[發(fā)明專利]一種節(jié)水灌溉裝置及灌溉方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710974286.7
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107624620B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設計）人: 劉志剛
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A01G25/02
• 分類號: A01G25/02;A01G25/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種節(jié)水灌溉裝置及灌溉方法,節(jié)水灌溉裝置包括：供水裝置、灌溉裝置、信息采集模塊，灌溉控制模塊和控制中心；供水裝置、灌溉控制模塊、灌溉裝置、信息采集模塊依次連接；供水裝置、灌溉控制模塊、控制中心、信息采集模塊依次連接。本方法運用上位機配合ZigBee無線傳輸技術，通過采集的土壤含水率，作物根系深度，以及滴灌帶內(nèi)壓力傳感器數(shù)值和土壤水分入滲深度關系式，決策電池閥開關，實現(xiàn)大田或園藝生產(chǎn)的節(jié)水灌溉。本發(fā)明裝置結(jié)構簡單，成本低廉，持續(xù)入滲，地面蒸發(fā)量小，對制定用水計劃有重要意義，可應用于大田或園藝生產(chǎn)的節(jié)水灌溉中，便于大面積推廣應用。

技術領域

本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)灌溉領域，具體涉及一種節(jié)水灌溉裝置及灌溉方法。

背景技術

我國是一個缺水的農(nóng)業(yè)大國，且地區(qū)水資源分配不均衡，區(qū)域性和季節(jié)性干旱嚴重，農(nóng)業(yè)水資源有效利用率僅有48.3%，每立方米水生產(chǎn)糧食不足1kg，嚴重制約著我國大田和園藝農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，如何有效提高農(nóng)業(yè)水資源利用率，已成為各級政府和科技人員的關注重點。

國內(nèi)外關于節(jié)水灌溉裝置及方法的研究較多，目前多集中于微灌技術和微潤灌溉技術，但微灌技術和微潤灌溉技術的設備易堵塞，成本高，操作復雜，在一定程度上限制其全國性推廣使用。因此，研究智能化，低成本，操作簡單的節(jié)水灌溉裝置及灌溉方法對實現(xiàn)全國性節(jié)水灌溉，實現(xiàn)大田和園藝農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的缺點和不足，提出了一種智能化，低成本，操作簡單的節(jié)水灌溉裝置及灌溉方法，該灌溉裝置及方法能夠用于大田或園藝生產(chǎn)的節(jié)水灌溉。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術方案為：一種節(jié)水灌溉裝置，包括供水裝置、灌溉裝置、信息采集模塊、灌溉控制模塊和控制中心；所述供水裝置包括水泵和輸水管道，所述灌溉裝置包括主管道、若干支管道和若干滴灌帶，所述信息采集模塊包括土壤含水率傳感器和水壓檢測傳感器，所述灌溉控制模塊包括電磁閥，所述水泵輸入端與所述輸水管道連接，所述水泵輸出端與所述主管道連接，所述主管道通過所述支管道將灌溉水傳送到滴灌帶，每個所述支管道上安裝有電磁閥，所述土壤含水率傳感器和所述滴灌帶均埋于土壤中，所述水壓檢測傳感器置于所述滴灌帶內(nèi)部，所述水泵、所述土壤含水率傳感器、所述水壓檢測傳感器和所述電磁閥均與所述控制中心信號連接。

上述方案中，所述信息采集模塊包括ZigBee無線數(shù)據(jù)采集模塊，所述土壤含水率傳感器和所述水壓檢測傳感器通過所述ZigBee無線數(shù)據(jù)采集模塊將信號傳遞給所述控制中心。

上述方案中，所述灌溉控制模塊包括ZigBee無線控制模塊，所述控制中心通過所述ZigBee無線控制模塊將控制信號傳遞給所述電磁閥和所述水泵。

上述方案中，所述控制中心包括上位機、供電電源和無線網(wǎng)關，所述ZigBee無線數(shù)據(jù)采集模塊、所述ZigBee無線控制模塊通過所述無線網(wǎng)關與所述上位機連接。

本發(fā)明還提供了一種灌溉裝置的灌溉方法,包括如下步驟：① 耕整大田或設施內(nèi)地塊成條形壟狀，或整平設施栽培槽內(nèi)土壤，埋入土壤含水率傳感器，并與ZigBee無線數(shù)據(jù)采集模塊連接；② 連接輸水管道、水泵、主管道和支管道，將滴灌帶置于壟溝或平鋪在栽培槽內(nèi)，用卡環(huán)將滴灌帶和支管道卡緊，將水壓檢測傳感器置于滴灌帶內(nèi)部末端，并與ZigBee無線數(shù)據(jù)采集模塊連接，扎緊滴灌帶末端；電磁閥置于支管道上，將水泵、電磁閥分別與ZigBee無線控制模塊連接；③ 在壟上或滴灌帶兩側(cè)定植作物，根據(jù)作物行距在滴灌帶上扎孔，孔隙大小在0.5mm～2mm之間，孔數(shù)量和間距依據(jù)作物和土壤類型確定；④ 設定灌溉下限，控制中心對比土壤含水率傳感器檢測數(shù)值，決策是否開始水泵向滴灌帶內(nèi)進水；根據(jù)作物根深變化，以及設定的灌溉下限時，滴灌帶內(nèi)壓力傳感器數(shù)值和土壤水分入滲深度關系式，決策是否關閉每個支管道上的電磁閥，實現(xiàn)停止向滴灌帶內(nèi)進水。