[實(shí)用新型]智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420653453.X
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN204180657U
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫北斗星通信息科技有限公司
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16;E02B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及排水灌溉領(lǐng)域，尤其涉及一種智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水稻是全球主要的種植作物之一，其種植歷史悠久，尤其是近年雜交水稻的集中研究，水稻的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益越來越高，為解決全球饑餓問題、維護(hù)國際社會穩(wěn)定做出突出貢獻(xiàn)。

水稻的種植方式與其他旱地農(nóng)作物的種植方式不同。水稻具有喜水耐水特性，常采用淹灌方式，因此，滲漏損失水量大，灌水次數(shù)多，灌溉定額大。灌溉制度應(yīng)滿足不同時(shí)期稻田淹灌水層的深度要求。由此看來，水稻對水量的要求比較苛刻，為了維持水稻的高產(chǎn)量，需要時(shí)刻保證水稻對水量的需求。

稻田內(nèi)的存水量需要維持在一定高度，才能最適合水稻的生長，因此需要對稻田灌溉排水結(jié)合的方式，才能及時(shí)保證稻田的存水量。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的稻田排水灌溉系統(tǒng)，往往只偏重排水或灌溉中的某一方面，忽略了另一方面，或者另一方面僅僅采用人工方式進(jìn)行處理，大大降低了稻田排水灌溉系統(tǒng)的自動化程度，無法適應(yīng)水稻生長各個(gè)時(shí)期對稻田存水量的不同要求。

因此，需要一種新的稻田排水灌溉系統(tǒng)，將排水或灌溉過程都進(jìn)行自動化定制，能夠在存水量過多時(shí)自動排水，能夠在存水量偏少時(shí)自動灌溉，從而保證稻田水位維持在預(yù)設(shè)高度，保證水稻的正常生長。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)，通過圖像識別技術(shù)確定稻田內(nèi)水位高度占據(jù)整株水稻高度的浸水百分比，從而確定稻田所需的抽排水量，并控制抽排水設(shè)備按照所需抽排水量自動完成水稻的排水灌溉，將水稻的浸水高度維持在一個(gè)合理范圍，避免水稻被淹或缺水。

根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括抽排水設(shè)備、液位計(jì)、攝像頭、圖像處理設(shè)備和主控制器，所述抽排水設(shè)備用于對所述稻田內(nèi)存水量進(jìn)行抽排，所述液位計(jì)用于檢測所述稻田的水位高度，所述攝像頭用于拍攝稻田圖像，所述圖像處理設(shè)備與所述攝像頭連接以對所述稻田圖像圖像處理，所述主控制器與所述抽排水設(shè)備、所述液位計(jì)和所述圖像處理設(shè)備分別連接，基于所述圖像處理結(jié)果和所述水位高度控制所述抽排水設(shè)備的抽排操作。

更具體地，在所述智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)還包括流量檢測儀，與所述抽排水設(shè)備連接，用于檢測所述抽排水設(shè)備抽水總量或排水總量；所述抽排水設(shè)備還包括電動機(jī)，用于根據(jù)接收到的抽水信號將所述稻田內(nèi)存水量抽出，并根據(jù)接收到的排水信號停止工作；電磁閥，設(shè)置在所述稻田的灌溉水道中，用于根據(jù)接收到的抽水信號控制所述灌溉水道的關(guān)閉，還用于根據(jù)接收到的排水信號控制所述灌溉水道的打開，以控制所述灌溉水道上方的灌溉水流進(jìn)入所述灌溉水道；存儲設(shè)備，用于存儲水稻上限灰度閾值和水稻下限灰度閾值，所述存儲設(shè)備還存儲了浸水位置抽排水量對照表，所述水稻上限灰度閾值和所述水稻下限灰度閾值用于將圖像中的水稻和背景分離，所述浸水位置抽排水量對照表保存了浸水百分比和抽排水量的一一對應(yīng)關(guān)系；所述攝像頭為高清攝像頭，分辨率為1280×720，設(shè)置在所述稻田的上方，用于拍攝稻田圖像；所述圖像處理設(shè)備包括圖像預(yù)處理單元、圖像分割單元和水稻水面高度識別單元，所述圖像預(yù)處理單元與所述攝像頭連接，用于對所述稻田圖像依次執(zhí)行對比度增強(qiáng)和小波濾波以輸出濾波稻田圖像，所述圖像分割單元與所述圖像預(yù)處理單元和所述存儲設(shè)備分別連接，用于將所述濾波稻田圖像中灰度值在所述水稻上限灰度閾值和所述水稻下限灰度閾值之間的像素識別以組成多個(gè)水稻子圖像，所述水稻水面高度識別單元與所述圖像分割單元連接，基于每一個(gè)水稻子圖像識別每一株水稻的水面高度，還平均多株水稻的水面高度以得到平均水面高度；所述主控制器與所述抽排水設(shè)備、所述液位計(jì)、所述流量檢測儀、所述存儲設(shè)備和所述圖像處理設(shè)備分別連接，對所述液位計(jì)輸出的水位高度和所述圖像處理設(shè)備輸出的平均水面高度求和以獲得水稻高度，將所述水位高度除以所述水稻高度以獲得所述水位高度占據(jù)所述水稻高度的浸水百分比，基于所述得到的浸水百分比在所述浸水位置抽排水量對照表查找與所述得到的浸水百分比對應(yīng)的抽排水量，并在所述對應(yīng)抽排水量為抽水量時(shí)發(fā)出抽水信號，在所述對應(yīng)抽排水量為排水量時(shí)發(fā)出排水信號；無線通信接口，與遠(yuǎn)端的農(nóng)田水利控制平臺無線連接，還與所述主控制器連接，用于將所述水位高度、所述平均水面高度、所述得到的浸水百分比和所述對應(yīng)抽排水量無線發(fā)送到所述農(nóng)田水利控制平臺，并接收所述農(nóng)田水利控制平臺發(fā)送的控制指令，所述控制指令中包括抽排水量；供電電源，與所述主控制器連接，用于為所述系統(tǒng)內(nèi)除了所述供電電源之外的設(shè)備提供電源供應(yīng)，并在所述主控制器的控制下進(jìn)行供電管理；其中，所述主控制器在所述流量檢測儀發(fā)送的抽水總量或排水總量等于所述對應(yīng)抽排水量，停止所述抽排水設(shè)備的抽排操作，所述主控制器、所述電動機(jī)、所述存儲設(shè)備、所述供電電源都設(shè)置在所述系統(tǒng)的防水外殼內(nèi)。