本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)智能灌溉預(yù)報領(lǐng)域，特別是一種基于自動補水蒸發(fā)皿的灌溉預(yù)報系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

對于灌溉預(yù)報系統(tǒng)，現(xiàn)在采用較多的是根據(jù)土壤墑情，即根據(jù)作物根區(qū)土壤含水率指標作為灌溉的上下限，這種方法效率低、誤差較大，同時由于同種作物在不同生育期對于水分的需求也不一樣，單純依靠土壤含水率進行指導(dǎo)灌溉具有一定的局限性。

目前根據(jù)氣象和土壤墑情資料進行灌溉預(yù)報還忽略了未來短期的降水情況，會造成剛完成灌溉或正在灌溉時發(fā)生降水，造成重復(fù)灌溉。不僅造成水資源的浪費且影響作物的正常生長。

現(xiàn)有的自動補水蒸發(fā)皿雖然在蒸發(fā)皿增加了一個溢流口使雨水從溢流口流出，但是由于雨滴的沖擊產(chǎn)生的波動必然會使從溢流口流出的水量大于降雨量，從而使測量的蒸發(fā)量增大。而且現(xiàn)有的自動補水蒸發(fā)皿受氣溫影響較大，溫度的高低影響補水裝置氣腔壓強變化，溫度升高，氣腔壓強增大，使水從溢流口流出，相當(dāng)于增大了實際的蒸發(fā)量；溫度降低，蒸發(fā)皿水位會低于溢流口，雖對蒸發(fā)產(chǎn)生一定影響，但水沒有流出，一般當(dāng)蒸發(fā)皿水位與溢流口水位相平時來計算蒸發(fā)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決了現(xiàn)有蒸發(fā)皿測量實際蒸發(fā)精度較低問題，并且實現(xiàn)了蒸發(fā)量的智能化測量；根據(jù)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量和天氣預(yù)報情況制定作物的灌溉制度，合理的利用水資源的基于自動補水蒸發(fā)皿的灌溉預(yù)報系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種基于自動補水蒸發(fā)皿的灌溉預(yù)報系統(tǒng)，它包括補水裝置、蒸發(fā)皿、計量皿以及中央處理器，所述的補水裝置與蒸發(fā)皿之間連接有連通管，連通管上安裝有閥門a，蒸發(fā)皿與計量皿之間連接有溢流管，所述的補水裝置的頂部設(shè)置有頂蓋，頂蓋上設(shè)置有管道，管道的下端部延伸于補水裝置內(nèi)，管道的上端部延伸于補水裝置外，頂蓋上還設(shè)置有水位計A和進水管，進水管上安裝有閥門b，所述的蒸發(fā)皿內(nèi)設(shè)置有位于溢流管上方的格網(wǎng)，所述的計量皿的上、下部分別設(shè)置有水位計B和排水閥，它還包括轉(zhuǎn)動桿、遮雨蓋、雨水感應(yīng)器和轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置，遮雨蓋設(shè)置于蒸發(fā)皿上方，雨水感應(yīng)器安裝于遮雨蓋頂部，遮雨蓋的底部連接有轉(zhuǎn)動桿，轉(zhuǎn)動桿的另一端與轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置輸出端連接，轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置與雨水感應(yīng)器連接；所述的中央處理器包括時鐘模塊、處理模塊、存儲模塊、天氣預(yù)報模塊、程序設(shè)定模塊、通訊模塊、控制模塊和顯示屏，所述的時鐘模塊、天氣預(yù)報模塊、程序設(shè)定模塊以及存儲模塊的輸出端均與處理模塊的輸入端連接，處理模塊的輸出端與顯示屏和通訊模塊連接，通訊模塊的輸出端與控制器模塊連接，所述的時鐘模塊均與水位計A和水位計B連接。

所述的管道為玻璃直管，所述的玻璃直管垂向設(shè)置。

所述的溢流管一端部與蒸發(fā)皿的連通口高于溢流管另一端部與計量皿的連通口。

所述的蒸發(fā)皿位于計量皿和補水裝置之間。

所述的控制模塊與灌溉設(shè)備連接。

所述的格網(wǎng)也可由帶孔鋼板代替。

所述的顯示屏上設(shè)置有觸摸按鍵。

所述的轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置為電機。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：（1）本發(fā)明解決了現(xiàn)有蒸發(fā)皿人工讀數(shù)或電子讀數(shù)困難的問題，通過水位計將水位信息變?yōu)閿?shù)字信息進行傳遞。（2）本發(fā)明在雨天也能測量蒸發(fā)量，解決了現(xiàn)有蒸發(fā)皿測量實際蒸發(fā)精度低的問題，同時顯著提高了灌溉預(yù)報精度。（3）本發(fā)明將灌溉信息與天氣預(yù)報結(jié)合起來，合理的規(guī)劃、制定灌溉制度，避免了水資源的浪費。（4）本發(fā)明在原有的自動補水蒸發(fā)皿的基礎(chǔ)上加以改造，而且通過水位計實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸，無需人力觀測。（5）天氣預(yù)報模塊可獲取現(xiàn)有的氣象站公開發(fā)布的數(shù)據(jù)，無需再建立氣象站進行觀測，本發(fā)明根據(jù)實際蒸發(fā)量和天氣預(yù)報信息制定作物的灌溉制度，充分利用降水資源。（6）程序設(shè)定模塊可由專業(yè)人員進行操作，整個灌溉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單易懂。

附圖說明

圖1 為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2 為中央處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-管道，2-水位計A，3-補水裝置，4-格網(wǎng)，5-蒸發(fā)皿，6-溢流管，7-水位計B，8-計量皿，9-中央處理器，10-進水管，11-閥門b，12-連通管，13-閥門a，14-排水閥，15-轉(zhuǎn)動桿，16-遮雨蓋，17-雨水感應(yīng)器，18-轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的描述，本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述：

如圖1所示，一種基于自動補水蒸發(fā)皿的灌溉預(yù)報系統(tǒng)，它包括補水裝置3、蒸發(fā)皿5、計量皿8、遮雨蓋15以及中央處理器9，所述的補水裝置3與蒸發(fā)皿5之間連接有連通管12，連通管12上安裝有閥門a13，所述的蒸發(fā)皿5位于計量皿8和補水裝置3之間，蒸發(fā)皿5與計量皿8之間連接有溢流管6，溢流管6一端部與蒸發(fā)皿5的連通口高于溢流管6另一端部與計量皿8的連通口，溢流管6管徑合理，只需保證蒸發(fā)皿5內(nèi)的水能夠順利進入計量皿8中即可。它還包括轉(zhuǎn)動桿15、遮雨蓋16、雨水感應(yīng)器17和轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置18，遮雨蓋16設(shè)置于蒸發(fā)皿5上方，雨水感應(yīng)器17安裝于遮雨蓋16頂部，遮雨蓋16的底部連接有轉(zhuǎn)動桿15，轉(zhuǎn)動桿15的另一端與轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置18輸出端連接，轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置18為電機，轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置18與雨水感應(yīng)器17連接，當(dāng)發(fā)生降水時，雨水感應(yīng)器17監(jiān)測到降水信息，并將信號傳給轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置18，轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置18經(jīng)轉(zhuǎn)動桿15帶動遮雨蓋16旋轉(zhuǎn)于蒸發(fā)皿5上方，保證降水不能進入到蒸發(fā)皿8中，在沒有降水時，遮雨蓋16旋轉(zhuǎn)在另一側(cè)，蒸發(fā)皿8處于暴露狀態(tài)，由于遮雨蓋16與蒸發(fā)皿5有一定高度和距離，保證不影響蒸發(fā)量的測量。當(dāng)溫度升高引起補水裝置3內(nèi)壓力變化，導(dǎo)致從補水裝置3流出的水會經(jīng)溢流管6進入計量皿8內(nèi)。

如圖1所示，所述的補水裝置3的頂部設(shè)置有頂蓋，頂蓋上設(shè)置有管道1，管道1為玻璃直管，所述的玻璃直管垂向設(shè)置，管道1的下端部延伸于補水裝置3內(nèi)，管道1的上端部延伸于補水裝置3外，頂蓋上還設(shè)置有水位計A2和進水管10，所述的水位計A2用于實時測量補水裝置3內(nèi)的水位，并將水位信號轉(zhuǎn)換為電信號傳遞給處理模塊。如圖1所示，所述的進水管10上安裝有閥門b11，所述的蒸發(fā)皿5內(nèi)設(shè)置有位于溢流管6上方的格網(wǎng)4，格網(wǎng)4用于阻止動物飲用蒸發(fā)皿5內(nèi)的水，格網(wǎng)4也可由帶孔鋼板代替。所述的計量皿8的上、下部分別設(shè)置有水位計B7和排水閥14，所述的水位計B7用于實時測量計量皿8內(nèi)水位，并將水位信號轉(zhuǎn)換為電信號傳遞給處理模塊；當(dāng)計量皿8內(nèi)水位即將高過溢流管6時，只需打開排水閥14即可實現(xiàn)放水。

所述的補水裝置3通過管道1與外界氣壓連通，使補水裝置3形成馬式瓶原理，即根據(jù)大氣壓差及水位平衡原理實現(xiàn)蒸發(fā)皿水位始終恒定。當(dāng)補水裝置3需要加水時，只需打開閥門b11，關(guān)閉閥門a13，當(dāng)補充完畢后關(guān)閉閥門b11，打開閥門a13，一次補充的水量應(yīng)滿足一個灌水周期，以減輕勞動強度。

如圖2所示，所述的中央處理器9包括時鐘模塊、處理模塊、存儲模塊、天氣預(yù)報模塊、程序設(shè)定模塊、通訊模塊、控制模塊和顯示屏，所述的顯示屏上設(shè)置有觸摸按鍵，所述的時鐘模塊、天氣預(yù)報模塊、程序設(shè)定模塊以及存儲模塊的輸出端均與處理模塊的輸入端連接，處理模塊的輸出端與顯示屏和通訊模塊連接，通訊模塊的輸出端與控制器模塊連接，控制模塊與灌溉設(shè)備連接，所述的時鐘模塊均與水位計A2和水位計B7連接。時鐘模塊為進入處理模塊的信息提供時間基準，處理模塊處理的灌溉信息包括蒸發(fā)量的計算、作物需水量的計算、作物灌溉量及灌溉時間的計算。

本發(fā)明的工作過程如下：

蒸發(fā)量的計算：首先處理模塊根據(jù)水位計傳遞的信息進行蒸發(fā)量的計算，水位計A2在時段內(nèi)計算的差值為補水裝置3損失的水量，水位計B7在同等時段內(nèi)計算的差值為計量皿8獲得的水量，由于補水裝置3內(nèi)的水一部分用來補充蒸發(fā)皿5消耗的水量，一部分是由于溫度升高而引起補水裝置3多流出的水量，由于溫度升高多流出的水量進入到計量皿8中，所以水位計A2在時段計算的差值減去水位計A7在同等時段內(nèi)的差值即為蒸發(fā)皿實際蒸發(fā)的水量；

作物需水量的計算：

水量平衡公式E_T=W₀-W_t+W_T+P_e+S_G+I,

式中：E_T為作物時段內(nèi)的蒸發(fā)蒸騰量；W₀ ,Wt分別為時段始末土壤計劃濕潤層內(nèi)的儲水量；W_T為由于土壤計劃濕潤層增加而增加的水量；P_e為儲存在土壤計劃濕潤層內(nèi)的有效降雨量；S_G為時段內(nèi)地下水利用量；I為灌水量。根據(jù)大田不同生育期土壤水分、灌水量、降雨量及土壤類型及其物理指標，可以計算出E_T，結(jié)合對應(yīng)階段蒸發(fā)皿蒸發(fā)量，可以計算出作物不同生育階段的蒸發(fā)皿-作物系數(shù)k。作物需水量計算時，通過程序設(shè)定模塊向處理模塊輸入作物的種類、生育期及作物系數(shù)，處理模塊根據(jù)輸入的信息及蒸發(fā)皿測量的蒸發(fā)量計算出作物需水量；

作物灌溉量及灌溉時間的計算：作物需水量與有效降雨量的差值應(yīng)為灌溉水量，當(dāng)計算出應(yīng)灌溉水量后，還要將其與作物的種類、生育期以及由天氣預(yù)報模塊向處理模塊輸入的天氣預(yù)報信息進行結(jié)合，最后由處理模塊計算出作物灌溉量及灌溉時間。處理模塊把計算出的灌溉信息通過通訊模塊傳遞給用戶，并將灌溉信息反應(yīng)到顯示屏上，或者直接命令控制模塊啟動灌溉設(shè)備，通過灌溉設(shè)備對作物進行灌溉。

因此，本灌溉預(yù)報系統(tǒng)測量的蒸發(fā)量與實際蒸發(fā)量更加接近，將灌溉信息與天氣預(yù)報結(jié)合起來，合理的規(guī)劃、制定灌溉制度，避免了水資源的浪費。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進行改動。而本領(lǐng)域人員所進行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。