一種灌區(qū)農業(yè)自動灌溉及用水監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種灌區(qū)農業(yè)自動灌溉及用水監(jiān)測系統(tǒng)，包括氣象站、土壤墑情傳感器、田間控制單元、超聲波流量計、第一超聲波水位計、第二超聲波水位計、遠程通信模塊、上位機；所述氣象站設置在灌區(qū)范圍中心，土壤墑情傳感器設置在灌區(qū)種植作物根部附近；田間控制單元包括水泵和水泵控制器；所述水泵控制器與水泵相連；超聲波流量計設置于水泵出水管道上；第一超聲波水位計設置于渠道上，第二超聲波水位計設置于田塊內；遠程通信模塊與上位機相連。本實用新型集氣象監(jiān)測及土壤墑情監(jiān)測、自動灌溉控制、灌區(qū)用水計量于一體的灌區(qū)生產和用水管理服務的農業(yè)智能系統(tǒng)，系統(tǒng)提高了灌區(qū)灌溉操作準確性、定量高效灌溉，實時獲取農業(yè)用水統(tǒng)計數據。
【專利說明】
一種灌區(qū)農業(yè)自動灌溉及用水監(jiān)測系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及農業(yè)灌溉技術領域，尤其涉及一種灌區(qū)農業(yè)自動灌溉及用水監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]據統(tǒng)計，現狀全國總用水量的70%為農業(yè)用水，部分缺水地區(qū)比例達到80%以上。灌區(qū)是農業(yè)生產發(fā)展的主要載體，也是農業(yè)用水大戶。目前對灌區(qū)農業(yè)用水管理比較粗放，遠沒有達到實時過程管理的程度，自動化及信息化程度低。
[0003]實踐證明，強化灌區(qū)用水管理可以較大程度地提高灌區(qū)的用水效率，節(jié)約灌溉用水。灌區(qū)用水管理離不開對灌溉需求的及時了解、自動灌溉、灌溉用水在線計量等工作。為了適應旱作物和淹水作物，系統(tǒng)應該能夠兼顧旱作物的土壤墑情監(jiān)測和水田的田間水層監(jiān)測，通過監(jiān)測實時掌握田間作物用水需求，監(jiān)測的數據為灌溉決策提供幫助。通過對明渠及栗站出水管道灌溉水量進行監(jiān)測，可以獲得實時的灌溉水量，結合面上灌溉統(tǒng)計資料，可以全面了解灌區(qū)用水情況，為實施調度及灌溉放水提供幫助。

【發(fā)明內容】

[0004]針對現有技術的不足，本實用新型提供一種灌區(qū)農業(yè)自動灌溉及用水監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)滿足灌區(qū)作物灌溉、灌區(qū)農業(yè)用水管理的要求。
[0005]本實用新型解決技術問題所采用的技術方案如下:一種灌區(qū)農業(yè)自動灌溉及用水監(jiān)測系統(tǒng)，包括氣象站、土壤墑情傳感器、田間控制單元、超聲波流量計、第一超聲波水位計、第二超聲波水位計、遠程通信模塊、上位機;所述氣象站設置在灌區(qū)范圍中心，土壤墑情傳感器設置在灌區(qū)種植作物根部附近；田間控制單元包括水栗和水栗控制器;所述水栗控制器與水栗相連;超聲波流量計設置于水栗出水管道上;第一超聲波水位計設置于渠道上，第二超聲波水位計設置于田塊內；氣象站、土壤墑情傳感器、水栗控制器、超聲波流量計、第一超聲波水位計、第二超聲波水位計均與遠程通信模塊相連，遠程通信模塊與上位機相連。
[0006]本實用新型的有益效果是:通過自動監(jiān)測土壤水分或田間水層深，用戶可以不在田間現場就可以了解作物需水情況，這幫助了用戶及時解作物需水狀況。系統(tǒng)根據灌區(qū)內作物根部土壤水分情況或田間水層深情況，判斷作物是否需要灌溉、是否停止灌溉，利用遠程裝置控制水栗啟閉，實現了作物的自動灌溉，極大方便用水戶用水管理，避免了用戶忘記打開或者未及時關閉灌溉水栗的現象出現，節(jié)約了用水、用電。通過在水栗出水管上安裝超聲波流量計或在渠道上安裝超聲波水位計實時監(jiān)測灌溉用水量，上位機對數據進行存儲和分析，用戶可以實時掌握灌區(qū)不同地區(qū)或不同時間的灌溉用水量狀況，為用水戶優(yōu)化水資源調度和開展抗旱準備有很大幫助作用。全年灌溉水量及灌溉過程數據，均可以作為各級水行政主管部門的農業(yè)用水管理或水資源管理的基礎數據。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的系統(tǒng)結構不意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結合說明書附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0009]如圖1所示，本實用新型包括氣象站、土壤墑情傳感器、田間控制單元、超聲波流量計、第一超聲波水位計、第二超聲波水位計、遠程通信模塊、上位機;所述氣象站設置在灌區(qū)范圍中心，土壤墑情傳感器設置在灌區(qū)種植作物根部附近；田間控制單元包括水栗和水栗控制器;所述水栗控制器與水栗相連，用于控制水栗的開啟和關閉;超聲波流量計設置于水栗出水管道上，用于實時監(jiān)測管道過流流量，通過轉化獲得實時水量;第一超聲波水位計設置于渠道上，用于采集渠道中水位數據，第二超聲波水位計設置于田塊內，用于采集田間水層深度數據，水位通過轉化獲得實時水量;氣象站、土壤墑情傳感器、水栗控制器、超聲波流量計、第一超聲波水位計、第二超聲波水位計均與遠程通信模塊相連，遠程通信模塊與上位機相連。
[0010]氣象站為常規(guī)氣象站，包括降雨量、溫度、濕度、風速、風向及大氣輻射等氣象要素的監(jiān)測，采集頻率設置I小時。
[0011]所述土壤墑情傳感器用于采集土壤水分溫度數據，可以采用南京滄浪科技開發(fā)有限公司TDR-5型號的產品，但不限于此；
[0012]所述超聲波流量計可以采用南京卓瑪機電有限公司TDS-100W型號的產品，但不限于此；
[0013]所述第一超聲波水位計和第二超聲波水位計均可以采用北京金水中科科技有限公司HOH-S-CF型號的產品，但不限于此；
[0014]所述遠程通信模塊將現場測得的數據以無線方式傳輸給上位機可以采用武漢星恒瑞機電設備有限公司三菱PLC的產品，但不限于此；
[0015]所述水栗控制器可以采用汕頭市裕豐五金機電有限公司SM-B2型號的產品，但不限于此；
[0016]該系統(tǒng)考了灌區(qū)的綜合需求，集成了氣象及土壤墑情監(jiān)測、自動灌溉控制、灌區(qū)用水計量的功能針對灌區(qū)生產的農業(yè)智能系統(tǒng)。
[0017]本實用新型的工作過程如下:
[0018]針對旱作物或無水層時的水田作物，土壤墑情傳感器用于監(jiān)測土壤含水量，并將數據傳輸至上位機，當前含水量低于土壤適宜土壤含水量下限時，上位機發(fā)送指令給水栗控制器打開水栗，灌溉開始;灌溉一段時間后，當土壤墑情傳感器監(jiān)測的土壤含水量高于土壤適宜含水量上限時，上位機發(fā)送指令給水栗控制器關閉水栗停止灌溉，灌水結束。田間有水層的作物，如水稻、茭白，第二超聲波水位計用于監(jiān)測田間水層深度，并將數據傳輸至上位機，當前田間水層深度低于田間適宜水層時，上位機發(fā)送指令給水栗控制器打開水栗，灌溉開始;灌溉一段時間后，當第二超聲波水位計監(jiān)測的田間水層深度高于田間最大水層時，上位機發(fā)送指令給水栗控制器關閉水栗停止灌溉，灌水結束。
[0019]水栗出水管道具有3-5倍直管段時，安裝超聲波流量計，超聲波流量計實時量測管道中的流量，通過轉化獲得實時水量，并將水量上傳到上位機存儲。水栗出水管后為渠道時，在渠道上安裝第一超聲波水位計，用于監(jiān)測水栗提水時渠道內的水位數據，并將水位計數據遠程到上位機存儲，上位機根據設置的水位流量關系換算實時水量，并機械能存儲。
[0020]當直接采用明渠引水灌溉時，用水戶根據土壤墑情傳感器和第一超聲波水位計監(jiān)測數據情況，與灌溉計劃進行比較，當田間土壤含水量低于土壤適宜含水量下限時或田間水層水位低于田間適宜水層深時，打開明渠進行灌溉，灌溉開始；當灌溉一定時間后，用水戶根據監(jiān)測數據判斷，當土壤含水量高于適宜含水量上限或田間水層水位高于田間最大水層深時，關閉明渠停止灌溉，灌溉結束。
[0021]通過在明渠引水渠道后設置第一超聲波水位計，實時監(jiān)測渠道內水位，并將監(jiān)測數據實時上傳到上位機，上位機根據設置的水位流量關系換算成水量。
[0022]作為本實施例的進一步應用，若當年灌區(qū)所有栗站和渠道均安裝水位計或流量計，灌區(qū)當年用水量是這些栗站和渠道的灌溉水量的累加。若當年灌區(qū)部分栗站、部分渠道安裝水位計或流量計計量灌溉水量，首先由這些栗站或渠道累加的灌溉水量與對應的灌溉面積相除得到畝均灌溉水量，然后將畝均灌溉水量乘以灌區(qū)當年全部的灌溉面積得到當年該灌區(qū)的實際灌溉用水量。
【主權項】
1.一種灌區(qū)農業(yè)自動灌溉及用水監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括氣象站、土壤墑情傳感器、田間控制單元、超聲波流量計、第一超聲波水位計、第二超聲波水位計、遠程通信模塊、上位機;所述氣象站設置在灌區(qū)范圍中心，土壤墑情傳感器設置在灌區(qū)種植作物根部附近；田間控制單元包括水栗和水栗控制器;所述水栗控制器與水栗相連;超聲波流量計設置于水栗出水管道上;第一超聲波水位計設置于渠道上，第二超聲波水位計設置于田塊內；氣象站、土壤墑情傳感器、水栗控制器、超聲波流量計、第一超聲波水位計、第二超聲波水位計均與遠程通信模塊相連，遠程通信模塊與上位機相連。
【文檔編號】A01G25/16GK205511342SQ201620183583
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月10日
【發(fā)明人】胡榮祥, 鄭世宗, 賈宏偉, 盧成
【申請人】浙江省水利河口研究院