[發明專利]一種基于作物葉片細胞膨壓的智能灌溉系統

在審

• 申請號: 201810549876.X
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108496769A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 王曉森;呂謀超;鄧忠;宗潔;李迎;張文正;蔡九茂;秦京濤;范習超;姜明梁
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農田灌溉研究所
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16;H04L29/08;H04W4/38
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 俞曉明

本發明提供了一種基于作物葉片細胞膨壓的智能灌溉系統，屬于農業灌溉技術領域，包括信號采集模塊、人機交互模塊、執行模塊和數據遠程訪問模塊；信號采集模塊包括多個葉片細胞膨壓傳感器和數據收發器；人機交互模塊包括數據采集器、灌溉控制器和人機交互面板；執行模塊包括多個電磁閥，電磁閥與灌溉控制器電連接或無線控制，電磁閥用于控制灌溉管路水流的關閉、開啟。該系統可實施對作物水分狀況的無損、實時監測，當檢測到作物受到水分脅迫時可自動開啟灌溉系統進行灌溉。相比常規灌溉方法，應用葉片細胞膨壓變化診斷作物水分狀況具有勞動強度小、操作簡單、不破壞被測植株的完整性、可實時監測連續記錄作物水分狀況等優點。

技術領域

本發明屬于農業灌溉技術領域，具體涉及一種基于作物葉片細胞膨壓的智能灌溉系統。

背景技術

現代精準灌溉體系一般包括精確量水、送水、作物旱情預報、需水估算等幾部分組成，其中做好作物水分診斷將為其他幾個環節的科學決策起到指引作用。

目前常規對作物水分狀況的診斷主要通過直接測定和間接測定兩種方法。所謂直接測定法是指通過測定葉水勢、氣孔導度、細胞液濃度、組織相對含水量等作物水分生理指標來直接測定作物水分狀況；而間接測定法則是主要通過測定土壤含水量、冠氣溫差等外界環境指標來間接判斷作物水分狀況。但它們或是因專業性太強，對設備有嚴格的要求，或是因勞動強度過大，難以對作物水分進行實時、有效的監控。

葉片作為植物與大氣接觸的主要界面，植物體內水分在蒸騰拉力的作用下通過長距離運輸和短距離運輸到達葉片參與蒸騰。在葉片中水分可以通過三種途徑運動：質粒外途徑、共質粒途徑和液泡途徑，其中液泡途徑運動會引起葉片細胞壓力勢的變化。植物在干旱條件下細胞膨壓的維持能力是植物適應干旱維持正常生長的關鍵,當植物受到中度水分脅迫時其葉片具有滲透調節和彈性調節的膨壓維持能力，而當遭遇嚴重水分脅迫時這種膨壓調節能力會喪失，因此，通過測定葉片細胞膨壓的變化可以探知植物體內水分的變化。目前，新型植物葉片細胞膨壓傳感器已問世，通過在橄欖樹、葡萄、棉花等作物水分診斷上的應用取得不錯的效果。

因此，本發明提供一種基于作物葉片細胞膨壓的自動灌溉系統以解決現有技術存在的問題。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的不足，本發明提供了一種基于作物葉片細胞膨壓的智能灌溉系統。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于作物葉片細胞膨壓的智能灌溉系統，包括信號采集模塊、人機交互模塊、執行模塊和數據遠程訪問模塊；

所述信號采集模塊包括多個葉片細胞膨壓傳感器和與所述葉片細胞膨壓傳感器通過數據線連接的數據收發器；

所述葉片細胞膨壓傳感器安裝在作物葉片上并實時監測作物葉片細胞膨壓數據，所述數據收發器用于通過無線傳輸方式將所述葉片細胞膨壓傳感器監測到的物葉片細胞膨壓數據發送給所述人機交互模塊；

所述人機交互模塊包括數據采集器、灌溉控制器和人機交互面板；

所述數據采集器用于接收并存儲所述數據收發器發送的作物葉片細胞膨壓數據，并通過GSM無線通訊設備將作物葉片細胞膨壓數據無線傳輸至所述灌溉控制器和所述數據遠程訪問模塊，所述數據遠程訪問模塊用于用戶對對所述數據采集器接收到的數據進行遠程數據訪問，所述人機交互面板與所述灌溉控制器雙向通信連接，所述人機交互面板用于數據顯示、葉片細胞膨壓相關參數的設置及向所述灌溉控制器發送對所述執行模塊啟閉的控制指令，所述灌溉控制器的信號輸入端與所述數據采集器連接，所述灌溉控制器的信號輸出端與所述執行模塊連接，所述灌溉控制器用于接收所述數據采集器發送的數據并對數據進行處理，根據處理結果向所述執行模塊發送控制指令；

所述執行模塊包括多個電磁閥，所述電磁閥與所述灌溉控制器電連接或無線連接，所述電磁閥用于控制灌溉管路水流的關閉、開啟。