專利名稱：水稻節(jié)水灌溉自動調(diào)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及節(jié)水灌溉和自動控制，具體為一種水稻節(jié)水灌溉的自動控制系統(tǒng)。
背景技術：
節(jié)約用水是我國“節(jié)能減排”的重要內(nèi)容之一。我國是水資源緊缺國，淡水總量為 28萬億m3，人均淡水占有量2300m3，僅世界人均占有量的1/4，居世界第109位。同時我國 又是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)用水比重過大，全國平均為73 %，西北地區(qū)為87. 3 % 96. 1 %，而 發(fā)達國家平均為50%，農(nóng)業(yè)用水與其他行業(yè)用水矛盾十分突出。目前，許多灌區(qū)的農(nóng)田用水 多采用傳統(tǒng)的、舊的灌溉方式，灌水量大，水分利用率低，存在著嚴重的水資源浪費現(xiàn)象。因 此，發(fā)展節(jié)水灌溉是一項保障我國經(jīng)濟、生態(tài)、社會持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略措施。水稻是我國的主要糧食作物，目前水稻的灌溉主要是采用淹灌。對水稻需水規(guī)律 的研究表明，采用薄露灌、控制灌溉等處理，能有效地控制水稻大部分生育階段的耗水量與 騰發(fā)量，不僅可以節(jié)約水資源，還改善生態(tài)條件，調(diào)節(jié)田間小氣候，使土壤通氣增氧，合理調(diào) 節(jié)土壤水、氣、肥、熱諸因素，促使水稻正常生長發(fā)育，形成豐產(chǎn)型株型，從而提高水稻的產(chǎn) 量和質(zhì)量。另一方面，對于機泵來說，節(jié)省人工，延長泵站使用壽命，降低維護成本，還能省 電，這對于緩和夏季電力短缺，減少用電缺電現(xiàn)象具有幫助。因此，推廣水稻的節(jié)水灌溉技 術具有重要的社會意義。如何實現(xiàn)真正實現(xiàn)水稻的適時適量的節(jié)水灌溉，需要借助于現(xiàn)代的自動控制技 術、計算機技術和信息技術。節(jié)水灌溉的自動控制系統(tǒng)就是一個根據(jù)水稻的需水規(guī)律，自動 控制田間水分，保障水稻節(jié)水灌溉有效實施的自動化技術。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術問題在于提供了一個水稻節(jié)水灌溉自動控制系統(tǒng)，已解決上述 的背景技術中的不足。本發(fā)明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn)水稻節(jié)水灌溉自動控制系統(tǒng)由兩大部分組成田間采集板塊和中央監(jiān)控站，所述 的田間采集板塊準確、實時的采集田間的相關信息，主要包括，田間傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、單片 機、抗干擾電路、發(fā)射/接收器，所述的田間傳感器連接AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器將信號解碼后 傳給單片機，單片機連有mz^K，將信號發(fā)射出去，所述單片機連接有抗干擾電路； 所述的中央監(jiān)控站主要包括發(fā)射/接收器、PC上位機、鍵盤、顯示器、打印機、驅(qū)動控制器、 水粟，發(fā)射/接收器接收到信號后傳給DC上位機，pc上位機連接驅(qū)動控制器，驅(qū)動控制器驅(qū) 動水泵工作，所述的中央監(jiān)測站是整個系統(tǒng)的核心，它的功能是協(xié)調(diào)各部分的工作，接受、 處理各種數(shù)據(jù)，發(fā)出各種操作指令，最重要的是根據(jù)田間采集信息，預測水稻節(jié)水灌溉的灌 溉量，并發(fā)出驅(qū)動、控制水泵的運行的指令，做到適時適量的對田間進行灌溉。在本發(fā)明中，所述的pc上位機連有鍵盤、顯示器、打印機。在本發(fā)明中，所述的發(fā)射/接收器具有接收信號和發(fā)射信號的功能。
在本發(fā)明中，所述A/D轉(zhuǎn)換器將模擬轉(zhuǎn)變成數(shù)字量的器件。本發(fā)明的軟件系統(tǒng)核心部分是灌溉量的預測算法，水稻灌溉預測的基本原理是 基于農(nóng)田水分平衡方程Aff = R+I+G-T-Es-R0-B-D其中，AW……時段末與時段初的儲水量之差(mm)R......降雨量(mm)I......灌溉量(讓)G......上行水總量Onm)T……葉面蒸騰量(mm)Es……土面蒸騰量(mm)RO……地面徑流損失量(mm)B……植物冠層截留量(mm)D......下滲水量(mm)根據(jù)上方程、南方水田的特點和水稻節(jié)水灌溉措施的要求，來預測水稻的灌溉量。有益效果本發(fā)明可以自動適時適量的對水稻進行灌溉，可以節(jié)水節(jié)電，對于推廣水稻的節(jié) 水灌溉技術具有重要的社會意義。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構示意圖；
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進一步闡述本實用新型。硬件系統(tǒng)參見圖1 一水稻節(jié)水灌溉自動調(diào)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構，包括田間傳感器 1、A/D轉(zhuǎn)換器2、單片機3、抗干擾電路4、發(fā)射/接收器5、發(fā)射/接收器6、pc上位機7、驅(qū) 動控制器8、水泵9、鍵盤10、顯示器11、打印機12。田間采集板塊由田間傳感器1、A/D轉(zhuǎn)換器2、單片機3、抗干擾電路4、發(fā)射/接收 器5組成，田間參數(shù)由傳感器1轉(zhuǎn)換為標準模擬電量，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)換后，送入單片機 3，經(jīng)過濾波，換算等處理，通過無線電將數(shù)據(jù)傳送給上位機，數(shù)據(jù)的采集方式、參數(shù)類型等 參數(shù)，由上位機設置的參數(shù)。上位機軟件部分由發(fā)射/接收器6、pc上位機7組成，pc上位機7連接有鍵盤10、 顯示器11、打印機12，發(fā)射/接收器6接收田間參數(shù)后，PC上位機7對采集的數(shù)據(jù)進行處 理，根據(jù)實時采集的數(shù)據(jù)預測水稻的灌溉量，pc上位機7將信號傳給驅(qū)動控制器8，驅(qū)動控 制器8發(fā)出驅(qū)動水泵9的指令。另軟件系統(tǒng)核心部分是灌溉量的預測算法，水稻灌溉預測的基本原理是基于農(nóng) 田水分平衡方程Aff = R+I+G-T-Es-R0-B-D其中，AW……時段末與時段初的儲水量之差(mm)
R......降雨量(mm)I......灌溉量(mm)G......上行水總量(mm)T……葉面蒸騰量Onm)ES……土面蒸騰量(mm)RO……地面徑流損失量(mm)B……植物冠層截留量(mm)D......下滲水量(mm)根據(jù)上方程、南方水田的特點和水稻節(jié)水灌溉措施的要求，來預測水稻的灌溉量。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術 人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其 等效物界定。
權利要求
水稻節(jié)水灌溉自動控制系統(tǒng)由兩大部分組成田間采集板塊和中央監(jiān)控站，其特征在于，所述的田間采集板塊主要包括，田間傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、單片機、抗干擾電路、發(fā)射/接收器，所述的田間傳感器連接AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器將信號解碼后傳給單片機，單片機連有發(fā)射/接收器，將信號發(fā)射出去，所述單片機連接有抗干擾電路；所述的中央監(jiān)控站主要包括發(fā)射/接收器、pc上位機、鍵盤、顯示器、打印機、驅(qū)動控制器、水泵，發(fā)射/接收器接收到信號后傳給pc上位機，pc上位機連接驅(qū)動控制器，驅(qū)動控制器驅(qū)動水泵工作。
2.根據(jù)權利要求1所述的水稻節(jié)水灌溉自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的發(fā)射/接收 器具有接收信號和發(fā)射信號的功能。
全文摘要
水稻節(jié)水灌溉自動控制系統(tǒng)由兩大部分組成田間采集板塊和中央監(jiān)控站，所述的田間采集板塊主要包括，田間傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、單片機、抗干擾電路、發(fā)射/接收器，所述的田間傳感器連接AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器將信號解碼后傳給單片機，單片機連有發(fā)射/接收器，將信號發(fā)射出去，所述單片機連接有抗干擾電路；所述的中央監(jiān)控站主要包括發(fā)射/接收器、pc上位機、鍵盤、顯示器、打印機、驅(qū)動控制器、水泵，發(fā)射/接收器接收到信號后傳給pc上位機，pc上位機連接驅(qū)動控制器，驅(qū)動控制器驅(qū)動水泵工作。本發(fā)明可以自動適時適量的對水稻進行灌溉，可以節(jié)水節(jié)電，對于推廣水稻的節(jié)水灌溉技術具有重要的社會意義。
文檔編號A01G25/16GK101990839SQ20091004410
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月13日 優(yōu)先權日2009年8月13日
發(fā)明者匡迎春, 姚幫松, 段建南, 沈岳 申請人:湖南農(nóng)業(yè)大學