本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)技術領域，具體而言，涉及一種農(nóng)田灌溉裝置及其灌溉方法。

背景技術：

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)田灌溉技術非常重要，灌溉方法不行，農(nóng)田內(nèi)灌溉不均，一塊干一塊濕的，影響農(nóng)物生長。

傳統(tǒng)的農(nóng)田灌溉系統(tǒng)均是通過水渠進行灌溉，就是田間刨有多條分支小水溝，直接在田間頭開個放水口，從分支水渠內(nèi)將水引向不同的小水溝，從而達到對農(nóng)田進行灌溉的目的，這種方法不光要費時費力刨溝，而水溝不平整，水流不均，田間的水容易倒流，對水的浪費比較大，并且灌溉效果不好。

隨著技術的發(fā)展，人們開始推廣滴灌灌溉，這種灌溉方式可以節(jié)省水源，并且灌溉效果好，普及面較廣。目前又出現(xiàn)了微噴灌溉，微噴又稱霧滴噴灌。近幾年來，國內(nèi)外在總結噴灌與滴灌的基礎上，新近研制和發(fā)展起來的一種先進灌溉技術。微噴技術比噴灌更為省水，由于霧滴細小，其適應性比噴灌更大，農(nóng)作物從苗期到成長收獲期全過程都適用。它利用低壓水泵和管道系統(tǒng)輸水，在低壓水的作用下，通過特別設計的微型霧化噴頭，把水噴射到空中，并散成細小霧滴，灑在作物枝葉上或樹冠下地面的一種灌水方式，簡稱為微噴。微噴既可增加土壤水分，又可提高空氣濕度，起到調(diào)節(jié)小氣候的作用。但是上述兩種灌溉方式均是人工進行檢測并且開啟灌溉裝置，灌溉的范圍很廣、面積很大，這樣也會使一些不需要灌溉的農(nóng)作物進行重復灌溉，水源的利用率相對較低。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種農(nóng)田灌溉裝置及其灌溉方法，自動化作業(yè)，提高了灌溉效率，避免了水資源的浪費。

本發(fā)明提供了一種農(nóng)田灌溉裝置，包括：

供水裝置，其包括水池、水泵和抽水機，所述水池內(nèi)設置水泵，所述抽水機進水端通過進水管與所述水泵連接，所述抽水機出水端與主供水管連接，所述抽水機通過電機電纜與控制裝置連接；

供電裝置，其包括太陽能板和蓄電池，所述太陽能板和所述蓄電池連接，所述蓄電池通過導線與所述抽水機連接，所述蓄電池通過電池電纜與所述控制裝置連接；

噴淋裝置，其包括若干個噴淋支路，所述噴淋支路進水端通過電磁閥與所述主供水管連接，所述電磁閥通過電磁電纜與所述控制裝置連接，所述噴淋支路內(nèi)設置過濾槽、導水板，所述導水板在周向上均勻設置若干個導水孔，所述導水孔與噴淋管進水端連接，所述噴淋管貫穿所述噴淋支路出水端上設置的頂蓋，所述噴淋管出水端與多孔噴頭連接；

傳感裝置，其包括布置在農(nóng)田的若干個濕度傳感器和布置在所述水池內(nèi)的液位傳感器，所述濕度傳感器設置在農(nóng)作物根部且距離地表5cm～25cm，相鄰兩個濕度傳感器之間間隔0.5m～5m；

控制裝置，其內(nèi)設置無線通信模塊，所述控制裝置通過無線通信模塊與所述傳感裝置連接，所述控制裝置通過所述電機電纜與所述抽水機連接，所述控制裝置通過所述電磁電纜與所述電磁閥連接，所述控制裝置通過電池電纜與所述蓄電池連接，所述控制裝置通過串行接口與上位機連接；

手持控制終端，其內(nèi)設置無線通信模塊，所述手持控制終端通過無線通信模塊與所述控制裝置連接，所述手持控制終端表面設置顯示屏、開關按鍵、狀態(tài)指示燈、開啟或關閉供水按鍵、開啟或關閉噴淋按鍵。

作為本發(fā)明進一步的改進，所述過濾槽內(nèi)設置至少一層過濾網(wǎng)。

作為本發(fā)明進一步的改進，所述噴淋管包括垂直段和弧形上彎段，所述多孔噴頭固定在所述弧形上彎段端口，每個噴淋管連接的多孔噴頭的噴頭朝向均不相同。

作為本發(fā)明進一步的改進，所述噴淋支路側壁上設置連接口，所述連接口通過螺紋外接噴管連接。

作為本發(fā)明進一步的改進，所述控制裝置包括信號采集模塊、微處理器、無線通信模塊、存儲模塊、電磁閥控制模塊、電源模塊；

所述微處理器別連接所述電磁閥控制模塊、所述信號采集模塊、所述無線通信模塊、所述存儲模塊、所述電源模塊，所述濕度傳感器、所述液位傳感器與所述信號采集模塊連接，所述電磁閥控制模塊調(diào)節(jié)控制所述電磁閥；

所述蓄電池與所述微處理器連接，所述抽水機與所述微處理器連接。

作為本發(fā)明進一步的改進，所述信號采集模塊包括放大電路、ad轉(zhuǎn)換電路，所述放大器電路的輸入端與所述濕度傳感器、所述液位傳感器連接，所述放大器電路的輸出端與所述ad轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，所述ad轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述微處理器連接。

作為本發(fā)明進一步的改進，所述微處理器為fpga或dsp或單片機。

本發(fā)明還提供了一種農(nóng)田灌溉裝置的農(nóng)田灌溉方法，該方法包括以下步驟：

步驟1，準備好水池，將所述水池裝滿水，并在所述水池內(nèi)設置液位傳感器，所述液位傳感器檢測所述水池內(nèi)水的液位值，并將液位信息傳輸給控制裝置的信號采集模塊；

步驟2，準備水泵和抽水機，將所述水泵放置于所述水池內(nèi)，并將所述抽水機的一端通過進水管與所述水泵連接；

步驟3，將主供水管放置在田間，同時將所述抽水機的另一端與所述主供水管的進水端連接，同時，將所述抽水機通過電機電纜與控制裝置中的微處理器連接，所述微處理器控制開啟或關閉所述抽水機；

步驟4，在田間農(nóng)作物的根部設置若干個濕度傳感器，采集土壤的濕度信息，并將濕度信息傳輸給信號采集模塊，其中，所述濕度傳感器設置在農(nóng)作物根部且距離地表5cm～25cm，相鄰兩個濕度傳感器之間間隔0.5m～5m；

步驟5，在主供水管路上等距離設置若干個噴淋支路，將主供水管內(nèi)的水引到噴淋支路中，若干個噴淋支路均勻鋪設于田地的兩側，每個噴淋支路與所述主供水管之間連接有一個電磁閥，所述電磁閥通過電磁電纜與控制裝置中的微處理器連接，所述微處理器控制開啟或關閉所述電磁閥；

步驟6，打開手持控制終端，所述微處理器判斷所有濕度傳感器采集到的濕度均值是否大于預先設定的濕度閾值，如果大于則執(zhí)行下一步，并在所述手持控制終端的顯示屏上顯示溫度差值及需要灌溉，否則顯示不需要灌溉；

步驟7、點擊所述手持控制終端上的開啟噴淋按鍵，所述微處理器控制開啟每個噴淋支路上的電磁閥；

同時，所述微處理器控制開啟所述抽水機，水從所述水池中被所述抽水泵收入所述中供水管中，通過若干個開啟的電磁閥進入若干個噴淋支路中；

水在各個噴淋支路中先經(jīng)過過濾槽中的若干層過濾網(wǎng)后過濾掉水中的雜質(zhì)，然后經(jīng)過導水板后通過若干個導水孔進入若干個噴淋管中，通過噴頭朝向均不相同的多孔噴頭噴射出；

返回步驟3，直至相鄰兩個濕度傳感器采集到的濕度差值小于預先設定的濕度閾值，點擊所述手持控制終端上的關閉供水按鍵、關閉噴淋按鍵。

作為本發(fā)明進一步的改進，所述微處理器根據(jù)采集到的液位值判斷所述水池內(nèi)的液位，當該液位值小于預先設定的液位閾值時，所述手持控制終端顯示屏上顯示水位低并進行報警提示。

作為本發(fā)明進一步的改進，太陽能板利用太陽光照產(chǎn)生電，儲存在蓄電池中，為所述抽水機、所述控制裝置供電。

本發(fā)明的有益效果為：

1、噴淋支管內(nèi)多層濾網(wǎng)的過濾槽設置，可對灌溉用水中的雜質(zhì)能夠進行較好的過濾，提高灌溉的效果；

2、水管上的太陽能可以利用太陽光照產(chǎn)生電，儲存在蓄電池中，即使在沒有電的情況下也可以進行灌溉，減少供電成本，保證整個灌溉系統(tǒng)的運行；

3、通過所述微處理器控制電磁閥流量的大小控制每個噴淋支路上的水流量，節(jié)約水資源；

4、噴淋支路側壁上設置連接口，可以外接噴管，當噴淋量大時與外接噴管實現(xiàn)同時噴淋，加快灌溉的效率；

5、通過微處理器控制開啟抽水機，實現(xiàn)對抽水的自動控制，無需人工進行；

6、通過微處理器控制若干個噴淋支管的同時灌溉，實現(xiàn)灌溉自動化，進一步提高了灌溉的效率；

7、噴淋管的噴頭朝向均不相同的若干個多孔噴頭的設置，使得水可以在多個方向上進行噴灑，噴灑的更全面，避免有地方噴不到，增強了灌溉的效果；

8、在需要灌溉是才開啟，避免了重復灌溉，提高了水源的利用率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例所述的一種農(nóng)田灌溉裝置的結構示意圖。

圖中，

1、水池；2、水泵；3、進水管；4、抽水機；5、太陽能板；6、蓄電池；7、主供水管；8、電磁閥；9、噴淋支路；10、過濾槽；11、導水板；12、導水孔；13、噴淋管；14、多孔噴頭；15、螺紋；16、外接噴管；17、控制裝置；18、電機電纜；19、電磁電纜；20、導線；21、電池電纜。

具體實施方式

下面通過具體的實施例并結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述。

實施例1，如圖1所示，本發(fā)明實施例所述的一種農(nóng)田灌溉裝置，包括：供水裝置、供電裝置、噴淋裝置、傳感裝置、控制裝置和手持控制終端。

供水裝置包括水池1、水泵2和抽水機4，水池內(nèi)設置水泵2，抽水機4進水端通過進水管3與水泵2連接，抽水機4出水端與主供水管7連接，抽水機4通過電機電纜18與控制裝置17連接。

供電裝置包括太陽能板5和蓄電池6，太陽能板5和蓄電池6連接，蓄電池6通過導線20與抽水機4連接，蓄電池6通過電池電纜21與控制裝置17連接。

噴淋裝置包括若干個噴淋支路9，噴淋支路9進水端通過電磁閥8與主供水管7連接，電磁閥8通過電磁電纜19與控制裝置17連接，噴淋支路9內(nèi)設置過濾槽10、導水板11，導水板11在周向上均勻設置若干個導水孔12，導水孔12與噴淋管13進水端連接，噴淋管13貫穿噴淋支路9出水端上設置的頂蓋，噴淋管13出水端與多孔噴頭14連接。

傳感裝置包括布置在農(nóng)田的若干個濕度傳感器和布置在水池1內(nèi)的液位傳感器，濕度傳感器設置在農(nóng)作物根部且距離地表5cm～25cm，相鄰兩個濕度傳感器之間間隔0.5m～5m。

控制裝置內(nèi)設置無線通信模塊，控制裝置通過無線通信模塊與傳感裝置連接，控制裝置通過電機電纜18與抽水機4連接，控制裝置通過電磁電纜19與電磁閥8連接，控制裝置17通過電池電纜21與蓄電池6連接，控制裝置通過串行接口與上位機連接，實現(xiàn)遠程控制。

手持控制終端內(nèi)設置無線通信模塊，手持控制終端通過無線通信模塊與控制裝置連接，手持控制終端表面設置顯示屏、開關按鍵、狀態(tài)指示燈、開啟或關閉供水按鍵、開啟或關閉噴淋按鍵。

進一步的，過濾槽10內(nèi)設置至少一層過濾網(wǎng)。多層濾網(wǎng)的過濾槽設置，可對灌溉用水中的雜質(zhì)能夠進行較好的過濾，提高灌溉的效果。

進一步的，噴淋管13包括垂直段和弧形上彎段，多孔噴頭14固定在弧形上彎段端口，每個噴淋管13連接的多孔噴頭14的噴頭朝向均不相同。噴淋管的噴頭朝向均不相同的若干個多孔噴頭的設置，使得水可以在多個方向上進行噴灑，噴灑的更全面，避免有地方噴不到，增強了灌溉的效果。

進一步的，噴淋支路9側壁上設置連接口，連接口通過螺紋15外接噴管16連接。噴淋支路側壁上設置連接口，可以外接噴管，當噴淋量大時與外接噴管實現(xiàn)同時噴淋，加快灌溉的效率。

進一步的，控制裝置包括信號采集模塊、微處理器、無線通信模塊、存儲模塊、電磁閥控制模塊、電源模塊；微處理器別連接電磁閥控制模塊、信號采集模塊、無線通信模塊、存儲模塊、電源模塊，濕度傳感器、液位傳感器與信號采集模塊連接，電磁閥控制模塊調(diào)節(jié)控制電磁閥8；蓄電池6與微處理器連接，抽水機4與微處理器連接。其中，信號采集模塊包括放大電路、ad轉(zhuǎn)換電路，放大器電路的輸入端與濕度傳感器、液位傳感器連接，放大器電路的輸出端與ad轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，ad轉(zhuǎn)換電路的輸出端與微處理器連接。存儲模塊用于存儲微處理器接收及處理的數(shù)據(jù)。電源模塊為控制裝置提供工作電源，當沒有供電時，可通過蓄電池內(nèi)存儲的電源對控制裝置進行供電。微處理器為fpga或dsp或單片機，加快了信號處理的速度。

實施例2，本發(fā)明實施例所述的一種農(nóng)田灌溉裝置的農(nóng)田灌溉方法，該方法包括以下步驟：

步驟1，準備好水池1，將水池1裝滿水，并在水池1內(nèi)設置液位傳感器，液位傳感器檢測水池1內(nèi)水的液位值，并將液位信息傳輸給控制裝置17的信號采集模塊；

步驟2，準備水泵2和抽水機4，將水泵2放置于水池1內(nèi)，并將抽水機4的一端通過進水管3與水泵2連接；

步驟3，將主供水管7放置在田間，同時將抽水機4的另一端與主供水管7的進水端連接，同時，將抽水機4通過電機電纜18與控制裝置17中的微處理器連接，微處理器控制開啟或關閉抽水機4；

步驟4，在田間農(nóng)作物的根部設置若干個濕度傳感器，采集土壤的濕度信息，并將濕度信息傳輸給信號采集模塊，其中，為了保證較好的采集結果和較小的采集誤差，濕度傳感器設置在農(nóng)作物根部且距離地表5cm～25cm，相鄰兩個濕度傳感器之間間隔0.5m～5m；

步驟5，在主供水管7路上等距離設置若干個噴淋支路9，將主供水管7內(nèi)的水引到噴淋支路9中，若干個噴淋支路9均勻鋪設于田地的兩側，每個噴淋支路9與主供水管7之間連接有一個電磁閥8，電磁閥8通過電磁電纜19與控制裝置17中的微處理器連接，微處理器控制開啟或關閉電磁閥8；

步驟6，打開手持控制終端，微處理器判斷所有濕度傳感器采集到的濕度均值是否大于預先設定的濕度閾值，如果大于則執(zhí)行下一步，并在所述手持控制終端的顯示屏上顯示溫度差值及需要灌溉，否則顯示不需要灌溉；

步驟7、點擊手持控制終端上的開啟噴淋按鍵，微處理器控制開啟每個噴淋支路9上的電磁閥8；

同時，微處理器控制開啟抽水機4，水從水池1中被抽水泵4收入中供水管7中，通過若干個開啟的電磁閥8進入若干個噴淋支路9中；

水在各個噴淋支路9中先經(jīng)過過濾槽10中的若干層過濾網(wǎng)后過濾掉水中的雜質(zhì)，然后經(jīng)過導水板11后通過若干個導水孔12進入若干個噴淋管13中，通過噴頭朝向均不相同的多孔噴頭14噴射出；

返回步驟3，直至相鄰兩個濕度傳感器采集到的濕度差值小于預先設定的濕度閾值，點擊手持控制終端上的關閉供水按鍵、關閉噴淋按鍵。

進一步的，微處理器根據(jù)采集到的液位值判斷水池1內(nèi)的液位，當該液位值小于預先設定的液位閾值時，手持控制終端顯示屏上顯示水位低并進行報警提示，提示需要對水池進行加水處理。

進一步的，太陽能板5利用太陽光照產(chǎn)生電，儲存在蓄電池6中，為抽水機4、控制裝置17供電。水管上的太陽能可以利用太陽光照產(chǎn)生電，儲存在蓄電池中，即使在沒有電的情況下也可以進行灌溉，減少供電成本，保證整個灌溉系統(tǒng)的運行。

本發(fā)明的灌溉方法通過所述微處理器控制電磁閥流量的大小控制每個噴淋支路上的水流量，節(jié)約水資源；通過微處理器控制開啟抽水機，實現(xiàn)對抽水的自動控制，無需人工進行；通過微處理器控制若干個噴淋支管的同時灌溉，實現(xiàn)灌溉自動化，進一步提高了灌溉的效率；在需要灌溉是才開啟，避免了重復灌溉，提高了水源的利用率。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。