[發(fā)明專利]根據(jù)作物缺水程度控制灌溉的方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010102820.3
• 申請日: 2010-01-29
• 公開（公告）號: CN101790955A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 高勝國;段愛旺;黃修橋;馮俊杰;賈艷輝
• 申請（專利權）人: 中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)田灌溉研究所
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16;G01N29/024
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司 41102
• 代理人: 亢志民

1.一種根據(jù)作物缺水程度控制灌溉的方法，其特征在于：

首先，將不會產(chǎn)生蒸騰的參考作物置于與檢測作物(46)環(huán)境相同的地方，參考作物水平一字布置；在參考作物水平一字布置的一端，位于參考作物的正上方垂直于參考作物水平一字布置方向，水平依次安裝有參考作物上方超聲波發(fā)射頭(16)和參考作物上方超聲波接收頭(18)；在參考作物上方超聲波發(fā)射頭(16)和參考作物上方超聲波接收頭(18)順著參考作物水平一字布置方向的正前方，參考作物水平一字布置的另一端，位于參考作物的正上方垂直于參考作物水平一字布置方向安裝有參考作物上方超聲波反射板(45)；位于檢測作物(46)的正上方垂直于檢測作物(46)水平種植方向水平，依次安裝有檢測作物上方超聲波發(fā)射頭(15)和檢測作物上方超聲波接收頭(17)；在檢測作物上方超聲波發(fā)射頭(15)和檢測作物上方超聲波接收頭(17)順著檢測作物(46)水平種植方向的正前方，位于檢測作物(46)的正上方垂直于檢測作物(46)水平種植方向安裝有檢測作物上方超聲波反射板(47)；檢測作物上方超聲波發(fā)射頭(15)和檢測作物上方超聲波接收頭(17)到檢測作物上方超聲波反射板(47)的距離與參考作物上方超聲波發(fā)射頭(16)和參考作物上方超聲波接收頭(18)到參考作物上方超聲波反射板(45)的距離相等；

其次，由光照閾值檢測模塊(1)和光照積分閾值檢測模塊(2)確定檢測時間窗口，當光照達到所設定的閾值后，光照閾值檢測模塊(1)啟動光照積分閾值檢測模塊(2)對光照強度進行積分，當達到所設定的光照積分閾值后，進入檢測時間窗口，當光照低于所設定的閾值后，光照閾值檢測模塊(1)的輸出使光照積分閾值檢測模塊(2)的積分值清零復位，退出檢測時間窗口；

第三，進入檢測時間窗口后，超聲波發(fā)射間隔控制模塊(3)被啟動，按時間間隔控制超聲波發(fā)生器(6)產(chǎn)生一組超聲波脈沖串，該脈沖串分為兩路，一路通過參考作物上方超聲波發(fā)射頭(16)，另一路通過檢測作物上方超聲波發(fā)射頭(15)，同時發(fā)送出去；當參考作物上方超聲波接收頭(18)收到被參考作物上方超聲波反射板(45)反射回來的超聲波后，確認超聲波到達的時間點，在確認超聲波到達的時間點上啟動計數(shù)、顯示模塊(8)的計數(shù)器計數(shù)，當檢測作物上方超聲波接收頭(17)收到被檢測作物上方超聲波反射板(47)反射回來的超聲波后，確認超聲波到達的時間點，在確認超聲波到達的時間點上關閉計數(shù)、顯示模塊(8)的計數(shù)器計數(shù)；

第四，將計數(shù)、顯示模塊(8)的計數(shù)器的計數(shù)值與根據(jù)超聲波渡越時間作物缺水指數(shù)通過計數(shù)預置模塊(9)預先設定的計數(shù)閾值進行比較，如果計數(shù)、顯示模塊(8)的計數(shù)器的計數(shù)值小于計數(shù)預置模塊(9)所設定的計數(shù)閾值，作物缺水達到了需要灌溉的程度，將啟動小額灌溉系統(tǒng)(12)；

所述的超聲波渡越時間作物缺水指數(shù)是這樣定義的，超聲波渡越時間作物缺水指數(shù)：

(1-8)式中Δt為實際的檢測作物冠層上方與參考作物冠層上方的超聲波渡越時間差，Δt_P為潛在或最大的檢測作物冠層上方與參考作物冠層上方的超聲波渡越時間差，Δt_P可用充分供水時實測的最大Δt值代替，參考作物冠層指的是參考作物接受太陽輻射的模擬葉部分；當作物不缺水時因作物植株蒸騰而產(chǎn)生的降溫幅度最大，與之對應的檢測作物冠層上方與參考作物冠層上方的超聲波渡越時間差Δt最大，與Δt_P相同，Ultrasonic?TOF?CWSI計算結果為0，表示檢測作物不缺水，同理，當作物完全水分脅迫使作物植株蒸騰停止時，因作物植株蒸騰而產(chǎn)生的降溫幅度最小，與之對應的檢測作物冠層上方與參考作物冠層上方的超聲波渡越時間差Δt最小，Δt為0，Ultrasonic?TOFCWSI計算結果為1，表示檢測作物停止蒸騰處于完全水分脅迫狀態(tài)，Ultrasonic?TOF?CWSI是指示作物水分虧缺程度，處于0和1之間的數(shù)值量，數(shù)值越大表示作物缺水程度越高；

第五，退出檢測時間窗口后，超聲波發(fā)射間隔控制模塊(3)被關閉，除光照閾值檢測模塊(1)仍在工作外，其余進入休眠狀態(tài)以節(jié)省電力消耗。

2.根據(jù)權利要求1所述的根據(jù)作物缺水程度控制灌溉的方法，其特征在于：所述的參考作物由一字水平排列相互留有間隙的各個橫著放置的長方形模擬葉(42)和順著模擬葉(42)一字水平排列方向位于模擬葉(42)兩側的前擋風板(43)、后擋風板(44)組成。