[發(fā)明專利]一種灌溉區(qū)水資源調(diào)控系統(tǒng)及調(diào)控方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611095020.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN106718693A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王琳;嚴(yán)登華;王建偉;倪紅珍;陳根發(fā);史婉麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): A01G25/16
• 分類號(hào): A01G25/16;G06Q50/02
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙)51229
• 代理人: 李蕊,李林合

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種灌溉區(qū)水資源調(diào)控系統(tǒng)及調(diào)控方法。

背景技術(shù)

在我國農(nóng)業(yè)灌溉是最主要的用水大戶，其用水量約占總用水量的70%。長期以來，由于管理粗放、技術(shù)落后，我國農(nóng)村大部分地區(qū)的農(nóng)田灌溉仍采用傳統(tǒng)的大水漫灌方式。由于快速地將水供給耕作層，植物的根帶吸收能力有限，大量的水資源通過溢流、蒸發(fā)和滲漏流失，同時(shí)也將植物根部的肥料滲走，造成水資源的浪費(fèi)以及土壤結(jié)構(gòu)的變化，從而直接影響作物的生長。同時(shí)傳統(tǒng)的灌溉通常由人工判斷土壤干濕情況，或根據(jù)不同作物生長期大致的需水量進(jìn)行澆灌，做不到更進(jìn)一步的根據(jù)作物生長需要的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)灌溉，導(dǎo)致灌溉時(shí)機(jī)不夠及時(shí)，造成作物生長受到影響，或者灌溉效率不高造成水資源浪費(fèi)。針對(duì)以上，已有相關(guān)技術(shù)圍繞無線通訊裝置、無線通訊模塊、濕度傳感器等將農(nóng)田灌溉自動(dòng)化，但大多集中于無線傳感器執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)等電子信息技術(shù)方面，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種水資源智慧化調(diào)控系統(tǒng)，依據(jù)土壤墑情監(jiān)測(cè)，通過智慧化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)作物需求的自動(dòng)化灌溉，并完成即時(shí)收費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種灌溉區(qū)水資源調(diào)控系統(tǒng)及調(diào)控方法，以解決傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉的灌溉效率低，導(dǎo)致水資源浪費(fèi)的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種灌溉區(qū)水資源調(diào)控系統(tǒng)，包括

混合池，用于匯聚灌溉區(qū)內(nèi)的不同的水源進(jìn)行混合，利用水泵將混合池中的水導(dǎo)入農(nóng)田中；

自動(dòng)監(jiān)控單元，用于對(duì)各個(gè)水源的水流量信息以及各水源進(jìn)入混合池中的水流量信息進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)；

土壤墑情監(jiān)測(cè)單元，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)灌溉區(qū)內(nèi)的農(nóng)田的土壤含水量信息；

作物需水監(jiān)測(cè)單元，用于采集灌區(qū)內(nèi)的主要作物的需水量信息，根據(jù)需水量信息建立區(qū)域內(nèi)的不同作物在不同生長周期的作物需水量模型；

無線傳輸單元，用于將各水源的水流量信息、各水源進(jìn)入混合池中的水流量信息、土壤含水量信息和作物需水量模型傳送到云服務(wù)平臺(tái)；

云服務(wù)平臺(tái)，用于接收各水源的水流量信息、各水源進(jìn)入混合池中的水流量信息、土壤含水量信息和作物需水量模型，并將土壤含水量信息與作物需水量模型進(jìn)行對(duì)比，判斷農(nóng)田是否缺水，再根據(jù)判斷結(jié)果、各水源的水流量信息和灌溉成本形成灌溉選擇方案，并將形成的灌溉選擇方案發(fā)送至移動(dòng)終端；

移動(dòng)終端，用于接收灌溉選擇方案，根據(jù)灌溉選擇方案確定最佳灌溉方案，并將最佳灌溉方案發(fā)送至云服務(wù)平臺(tái)，云服務(wù)平臺(tái)根據(jù)接收到的最佳灌溉方案控制各水源進(jìn)入混合池的水流量，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制混合池內(nèi)的進(jìn)水量。

進(jìn)一步地，調(diào)控系統(tǒng)還包括用于根據(jù)自動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)到的水流量進(jìn)行自動(dòng)繳費(fèi)的繳費(fèi)單元。

進(jìn)一步地，每個(gè)水源與混合池連接處均設(shè)有控制閥和自動(dòng)控制單元，云服務(wù)平臺(tái)通過自動(dòng)控制單元控制控制閥的開啟。

進(jìn)一步地，土壤墑情監(jiān)測(cè)單元包括若干安裝在灌溉區(qū)的農(nóng)田中的土壤墑情監(jiān)測(cè)探頭。

進(jìn)一步地，混合池連內(nèi)設(shè)有過濾格柵。

一種灌溉區(qū)水資源調(diào)控方法，包括以下步驟：

S1：建立混合池，利用混合池匯聚灌溉區(qū)不同的水源進(jìn)行混合，并將其通過水泵導(dǎo)入灌溉區(qū)的農(nóng)田中；

S2：利用自動(dòng)監(jiān)控單元實(shí)時(shí)采集各個(gè)水源的水流量信息和各個(gè)水源進(jìn)入混合池中的水流量信息，利用土壤墑情監(jiān)測(cè)單元采集利用所述農(nóng)田內(nèi)的土壤含水量信息；

S3：利用作物需水監(jiān)測(cè)單元采集灌區(qū)內(nèi)的主要作物在不同生長周期的需水量信息，并根據(jù)需水量信息建立區(qū)域內(nèi)的不同作物在不同生長周期的作物需水量模型；

S4：利用云服務(wù)平臺(tái)，將土壤含水量信息與作物需水量模型進(jìn)行對(duì)比，判斷農(nóng)田是否缺水，并根據(jù)判斷結(jié)果、各水源的水流量信息和灌溉成本形成灌溉選擇方案，并將形成的灌溉選擇方案發(fā)送至移動(dòng)終端

S5：利用移動(dòng)終端根據(jù)灌溉選擇方案確定最佳灌溉方案，并將最佳灌溉方案發(fā)送至云服務(wù)平臺(tái)，云服務(wù)平臺(tái)根據(jù)接收到的最佳灌溉方案控制各水源進(jìn)入混合池的水流量，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制混合池內(nèi)的進(jìn)水量。

進(jìn)一步地，水源與混合池連接處設(shè)有控制閥，混合池的水通過水泵導(dǎo)入農(nóng)田中；控制閥和水泵通過自動(dòng)控制單元控制控制閥的開啟。

進(jìn)一步地，步驟S3的具體包括：采集灌溉區(qū)內(nèi)的主要作物需水量，根據(jù)區(qū)域內(nèi)不同作物在出苗期、抽穗期、灌漿期、成熟期需要的需水量信息，建立不同區(qū)域不同作物在不同生長周期的作物需水量模型。

本發(fā)明的有益效果為：