一种基于物联网的农业种植用智能化灌溉监测系

本发明涉及农业种植监管，具体是一种基于物联网的农业种植用智能化灌溉监测系统。背景技术：1、农业种植是指人们通过耕种土地、栽培农作物的一种经济活动，它是人类最早的生产方式之一，也是人类社会发展的基础，农业种植不仅提供了人类的食物需求，还为经济增长和社会发展做出了重要贡献，农业种植包括各种农作物、林木、果树、药用和观赏等植物的栽培；2、在农业种植过程中需要对农业种植区域进行灌溉，目前难以基于物联网技术对农业种植区域的灌溉紧急性状况进行合理监测分析并精准反馈，存在水资源浪费和灌溉不及时的问题，且在灌溉过程中无法将灌溉设备运行状况分析和灌溉用水质量分析相结合以准确评估灌溉风险性，不利于进行灌溉监管；3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种基于物联网的农业种植用智能化灌溉监测系统，解决了现有技术难以基于物联网技术对农业种植区域的灌溉紧急性状况进行合理监测分析并精准反馈，且在灌溉过程中无法将灌溉设备运行状况分析和灌溉用水质量分析相结合以准确评估灌溉风险性，灌溉监管难度大且智能化程度低的问题。2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：3、一种基于物联网的农业种植用智能化灌溉监测系统，包括物联网平台、灌溉紧急性评估模块、灌溉全面监控模块、灌溉设备监评模块和远程管控终端；灌溉紧急性评估模块获取到所需监测的农业种植区域，在农业种植区域中布设若干个种植监测点，将对应种植监测点标记为目标点i，且i为大于1的自然数；通过灌溉紧急性评估分析以生成灌溉高紧急信号、灌溉低紧急信号或灌溉非紧急信号，且将灌溉高紧急信号或灌溉低紧急信号经物联网平台发送至远程管控终端；4、在生成灌溉高紧急信号时通过灌溉设备对农业种植区域进行灌溉，在生成灌溉低紧急信号时根据需要选择是否对农业种植区域进行灌溉；灌溉全面监控模块对灌溉过程进行全面监控，并通过分析以生成灌溉高风险信号或灌溉低风险信号，在生成灌溉高风险信号时将其经物联网平台发送至远程管控终端；灌溉设备监评模块用于对灌溉设备的监管状况进行分析，通过分析生成灌溉设备监评合格信号或灌溉设备监评不合格信号，且将灌溉设备监评不合格信号经物联网平台发送至远程管控终端。5、进一步的，灌溉紧急性评估模块的具体运行过程包括：6、采集到目标点i的土壤含水数据、土壤温度数据和水量蒸发速率，将土壤含水数据、土壤温度数据和水量蒸发速率进行数值计算得到补水决策值；将所有种植监测点的补水决策值进行均值计算以得到灌溉初评值，将灌溉初评值与预设灌溉初评阈值进行数值比较，若灌溉初评值未超过预设灌溉初评阈值，则生成灌溉非紧急信号；7、若灌溉初评值超过预设灌溉初评阈值，则将目标点i的补水决策值与预设补水决策阈值进行数值比较，若补水决策值超过预设补水决策阈值，则将目标点i标记为待补点；将农业种植区域中待补点的数量标记为待补数析值，将待补数析值和灌溉初评值进行数值计算得到灌溉评析值；将灌溉评析值与预设灌溉评析阈值进行数值比较，若灌溉评析值未超过预设灌溉评析阈值，则生成灌溉非紧急信号。8、进一步的，若灌溉评析值超过预设灌溉评析阈值，则以当前时刻为时间起点并设定时长为l1的预测时段；从物联网平台调取农业种植区域所属环境的天气预测信息，基于天气预测信息判断农业种植区域所属环境在预测时段是否出现降雨，若出现降雨则将所预测的降雨时刻标记为自补时刻，将当前时刻与自补时刻之间的间隔时长标记为自补时隔值，并采集到所预测的降雨量数据，将自补时隔值、降雨量数据和灌溉评析值进行数值计算得到自补评析值；将自补评析值与预设自补评析阈值进行数值比较，若自补评析值未超过预设自补评析阈值，则生成灌溉非紧急信号。9、进一步的，若农业种植区域所属环境在预测时段未出现降雨或自补评析值超过预设自补评析阈值，则采集到预测时段内农业种植区域的光照时长、光照强度检测值、环境温度值和环境湿度值，将光照时长、光照强度检测值、环境温度值和环境湿度值进行数值计算得到灌溉环境影响值；将灌溉环境影响值与预设灌溉环境影响阈值进行数值比较，若灌溉环境影响值超过预设灌溉环境影响阈值，则生成灌溉高紧急信号；若灌溉环境影响值未超过预设灌溉环境影响阈值，则生成灌溉低紧急信号。10、进一步的，灌溉全面监控模块的具体运行过程包括：11、从物联网平台获取到灌溉设备异时值和灌溉用水质评值，将灌溉设备异时值和灌溉用水质评值与预设灌溉设备异时阈值和预设灌溉用水质评阈值分别进行数值比较，若灌溉设备异时值超过预设灌溉设备异时阈值，则向其分配设备判定符号sf-1；若灌溉设备异时值未超过预设灌溉设备异时阈值，则向其分配设备判定符号sf-2；若灌溉用水质评值超过预设灌溉用水质评阈值，则向其分配水质判定符号sy-1；若灌溉用水质评值未超过预设灌溉用水质评阈值，则向其分配水质判定符号sy-2；在分配得到sf-2∩sy-2时生成灌溉低风险信号，其余情况则生成灌溉高风险信号。12、进一步的，物联网平台与灌溉设备运检模块和灌溉用水质评模块均通信连接，灌溉设备运检模块用于灌溉设备的灌溉过程进行灌溉设备运行检测分析，通过分析以判断灌溉设备相应时刻是否处于运行待析状态，并获取到灌溉设备的灌溉设备异时值，且将灌溉设备异时值发送至物联网平台进行存储；灌溉用水质评模块用于在灌溉过程中对灌溉设备的入水端进行水质监测，通过分析获取到灌溉用水质评值，且将灌溉用水质评值发送至物联网平台进行存储。13、进一步的，灌溉设备运行检测分析的具体分析过程如下：14、采集到灌溉设备的灌溉流量数据和灌溉压力数据，将灌溉流量数据与所设定的标准流量值进行差值计算并取绝对值以得到灌溉流量偏析值，将灌溉压力数据与所设定的标准压力值进行差值计算并取绝对值以得到灌溉压力偏析值；将灌溉流量偏析值和灌溉压力偏析值与预设灌溉流量偏析阈值和预设灌溉压力偏析阈值分别进行数值比较，若灌溉流量偏析值或灌溉压力偏析值超过对应预设阈值，则判断灌溉设备处于运行待析状态；15、若灌溉流量偏析值和灌溉压力偏析值均未超过对应预设阈值，则采集到灌溉设备中若干个位置处的实时温度，将实时温度相较于预设适宜运行温度范围的中值进行差值计算并取绝对值以得到运温检况值；且采集到灌溉设备运行时所产生的噪音数据和振动数据，将运温检况值、噪音数据和振动数据进行数值计算得到灌溉设备检析值；将灌溉设备检析值与预设灌溉设备检析阈值进行数值比较，若灌溉设备检析值超过预设灌溉设备检析阈值，则判断灌溉设备处于运行待析状态；16、获取到单位时间内灌溉设备处于运行待析状态的总时长并将其标记为灌溉待析时检值，以及获取到单位时间内灌溉设备处于运行待析状态的单次最大持续时长并将其标记为灌溉待析时测值，将灌溉待析时检值和灌溉待析时测值进行数值计算得到灌溉设备异时值。17、进一步的，灌溉用水质评模块的具体运行过程包括：18、采集到对应检测时点灌溉设备的入水端所输入用水中固态杂质浓度值和固态杂质粒径值，将单位时间内所有检测时点的固态杂质浓度值进行均值计算得到固态杂浓检测值，将单位时间内所有检测时点的固态杂质粒径值进行均值计算得到固态杂粒检测值；以及通过水质危害分析获取到入水险析值，将入水险析值、固态杂浓检测值和固态杂粒检测值进行数值计算得到灌溉用水质评值。19、进一步的，水质危害分析的具体分析过程如下：20、获取到需要对灌溉用水进行监测的重金属元素，采集到对应检测时点灌溉设备的入水端所输入用水中对应重金属元素的实时浓度值，将单位时间内所有检测时点对应重金属元素的实时浓度值进行均值计算得到元素浓表值，事先设定每组重金属元素分别对应一组元素影响值，将对应重金属元素的元素浓表值与相应的元素影响值相乘以得到元素浓析值，将所输入用水中含有的所有重金属元素的元素浓析值进行求和计算得到元素检析值；21、且采集到对应检测时点灌溉设备的入水端所输入用水的水体酸碱值，将水体酸碱值与预设适宜水体酸碱值范围的中值进行差值计算并取绝对值以得到酸碱评析值，将单位时间内所有检测时点的酸碱评析值进行均值计算得到酸碱评测值，且将酸碱评测值与元素检析值进行数值计算得到入水险析值。22、进一步的，灌溉设备监评模块的具体运行过程包括：23、设定监评周期，采集到监评周期内灌溉设备在运行过程中被分配设备判定符号sf-1的次数和被分配设备判定符号sf-2的次数，并将其分别标记为灌溉设备负析值和灌溉设备正析值，将灌溉设备负析值与灌溉设备正析值的比值标记为灌溉设备配占值；24、以及获取到监评周期内针对灌溉设备的维护频率，将维护频率与监评周期内灌溉设备的运行总时长进行比值计算得到维护检析值；将灌溉设备负析值、灌溉设备配占值和维护检析值进行数值计算得到灌溉设备监评值，将灌溉设备监评值与预设灌溉设备监评阈值进行数值比较，若灌溉设备监评值超过预设灌溉设备监评阈值，则生成灌溉设备监评不合格信号；若灌溉设备监评值未超过预设灌溉设备监评阈值，则生成灌溉设备监评合格信号。25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：26、1、本发明中，通过灌溉紧急性评估模块进行灌溉紧急性评估分析以生成灌溉高紧急信号、灌溉低紧急信号或灌溉非紧急信号，在生成灌溉高紧急信号时立即通过灌溉设备对农业种植区域进行灌溉，在生成灌溉低紧急信号时根据需要选择对农业种植区域进行少量灌溉或局部灌溉，有效保证灌溉及时性，对农作物的生长起到促进作用；且在灌溉过程中通过灌溉全面监控模块进行全面监控分析以生成灌溉高风险信号或灌溉低风险信号，在生成灌溉高风险信号时使灌溉设备停止运行，显著减小管理人员的灌溉监管难度，智能化程度高；27、2、本发明中，通过灌溉设备运检模块在灌溉过程进行灌溉设备运行检测分析，实现对所灌溉设备运行状况的合理分析并精准评估，灌溉用水质评模块在灌溉过程中对灌溉设备的入水端进行水质监测，实现对所灌溉设备所输入用水的合理分析并精准评估，为灌溉全面监控模块的分析过程提供数据支持，保证其分析结果的准确性，且通过灌溉设备监评模块对灌溉设备的监管状况进行分析，在生成灌溉设备监评不合格信号时在后续加强对灌溉设备的监管维护，保证灌溉设备的运行稳定性和运行安全性，有效提升灌溉设备的使用寿命。