置20，所述灌溉装置20设置在所述养殖地中，用以为种植物进行灌溉。

进一步地，所述光伏发电智能农业系统包括一控制中心30，所述控制中心30获取到所述强度检测元件11所检测的强度检测信号，根据所述强度检测信号输出当前养殖区域中的光照强度，进而根据所述光照强度进行水量的调节。

具体地，所述光伏发电智能农业系统的所述控制中心30包括一信号接收单元31、一信号处理单元32和一信号执行单元33。在系统开始时，所述信号处理单元32输出一初始灌溉任务，所述信号执行单元33可控制地连接所述灌溉装置20，并且执行所述初始灌溉任务。

针对所述初始灌溉任务，在通常情况下，所述灌溉装置20能够完成按照预定的水量进行灌溉。也就是说，所述灌溉装置20设置有一预定灌溉流量，所述预定灌溉流量可以是通过以往的经验在所述控制中心30进行设定。

所述信号接收单元31接收到所述定位元件12的位置信息，所述信号处理单元32能够根据所述位置信息生成多个养殖区域。

所述信号接收单元31接收到所述强度检测元件11所输出的强度检测信号，通常地，所述初始灌溉任务中所对应的初始光照强度。当所述强度检测元件11所检测到的强度信号经过处理后输出当前光照强度，而此时所述信息处理单元32比较所述初始光照强度和当前光照强度，即可调节所述预定灌溉流量。

可以理解的是，所述信号处理单元32比较当前光照强度和初始光照强度，当当前光照强度和初始光照强度大致相似时不需要进行调节所述预定灌溉流量；当当前光照强度小于初始光照强度时，则减少预定灌溉流量；当当前光照强度大于初始光照强度时，则增加预定灌溉流量。

也就是说，所述信号处理单元32处理所述当前光照强度，并输出一修正灌溉流量，进而通过所述信息执行单元33对所述灌溉装置20的所述预定灌溉流量进行修正。

如图2所示，所述灌溉装置20包括一设备平台21和多个灌溉无人机22，当所述灌溉装置20的所述设备平台21电连接所述光伏发电组件10，使得所述光伏发电组件10为所述设备平台21进行充电，所述设备平台21具有一蓄电池组210，所述蓄电池210能够为所述灌溉无人机22进行充电。

所述灌溉无人机22通信地连接所述控制中心30，所述控制中心30的所述信息处理单元32输出一初始灌溉任务，所述初始灌溉任务通过所述信息执行单元33对所述灌溉无人机22进行执行。优选地，所述灌溉无人机22能够装载一定量的水或者药水。按照所述初始灌溉任务，所述灌溉无人机22设定一初始灌溉路径和一初始灌溉流量。

同时根据所述灌溉无人机22以所述初始灌溉路径和所述初始灌溉流量对所述养殖场进行灌溉，其中所述控制中心30通信连接所述灌溉无人机22，使得所述灌溉无人机22设定所述初始灌溉路径，按照所述行驶路径对所述养殖场进行灌溉。

所述养殖场根据所述光伏发电组件10分为多个养殖区域，每一养殖区域中的光照强度在一般情况下是维持平均光照水平，所述控制中心30的所述信号接收单元31接收到所述强度检测元件11所检测到的强度检测信号，并且所述信号处理单元32对所述强度检测信号进行比较，当所述强度检测信号所生成的光照强度相比于预设的光照强度较大。

此时所述信号处理单元32输出一调整信号，进而调整所述灌溉无人机22对所述养殖区域中的灌溉进行调整。

如图3a所示，第一种调整方式是通过调整所述灌溉流量，所述信号处理单元32输出一灌溉流量调整信号，以调整所述灌溉无人机22的初始灌溉流量以输出一调整灌溉流量。所述调整灌溉流量是当所述灌溉无人机22经过所述强度检测信号所生成的光照强度较大的所述养殖区域时改变为所述调整灌溉流量，而所述灌溉无人机22离开所述灌溉区域时，即可恢复为所述初始灌溉流量。

需要注意的是，所述灌溉无人机22设置有一摄像组件220，所述摄像组件220通信地连接所述控制中心30，所述摄像组件220所拍摄的图像信号被所述信号接收单元31所接收，所述信号处理单元32处理所述图像信号以定位所述灌溉无人机22和所述光伏发电组件10的位置信息，进而控制所述灌溉无人机22在所述养殖区域中是否进行初始灌溉流量还是调整灌溉流量。

如图3b所示，第二种调整方式是通过调整所述灌溉无人机的行驶路径，所述信号处理单元32输出一路径调整信号，以调整所述灌溉无人机22的初始灌溉路径以输出一调整灌溉路径。所述灌溉调整路径是所述灌溉无人机22调整当前路径，优选选择光照强度较大的所述养殖区域进行灌溉。

需要注意的是，所述灌溉无人机22设置有一摄像组件220，所述摄像组件220通信地连接所述控制中心30，所述摄像组件220所拍摄的图像信号被所述信号接收单元31所接收，所述信号处理单元32处理所述图像信号以定位所述灌溉无人机22和所述光伏发电组件10的位置信息，进而控制所述灌溉无人机22在所述养殖区域中按照所述灌溉路径行驶。

如图4所示，在另一个实施方式中，所述灌溉装置20包括一灌溉管道23，所述灌溉管道23铺满所述养殖场，所述灌溉管道23具有多个灌溉口230，所述灌溉口230上设置有一流量调节元件231，所述光伏发电组件10分别设置在所述养殖场的多个养殖区域，所述灌溉口230分别设置在所述养殖区域中。

当所述信号接收单元31接收到其中一个所述养殖区域的所述强度检测元件11的强度检测信号所生成的光照强度，所述信号处理单元32比较当前光照强度和初始光照强度，当当前光照强度和初始光照强度大致相似时不需要进行调节所述预定灌溉流量；当当前光照强度小于初始光照强度时，则减少预定灌溉流量；当当前光照强度大于初始光照强度时，则增加预定灌溉流量。

换句话说，所述信号处理单元32处理并生成一修正灌溉流量，使得当前养殖区域中的所述灌溉口23的所述流量调节元件230进行相应的调节，以调节当前养殖区域中灌溉的水量。

也就是说，所述信号处理单元32处理所述当前光照强度，并输出一修正灌溉流量，进而通过所述信息执行单元33对所述灌溉装置20的所述预定灌溉流量进行修正。

因此，根据所述光照强度的变化，所述光伏发电智能农业系统能够进行智能地调整灌溉模式。

根据上述系统内容，本发明进一步地提供了一灌溉方法，包括以下步骤：

(a)获取不同养殖区域的所述强度检测元件的强度检测信号；以及

(b)比较所述强度检测信号和预设光照强度，当所述强度检测信号所生成的光照强度较大时，调整所述灌溉口的所述流量调节元件以对所述养殖场的不同养殖区域进行灌溉。

根据上述灌溉方法，所述步骤(b)被实施为以下步骤：

(b11)监控不同养殖区域的所述强度检测元件所在的养殖区域与所述灌溉无人机的位置信息；以及

(b12)生成一修正灌溉流量，调节所述灌溉无人机在经过相应的养殖区域时输出所述修正灌溉流量。

根据上述灌溉方法，所述步骤(b)被实施为以下步骤：

(b21)监控不同养殖区域的所述强度检测元件所在的养殖区域与所述灌溉无人机的位置信息；以及

(b22)生成一修正灌溉路径，调节所述灌溉无人机的优先灌溉顺序。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。