本實用新型涉及農(nóng)田自動化灌溉領(lǐng)域，具體涉及一種光能風(fēng)能相耦合的灌溉提水智能控制調(diào)度系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在我國農(nóng)業(yè)灌溉是最主要的用水大戶，其用水量約占總用水量的70%。長期以來，由于管理粗放、技術(shù)落后，我國農(nóng)村大部分地區(qū)的農(nóng)田灌溉通常由人工判斷土壤干濕情況，或根據(jù)不同作物生長期大致的需水量進行澆灌，做不到更進一步的根據(jù)作物生長需要的實時精準灌溉，導(dǎo)致灌溉不及時，造成作物生長受到影響，或者灌溉效率不高造成水資源浪費；還有部分農(nóng)田由于地理原因，很難進行自動引水灌溉，需要農(nóng)民手動添加灌溉水，加大了農(nóng)民的勞動量。

近年來世界各國逐漸認識到能源對人類的重要性，更認識到常規(guī)能源利用過程中對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的破壞，紛紛轉(zhuǎn)向?qū)稍偕?、無污染的新能源的開發(fā)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實用新型提供的一種光能風(fēng)能相耦合的灌溉提水智能控制調(diào)度系統(tǒng)解決了現(xiàn)有農(nóng)田灌溉用水量大，灌溉效率低，部分農(nóng)田由于地理原因無法自動引水灌溉的問題。

為了達到上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

提供一種光能風(fēng)能相耦合的灌溉提水智能控制調(diào)度系統(tǒng)，其包括發(fā)電模塊、控制模塊、傳感器模組、水泵和控制變頻器，發(fā)電模塊通過控制變頻器連接水泵，發(fā)電模塊連接控制模塊；控制模塊包括依次連接的輸入電路、控制電路和輸出電路，以及與控制電路相連接的存儲器和無線接收電路，控制模塊的輸出電路連接控制變頻器，控制模塊的輸入電路連接傳感器模組，水泵設(shè)置在灌溉渠中。

本實用新型的有益效果是：本實用新型根據(jù)作物的需水量以及傳感器模組測得土壤的含水量，進行提水灌溉，其中提水灌溉使用的能源由發(fā)電模塊提供，獨立的發(fā)電模塊使得本系統(tǒng)在偏遠地區(qū)也可以使用，不受線纜與地理的局限，實現(xiàn)自動化灌溉。

進一步地，發(fā)電模塊包括風(fēng)力發(fā)電機、光伏板、蓄電池、逆變器、變壓器和無線發(fā)送電路，光伏板設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電機的葉片上，光伏板和風(fēng)力發(fā)電機連接蓄電池，蓄電池連接逆變器，逆變器通過無線發(fā)射電路連接無線接收電路，逆變器連接控制變頻器，變壓器連接控制模塊。

采用上述進一步方案的有益效果是：控制模塊可以通過無線傳輸獲得逆變器輸出電流的大小，進而獲取蓄電池中存儲的電能信息，防止蓄電池過度放電，提高蓄電池的使用壽命。

進一步地，傳感器模組包括分別連接控制模塊輸入電路的蒸發(fā)傳感器、液位傳感器、土壤水分傳感器和降雨量傳感器，蒸發(fā)傳感器和降雨量傳感器設(shè)置在土壤上方，土壤水分傳感器設(shè)置在土壤中，液位傳感器設(shè)置在灌溉渠中。

采用上述進一步方案的有益效果是：蒸發(fā)傳感器可以檢測田間水分的蒸發(fā)量，降雨傳感器可以檢測降雨補充的水量，土壤水分傳感器可以檢測土壤的含水量，避免作物出現(xiàn)干旱或澇漬，液位傳感器可以檢測灌溉渠中的水位，防止水泵空轉(zhuǎn)。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理框圖。

具體實施方式

下面對本實用新型的具體實施方式進行描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本實用新型，但應(yīng)該清楚，本實用新型不限于具體實施方式的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本實用新型構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。

如圖1所示，該光能風(fēng)能相耦合的灌溉提水智能控制調(diào)度系統(tǒng)包括發(fā)電模塊、控制模塊、傳感器模組和水泵，發(fā)電模塊連接控制模塊和水泵，控制模塊包括依次連接的輸入電路、控制電路和輸出電路，以及與控制電路相連接的存儲器和無線接收電路，控制模塊的輸入電路連接傳感器模組；水泵設(shè)置在灌溉渠中，水泵上設(shè)置有控制變頻器，控制變頻器連接控制模塊的輸出電路。

其中存儲器保存有不同作物在生長中各個階段的需水模型，控制電路通過將標(biāo)準需水模型與傳感器模組所檢測的土壤含水量相比較，若土壤含水量低，則啟動水泵進行自動化灌溉，并根據(jù)不同作物在生長中各個階段的需水模型與土壤的實際含水量相差的數(shù)量對應(yīng)灌溉量。

發(fā)電模塊包括撐桿、風(fēng)向板、發(fā)電機，風(fēng)向調(diào)整槳、蓄電池、逆變器和變壓器，撐桿底端固定安裝在地面上，撐桿的頂端連接風(fēng)力發(fā)電機，撐桿與風(fēng)力發(fā)電機之間設(shè)置有角度調(diào)整裝置，風(fēng)力發(fā)電機的一端通過聯(lián)軸與風(fēng)向板相連接，風(fēng)向板的表面采用光伏板，風(fēng)力發(fā)電機的另一端與風(fēng)向調(diào)整槳相連接，發(fā)電機與風(fēng)向板通過電線連接蓄電池，蓄電池連接逆變器，逆變器連接水泵的控制變頻器，變壓器將蓄電池的電壓調(diào)整為控制模塊所需電壓并向控制模塊供電，逆變器上設(shè)置有無線發(fā)射電路，無線發(fā)射電路將逆變器的輸出電流信息發(fā)送至與控制電路相連接的無線接收電路。

傳感器模組包括分別連接控制模塊輸入電路的蒸發(fā)傳感器、液位傳感器、土壤水分傳感器和降雨量傳感器，蒸發(fā)傳感器和降雨量傳感器設(shè)置在土壤上方，土壤水分傳感器設(shè)置在土壤中；液位傳感器設(shè)置在灌溉渠中，并不低于水泵的設(shè)置高度。

本實用新型將農(nóng)田間的部分風(fēng)能和光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軆Υ嬖谛铍姵貎?nèi)，為水泵以及整個系統(tǒng)提供電能，當(dāng)蒸發(fā)傳感器獲得的數(shù)據(jù)大于閾值時，表示田間水資源蒸發(fā)過快，當(dāng)土壤水分傳感器獲得的數(shù)據(jù)達到閾值時，表示作物即將出現(xiàn)干旱，應(yīng)進行灌溉操作；當(dāng)液位傳感器獲得的數(shù)據(jù)達到閾值時，表示灌溉渠中的水位即將低于水泵的工作水位；降雨量傳感器可以檢測作物是否會遭受洪災(zāi)或澇漬侵害；

控制模塊根據(jù)降雨傳感器和蒸發(fā)傳感器獲得的數(shù)據(jù)初步判斷農(nóng)田中的水位，并根據(jù)土壤水分傳感器獲得的數(shù)據(jù)計算需要灌溉的數(shù)量，控制電路通過控制控制變頻器調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速與工作時間，控制模塊隨時接收逆變器的無線發(fā)射電路發(fā)送的電流信息，當(dāng)灌溉過程中逆變器的無線發(fā)射電路發(fā)送的電流信息大幅度減小，表示蓄電池電力不足，為了保證本系統(tǒng)的正常工作，將延緩水泵的工作，當(dāng)蓄電池具有一定的電量時（通過逆變器檢測，如足夠水泵啟動10分鐘的電量），再次啟動水泵進行灌溉；當(dāng)灌溉渠中的水位達到閾值時，控制電路停止水泵工作，防止水泵空轉(zhuǎn)，并記錄灌溉量與待灌溉量，當(dāng)灌溉渠中的水位恢復(fù)正常時，控制電路控制水泵繼續(xù)工作。

綜上所述，本實用新型解決了現(xiàn)有農(nóng)田灌溉用水量大，灌溉效率低，部分農(nóng)田由于地理原因無法自動引水灌溉的問題，節(jié)約了大量人力物力。