[發(fā)明專利]水稻田精準(zhǔn)節(jié)水灌溉全自動控制系統(tǒng)及其灌溉方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710416152.3
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107182725A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏勇;肖亮;貢斌;王磊;翟羽東;殷婷婷;許玉煒
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇鴻利智能科技有限公司
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16
• 代理公司: 江陰市永興專利事務(wù)所(普通合伙)32240
• 代理人: 陳曉良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種水稻田精準(zhǔn)節(jié)水灌溉全自動控制系統(tǒng)及其灌溉方法。

背景技術(shù)

目前水稻田灌溉多采用傳統(tǒng)的淹溉方式，雖然能滿足水稻的生長需求，但是耗水量大、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重、水分利用率低，而且容易引起面源污染。而日趨緊缺的水資源供需矛盾將限制水稻田面積的穩(wěn)定與發(fā)展，影響糧食安全。此外，越來越多的農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移到大城市中，農(nóng)村勞動力流失、農(nóng)村用工成本大幅增加。因此迫切需要設(shè)計(jì)出一種能夠?qū)崿F(xiàn)水稻田節(jié)水灌溉的全自動控制系統(tǒng)，能夠?qū)喔裙ぷ鬟M(jìn)行精量化、細(xì)量化的控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種水稻田精準(zhǔn)節(jié)水灌溉全自動控制系統(tǒng)及其灌溉方法，能夠?qū)崿F(xiàn)水稻田節(jié)水灌溉的精量化和信息化，灌溉過程全自動控制，具有省工、節(jié)水、增產(chǎn)、增效的優(yōu)點(diǎn)，極大地節(jié)了水資源，并且有效防止面源污染，能夠增強(qiáng)市場競爭力、保障糧食安全。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：。

一種水稻田精準(zhǔn)節(jié)水灌溉全自動控制系統(tǒng)，其特征在于：包括系統(tǒng)主控制器、若干移動控制終端、若干水稻田和連接各水稻田進(jìn)水口的進(jìn)水渠道，其中，所述進(jìn)水渠道的上游和下游分別設(shè)置第一節(jié)制閥和第二節(jié)制閥，每塊水稻田的進(jìn)水口處設(shè)置進(jìn)水閘板和田間水層遙測雷達(dá)、每塊水稻田的出水口處設(shè)置排水閘板、進(jìn)水渠道的上游和每塊水稻田的進(jìn)水口處設(shè)置若干抽水泵、進(jìn)水渠道的下游和每塊水稻田的出水口處設(shè)置若干若干排水泵；

所述第一節(jié)制閥、第二節(jié)制閥、進(jìn)水閘板和排水閘板采用田間智能閘門、抽水泵和排水泵采用遠(yuǎn)程遙控水泵，均通過無線通信方式連接到系統(tǒng)主控制器；所述田間智能閘門連接一個用于檢測水稻田的水位信息的田間水層傳感器，通過對比田間水層傳感器檢測到的水位信息和預(yù)設(shè)水位數(shù)據(jù)，田間智能閘門自動啟動或關(guān)閉；所述田間水層遙測雷達(dá)安裝于各水稻田中，用于檢測水稻田的水位信息并通過無線通信方式連接到系統(tǒng)主控制器；

所述移動控制終端用于向系統(tǒng)主控制器發(fā)送指令，系統(tǒng)主控制器根據(jù)接收到的指令向第一節(jié)制閥、第二節(jié)制閥、進(jìn)水閘板和排水閘板發(fā)送相應(yīng)的指令，第一節(jié)制閥、第二節(jié)制閥、進(jìn)水閘板和排水閘板根據(jù)指令開啟至設(shè)定的閘位高程。

作為優(yōu)選，所述系統(tǒng)主控制器設(shè)有智能灌溉規(guī)則模塊、設(shè)備管理模塊、傳感設(shè)備模塊、監(jiān)控日志視頻模塊和數(shù)據(jù)庫管理模塊；

所述智能灌溉規(guī)則模塊用于設(shè)定灌溉參數(shù)，灌溉參數(shù)包括灌溉時間、灌溉頻率、灌溉次序、灌溉水位；

所述設(shè)備管理模塊用于控制抽水泵、排水泵、第一節(jié)制閥、第二節(jié)制閥、進(jìn)水閘板和排水閘板的開啟和關(guān)閉；

所述傳感設(shè)備模塊用于接收和處理各水稻田的田間水層傳感器和田間水層遙測雷達(dá)檢測到的水位信息，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷水稻田是否需要灌水并計(jì)算出需要灌溉的總水量；

所述監(jiān)控日志視頻模塊用于接收各水稻田的干旱裂紋情況、水層情況、長勢情況、病蟲害情況、灌溉設(shè)施運(yùn)行情況的照片或視頻數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送到移動控制終端；

所述數(shù)據(jù)庫管理模塊用于處理接收到的數(shù)據(jù)，并記錄整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀況歷史，管理和查詢用戶發(fā)送的操作指令的狀態(tài)以及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

作為優(yōu)選，所述各水稻田設(shè)置控制箱，田間水層遙測雷達(dá)安裝于控制箱中，控制箱中還設(shè)有無線通信模塊，無線通信模塊用于實(shí)現(xiàn)各田間智能閘門、遠(yuǎn)程遙控水泵與系統(tǒng)控制器、各移動控制終端之間的無線通信。

作為優(yōu)選，所述移動控制終端為手機(jī)或平板電腦，手機(jī)或平板通過短信的方式向系統(tǒng)控制器發(fā)送指令。

本發(fā)明還提供了一種水稻田精準(zhǔn)節(jié)水灌溉全自動控制系統(tǒng)的灌溉方法，其特征在于，包括如下操作步驟：

步驟一、在水稻返青、分蘗期，保持水稻田為淺水灌溉狀態(tài)，由所述田間水層傳感器或田間水層遙測雷達(dá)檢測到水稻田的水層深度為5～30mm；

步驟二、在水稻的分蘗后期，曬田，當(dāng)水稻的莖蘗數(shù)達(dá)到有效穗數(shù)為80％時，排干水稻田的田面積水，曬田7～10天，使耕層土壤含水量不低于田間持水量的65％；

步驟三、在水稻的拔節(jié)孕穗期間，間歇灌溉，由所述田間水層傳感器或田間水層遙測雷達(dá)檢測到每次灌水至水稻田的水層深3mm，水層耗盡后3～4天后再灌水；

步驟四、在水稻抽穗開花及乳熟期，濕潤灌溉，由所述田間水層傳感器或田間水層遙測雷達(dá)檢測到每次灌水至水稻田的水層深2mm，水層耗盡后3～4天后再灌水；

步驟五、在水稻黃熟期，保持水稻田自然落干，遇到降雨時排水。