基于机井群控的智慧农业柔性调控方法与流程

    技术2025-12-28  10


    本发明涉及智能农业领域,尤其涉及基于机井群控的智慧农业柔性调控方法。


    背景技术:

    1、在以农业创收作为主要经济支柱的地区,大规模农业用电设施的用电无序化造成电网季节性和区域性负荷日益突出,线路过载、重载比例持续增大,以灌溉用电为主的季节性和区域性高峰供电紧张现象已对线路及主网造成较大威胁。如何实现季节性负荷的柔性控制是保障电网安全运行亟待解决的问题;因此,发明出基于机井群控的智慧农业柔性调控方法变得尤为重要。为此,我们提出基于机井群控的智慧农业柔性调控方法。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷,而提出的基于机井群控的智慧农业柔性调控方法。

    2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

    3、基于机井群控的智慧农业柔性调控方法,包括物联管理平台、边缘计算模块以及环境监测模块;

    4、所述物联管理平台借助于电网现有物联网管理平台;

    5、所述边缘计算模块通过云边通信协议与物联管理平台进行数据交互,其中,所述边缘计算模块包括采集通讯单元和平台通讯单元,均部署在边缘物联代理设备中;

    6、所述环境监测模块包括水压采集器、流量采集器、土壤墒情采集器以及负荷监控和保护单元;

    7、所述负荷监控和保护单元用于实时采集三相电压、三相电流、三相有功无功功率以及闸位状态各项数据,以及实施保护动作;

    8、作为本发明地进一步方案,所述边缘计算模块部署在配电箱内,对上接入物联管理平台,对下接入机井侧终端设备。

    9、作为本发明的进一步方案,所述采集通讯单元用于与本地环境监测模块进行数据交互,采集水压、水量、土壤墒情以及电网负荷各项数据,并把物联管理平台下发的遥控命令下发给塑壳断路器;

    10、所述平台通讯单元用于向物联管理平台上报本地环境监测数据,以及接收物联管理平台下发的遥控命令,且所述物联管理平台可用于统一查看各个地区的监测数据,并进行智能决策和全域调控。

    11、作为本发明的进一步方案,所述水压采集器包括一种压力变送器,其用于实时采集当前灌溉水管的水压并实时显示在液晶屏上,所述液晶屏为压力变送器自带的液晶显示屏;

    12、所述采集通讯单元周期性地向压力变送器发送数据查询请求,所述压力变送器收到查询请求后,立即回复当前压力数据,所述采集通讯单元收到压力数据,通过平台通讯单元周期性地向物联管理平台上报压力数据。

    13、作为本发明的进一步方案,所述压力变送器与边缘计算模块采用rs485接口连接,使用modbusrtu协议实现通信,边缘计算模块周期性地发送数据查询请求,压力变送器把当前水压压力值上报给边缘计算模块。

    14、作为本发明的进一步方案,所述流量采集器包括一种超声波流量计,用于实时采集当前灌溉水管的流速、流量以及累积流量各项数据,并实时显示在液晶显示屏上,所述液晶显示屏为超声波流量计自带的液晶显示屏;

    15、所述采集通讯单元周期性地向超声波流量计发送数据查询请求,超声波流量计收到查询请求,立即回复当前采集到的流量数据,所述采集通讯单元收到流量数据,通过平台通讯单元周期性地向物联管理平台上报流量数据。

    16、作为本发明的进一步方案,超声波流量计与边缘计算模块采用有线rs485接口连接,使用modbusrtu协议实现通信,边缘计算模块周期性地发送数据查询请求,超声波流量计把水流流量,流速等数据上报给边缘计算模块。

    17、作为本发明的进一步方案,所述土壤墒情采集器包括一种土壤温湿度传感器和一种土壤lora网关,所述土壤温湿度传感器用于周期性地采集土壤的温度和湿度数据,并通过无线lora把采集到的温湿度数据发送给所述土壤lora网关;

    18、所述采集通讯单元周期性地向土壤lora网关发送数据查询请求,土壤lora网关收到查询请求,立即回复当前收到的温湿度数据,所述采集通讯单元收到土壤温湿度数据,通过平台通讯单元周期性地向物联管理平台上报土壤温湿度数据。

    19、作为本发明的进一步方案,所述土壤温湿度传感器可以部署多个,传感器探测针插入待测土壤内部,同时传感器为电池供电,把采集到的土壤温湿度数据通过无线协议传输给土壤lora网关,且所述土壤温湿度传感器和土壤lora网关之间通过无线lora协议实现,所述土壤lora网关部署一个,该土壤lora网关对下负责接收土壤温湿度传感器发送来的温湿度数据,对上与边缘计算模块采用有线rs485接口连接,使用modbusrtu协议实现通信,边缘计算模块周期性地发送数据查询请求,土壤lora网关把土壤温湿度传感器采集到的数据上报给边缘计算模块。

    20、作为本发明的进一步方案,所述负荷监控和保护单元包括一种塑壳断路器,所述塑壳断路器可以实时采集三相电压、三相电流、三相有功无功功率以及闸位状态各项数据,同时实施过载、过压、欠压、短路、漏电以及自动重合闸各项安全保护策略;

    21、所述采集通讯单元周期性地向塑壳断路器发送数据查询请求,塑壳断路器收到查询请求,并立即回复当前采集到的负荷监控数据,所述采集通讯单元收到负荷监控数据,通过所述平台通讯单元周期性地向物联管理平台上报负荷监控数据;

    22、所述物联管理平台下发遥控命令时,所述平台通讯单元接收到命令,由所述采集通讯单元下发给塑壳断路器,塑壳断路器收到命令,并进行相应的开合闸动作;

    23、作为本发明的进一步方案,所述塑壳断路器与边缘计算模块采用有线rs485接口连接,使用dlt645协议实现通信,边缘计算模块周期性地发送数据查询请求,塑壳断路器把三相电压、三相电流以及三相功率各项参数上报给边缘计算模块。

    24、相比于现有技术,本发明的有益效果在于:

    25、该基于机井群控的智慧农业柔性调控方法在使用中,压力变送器部署在灌溉水管上,实时采集水管水压;超声波流量计的采集探头部署在水管外壁上,主机部署在配电箱内部,土壤温湿度传感器部署在农田中,实时采集土壤温湿度信息,土壤lora网关部署在配电箱内部;塑壳断路器部署在配电箱内部,边缘物联代理设备部署在配电箱内部。通过环境监测设备,边缘物联代理可以实时采集当前农田里的水压、水量、土壤温湿度、负荷电网数据,并通过4g物联网卡把数据发送给物联管理平台,从而为物联管理平台进行智能决策和柔性调控提供数据支撑,可以实现电网区域内部统一智能管理,有效减轻以往的用电无序化和区域负荷用电紧张各项问题。



    技术特征:

    1.基于机井群控的智慧农业柔性调控方法,其特征在于,包括物联管理平台、边缘计算模块以及环境监测模块;

    2.根据权利要求1所述的基于机井群控的智慧农业柔性调控方法,其特征在于,所述采集通讯单元用于与本地环境监测模块进行数据交互,采集水压、水量、土壤墒情以及电网负荷各项数据,并把物联管理平台下发的遥控命令下发给塑壳断路器;

    3.根据权利要求1所述的基于机井群控的智慧农业柔性调控方法,其特征在于,所述水压采集器包括一种压力变送器,其用于实时采集当前灌溉水管的水压并实时显示在液晶屏上,所述液晶屏为压力变送器自带的液晶显示屏;

    4.根据权利要求1所述的基于机井群控的智慧农业柔性调控方法,其特征在于,所述流量采集器包括一种超声波流量计,用于实时采集当前灌溉水管的流速、流量以及累积流量各项数据,并实时显示在液晶显示屏上,所述液晶显示屏为超声波流量计自带的液晶显示屏;

    5.根据权利要求1所述的基于机井群控的智慧农业柔性调控方法,其特征在于,所述土壤墒情采集器包括一种土壤温湿度传感器和一种土壤lora网关,所述土壤温湿度传感器用于周期性地采集土壤的温度和湿度数据,并通过无线lora把采集到的温湿度数据发送给所述土壤lora网关;

    6.根据权利要求1所述的基于机井群控的智慧农业柔性调控方法,其特征在于,所述负荷监控和保护单元包括一种塑壳断路器,所述塑壳断路器可以实时采集三相电压、三相电流、三相有功无功功率以及闸位状态各项数据,同时实施过载、过压、欠压、短路、漏电以及自动重合闸各项安全保护策略;


    技术总结
    本发明公开了基于机井群控的智慧农业柔性调控方法,属于智能农业领域,包括物联管理平台、边缘计算模块以及环境监测模块;所述物联管理平台借助于电网现有物联网管理平台;所述边缘计算模块通过云边通信协议与物联管理平台进行数据交互,其中,所述边缘计算模块包括采集通讯单元和平台通讯单元,均部署在边缘物联代理设备中;本发明可以实现电网区域内部统一智能管理,有效减轻以往的用电无序化和区域负荷用电紧张各项问题。

    技术研发人员:杜东威,于宙宙,李文强,许金国,张超宇
    受保护的技术使用者:江苏翰林正川工程技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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