一種稻田水分狀況綜合監(jiān)測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及農田灌溉技術領域,具體的說是一種稻田水分狀況綜合監(jiān)測系統。
【背景技術】
[0002]當前我國農業(yè)灌溉用水比例占總用水量較大,降雨時空分布不均導致的水資源短缺問題日益凸顯,在勞動力成本和生態(tài)要求不斷上升的今天,自動化、精量化的農田灌溉和管理成為未來發(fā)展的主要方向。作物需水信息的實時采集是指導管理者做出準確灌溉決策的基礎,在稻田中,田間水位和土壤含水率則是作物需水信息的核心內容。
[0003]現代農業(yè)技術的發(fā)展為跟蹤稻田田間水情提供了可靠的觀測設備,如水位傳感器和土壤水分傳感器,精度可達0.25%。但根據當前實際應用情況來看,稻田水情的監(jiān)測存在以下幾點問題:(1)田間水位的量測仍沿用水尺測量,觀測人員引起的主觀數據誤差難以解決。(2)對田間水位和土壤含水率監(jiān)測不連續(xù),現有設備僅對兩者之一進行單方面監(jiān)測,效率較低。(3)由于各種水稻節(jié)水灌溉技術的推廣,稻田有水層和無水層交替出現,對稻田無水層時的稻田土壤含水率的觀測不夠。(4)自動化程度較低,采集的數據因延遲而不能同步給管理者,影響灌溉決策的可靠性。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是為了克服現有技術中存在的缺陷,提供一種稻田水分狀況綜合監(jiān)測系統,能同時監(jiān)測稻田田間水位和土壤水分狀況,以占據空間小、智能測控的簡易裝置解決田間水位和土壤水分狀況測定不連續(xù)的問題,并將實時監(jiān)測數據發(fā)送至處理器終端,為灌溉決策提供更好的指導。
[0005]—種稻田水分狀況綜合監(jiān)測系統,包括水平放置于稻田表面的水位傳感器1、橫插入土壤中的土壤水分傳感器2、太陽能組件3、供電裝置4、單片機5、無線數據傳輸模塊6和云端服務器7,所述太陽能組件3和供電裝置4相連組成供電單元,供電單元分別與水位傳感器
1、土壤水分傳感器2、單片機5、無線數據傳輸模塊6相連;所述水位傳感器1和土壤水分傳感器2分別與單片機5相連,繼而單片機5與無線數據傳輸模塊6相連;所述單片機5接收水位傳感器1和土壤水分傳感器2采集的實時數據,并將該數據通過無線數據傳輸模塊6發(fā)送至云端服務器7。
[0006]所述水位傳感器1為硅壓阻式液位變送器,用于實時、連續(xù)地監(jiān)測稻田間水位的變化。
[0007]所述土壤水分傳感器2為MS10 土壤水分傳感器,用于實時、連續(xù)地監(jiān)測土壤水分變化。
[0008]所述太陽能組件3傾斜放置,將太陽能轉化為電能,經過穩(wěn)壓處理后為供電裝置4充電。
[0009]所述供電裝置4由蓄電池和控制器組成,當太陽能組件3產生的電能大于系統運行消耗時,將太陽能組件3產生的電能儲存起來;當太陽能組件3產生的電能不足以供給系統正常運行時,所述供電裝置4提供電能。
[0010]所述無線數據傳輸模塊6采用GPRS數據通訊方式。
[0011]所述云端服務器7包括后臺數據庫和網頁終端,實時監(jiān)測的水位和土壤含水率數據儲存于后臺數據庫中供后期直接調用,網頁終端用于同步顯示短期田間水位和土壤含水率實時數據和動態(tài)趨勢圖。
[0012]本實用新型稻田水分狀況綜合監(jiān)測系統的優(yōu)點是:結合了水位傳感器和土壤水分傳感器,解決了田間水位和土壤水分狀況測定不連續(xù)的問題,實現了田間水位和土壤水分狀況的綜合監(jiān)測。本實用新型占據空間小、智能化程度高且無需外界電源供電,無需耗費人力即可長期對田間農情進行實時監(jiān)測和管理,為稻田精量灌溉和決策提供有效指導。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的整體結構示意圖。
[0014]圖中,1為水位傳感器,2為土壤水分傳感器,3為太陽能組件,4為供電裝置,5為單片機,6為無線數據傳輸模塊,7為云端服務器。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖,對本實用新型進行進一步說明。如圖1所示,一種稻田水分狀況綜合監(jiān)測系統,包括水位傳感器1、土壤水分傳感器2、太陽能組件3、供電裝置4、單片機5、無線數據傳輸模塊6和云端服務器7,所述太陽能組件3和供電裝置4相連組成供電單元;所述水位傳感器1和土壤水分傳感器2分別與單片機5相連,繼而單片機5與無線數據傳輸模塊6相連,無線數據傳輸模塊6基于Socket TCP/IP協議與所述云端服務器7實現通信。
[0016]供電裝置4由蓄電池和電源控制器組成,所述水位傳感器1、土壤水分傳感器2、單片機5和無線數據傳輸模塊6均與電源控制器連接。
[0017]進一步的,所述水位傳感器1選用硅壓阻式液位變送器,具有高精度、使用方便、耐腐蝕和數據能遠程傳輸等特點,適用于田間較渾濁水質的水位量測,可實時、連續(xù)的監(jiān)測稻田間水位的變化,為灌溉決策提供數據基礎;為避免傳感器底部探頭堵塞影響量測精度,可水平放置于稻田表面。
[0018]優(yōu)選地,所述土壤水分傳感器2選用MS10土壤水分傳感器,具有測量精度高、響應速度快和耐腐蝕可長期埋入土壤使用等特點,并能直接測量土壤介電常數進而得到土壤水分含水量,能連續(xù)實時的監(jiān)測土壤水分變化,以便更好的指導灌溉。MS10 土壤水分傳感器共含有3個探針,分別橫插入土壤中使其與土壤充分接觸,并通過多點監(jiān)測保證數據的準確性。
[0019]進一步的,所述太陽能組件3以一定角度放置,在適宜的光照強度下可將太陽能轉化為電能,經過穩(wěn)壓處理后為所述供電裝置4充電。太陽能組件3由光伏組件或者薄膜電池組件組成,為云端服務器7以外的其他裝置供電,節(jié)省電能并精簡鋪設電網的成本,具有安全環(huán)保的特點。
[0020]進一步的,所述供電裝置4由蓄電池和控制器組成,作用是當太陽能組件3產生的電能大于系統運行消耗時,將太陽能組件3產生的電能儲存起來;當太陽能組件3產生的電能不足以供給系統正常運行時,所述供電裝置4提供電能,具有智能化運行的特點。
[0021]進一步的,所述單片機5用于接收水位傳感器1和土壤水分傳感器2采集的實時數據,并將該數據通過所述無線數據傳輸模塊6發(fā)送至所述云端服務器7。
[0022]優(yōu)選的,所述無線數據傳輸模塊6采用GPRS數據通訊方式,其實時數據傳輸時不受距離限制,且傳輸速度快、通信質量高、安裝方便。無線數據傳輸模塊6基于Socket IP/TCP協議與云端服務器7實現通信,無線通訊使測點布控范圍更廣進而提高測控精確性,同時避免了鋪設網線的成本和野外檢修的不便,也無需人工現場跟蹤管理,節(jié)約了人力成本,適合在大型灌區(qū)對農作物進行多點監(jiān)控,便于管理者把握作物實時水分虧缺狀況做出決策。
[0023]進一步的,所述云端服務器7包括后臺數據庫和網頁終端,實時監(jiān)測的水位和土壤含水率數據自動儲存于后臺數據庫中供后期直接調用,網頁終端作為數據終端將顯示短期田間水位和土壤含水率數據和動態(tài)趨勢圖,以便管理者及時查詢和決策。
【主權項】
1.一種稻田水分狀況綜合監(jiān)測系統,其特征在于:包括水平放置于稻田表面的水位傳感器(1)、橫插入土壤中的土壤水分傳感器(2)、太陽能組件(3)、供電裝置(4)、單片機(5)、無線數據傳輸模塊(6)和云端服務器(7),所述太陽能組件(3)和供電裝置(4)相連組成供電單元,供電單元分別與水位傳感器(1)、土壤水分傳感器(2)、單片機(5)、無線數據傳輸模塊(6)相連;所述水位傳感器(1)和土壤水分傳感器(2)分別與單片機(5)相連,繼而單片機(5)與無線數據傳輸模塊(6)相連;所述單片機(5)接收水位傳感器(1)和土壤水分傳感器(2)采集的實時數據,并將該數據通過無線數據傳輸模塊(6)發(fā)送至云端服務器(7)。2.如權利要求1所述的稻田水分狀況綜合監(jiān)測系統,其特征在于:所述水位傳感器(1)為硅壓阻式液位變送器。3.如權利要求1所述的稻田水分狀況綜合監(jiān)測系統,其特征在于:所述土壤水分傳感器(2)為MSI 0 土壤水分傳感器。4.如權利要求1所述的稻田水分狀況綜合監(jiān)測系統,其特征在于:所述太陽能組件(3)傾斜放置,將太陽能轉化為電能,經過穩(wěn)壓處理后為供電裝置(4)充電。5.如權利要求1所述的稻田水分狀況綜合監(jiān)測系統,其特征在于:所述供電裝置(4)由蓄電池和控制器組成。
【專利摘要】一種稻田水分狀況綜合監(jiān)測系統,包括水平放置于稻田表面的水位傳感器(1)、橫插入土壤中的土壤水分傳感器(2)、太陽能組件(3)、供電裝置(4)、單片機(5)、無線數據傳輸模塊(6)和云端服務器(7),所述太陽能組件(3)和供電裝置(4)相連組成供電單元;所述單片機(5)接收水位傳感器(1)和土壤水分傳感器(2)采集的實時數據,并將該數據通過無線數據傳輸模塊(6)發(fā)送至云端服務器(7)。本實用新型結合了水位傳感器和土壤水分傳感器,解決了田間水位和土壤水分狀況測定不連續(xù)的問題,實現了田間水位和土壤水分狀況的綜合監(jiān)測。本實用新型占據空間小、智能化程度高且無需外界電源供電,無需耗費人力即可長期對田間農情進行實時監(jiān)測和管理,為稻田精量灌溉和決策提供有效指導。
【IPC分類】G08C17/02, G01D21/02
【公開號】CN205091002
【申請?zhí)枴緾N201520889396
【發(fā)明人】羅玉峰, 楊洋, 崔遠來, 黃英
【申請人】武漢大學
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月10日