CN102283082A - 一种新型的作物灌溉控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型的作物灌溉控制装置，其特征在于：根据作物的蒸腾蒸发量，应用水位控制原理，控制作物灌溉水的适时适量供给，该装置包括水量控制设备、中央控制器以及喷灌设备；所述的水量控制设备由蒸发盆和设于蒸发盆上的上下水位开关组成，所述的蒸发盆置于作物冠层高度的位置，当蒸发盆中的水降低到下水位开关时，触发中央控制器开启所述喷灌设备的电磁阀对作物进行喷灌溉；当蒸发盆中的水上升到上水位开关时，触发中央控制器关闭所述喷灌设备的电磁阀，停止灌溉。本发明可以用于作物的充分灌溉控制，也可以用于作物亏缺灌溉的控制，结构简单，具有较好的实用价值。
Description
技术领域
本项目涉及作物精确栽培与生产过程中的灌溉水控制模式装置。
背景技术
近年来，国内外对作物水灌溉技术的研究重点正从工程灌溉水技术向生物（生理）灌溉水技术等方向倾斜。科学家将作物水分生理调控机制与作物高效用水技术相结合，开发出诸如调亏灌溉（Regulated Deficit Irrigation，RDI）、分根区交替灌溉（ARDI）和部分根干燥（PRD）等作物生理节水新技术，以提高作物的产量和品质。控制作物需水的适时适量供给，是作物灌溉控制技术的核心。当前作物灌溉的控制方式主要有两种，一是依据经验的灌溉控制模式，按照传统生产经验控制作物需水灌溉的时间和灌溉水量，这种方式不适合现代精确农业的发展趋势。二是依据土壤湿度的灌溉控制模式，如基于土壤湿度的作物灌溉自动化控制系统。灌溉与否是根据所设定的土壤水分含量上下限进行的，具有易集成、自动化的特点。目前已在粮食作物及山地经济作物的灌溉控制上得到广泛应用。
但基于土壤湿度的作物灌溉自动化控制系统的应用存在三个问题。一是土壤水分传感器的精度。受传感器的设计、工艺制造等方面的影响，土壤水分传感器的精度受到制约，直接影响了灌溉控制的精确性。二是土壤水分传感器的安装。土壤水分传感器的探头应安装在作物根系附近，特别是新根位置，操作难度较大。三是土壤水分传感器的调校。在应用基于土壤湿度的作物灌溉自动化控制系统前，应明确作物需要灌溉的土壤湿度范围。而且需要对土壤水分传感器进行调校，以保证控制的精确性。基于土壤湿度的灌溉自动化控制系统的应用受限于使用者的专业技术水平。因此，在农业生产实践中适宜推广一种简单易操作的作物灌溉自动化控制系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单易操作的作物灌溉控制装置，能自动控制作物需水的适时适量供给。
本发明采用以下方案实现：一种新型的作物灌溉控制装置，其特征在于：根据作物的蒸腾蒸发量，应用水位控制原理，控制作物灌溉水的适时适量供给，该装置包括水量控制设备、中央控制器以及喷灌设备；所述的水量控制设备由蒸发盆和设于蒸发盆上的上下水位开关组成，所述的蒸发盆置于作物冠层高度的位置，当蒸发盆中的水降低到下水位开关时，触发中央控制器开启所述喷灌设备的电磁阀对作物进行喷灌溉；当蒸发盆中的水上升到上水位开关时，触发中央控制器关闭所述喷灌设备的电磁阀，停止灌溉。
在本发明一实施例中，所述的上下水位开关的位置可调。
在本发明一实施例中，所述的中央控制器包括单片机及其外围电路以及与该单片机连接的输出信号放大电路组成。
在本发明一实施例中，所述中央控制器内设定的灌溉的控制参数是作物的蒸腾蒸发量。
在本发明一实施例中，所述的中央控制器还通过接口电路连接有上位PC机。
本发明依据作物的蒸腾蒸发量，自动控制作物需水的“适时适量”供给。作物的蒸腾蒸发量可以根据作物栽培的气候条件计算获得，也可进行田间测量获得。在获得作物的蒸腾蒸发量后，设置蒸发盆的上下水位开关，系统就会在作物的蒸腾蒸发量达到极大值时进行灌溉；在补偿了作物的的蒸腾蒸发量后，系统就停止灌溉。本发明可以用于作物的充分灌溉控制，也可以用于作物亏缺灌溉的控制。本发明2008、2009和2010年连续三年应用在铁观音茶树的灌溉控制上，显著提高了铁观音茶叶的产量和品质，平均亩增产值0.2万元。随着我国农业集约化进程的不断推进，以及精确农业的不断发展，本发明的应用前景将日渐广阔。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
附图说明
图1是本发明装置架构示意图。
图中：1为蒸发盆的上位水位开关 2为蒸发盆的下位水位开关 3为单片机 4为上位PC机 5为喷灌设备的电磁阀。
具体实施例
本发明提供一种新型的作物灌溉控制装置，其特征在于：根据作物的蒸腾蒸发量，应用水位控制原理，控制作物灌溉水的适时适量供给，该装置包括水量控制设备、中央控制器以及喷灌设备；所述的水量控制设备由蒸发盆和设于蒸发盆上的上下水位开关组成，所述的蒸发盆置于作物冠层高度的位置，当蒸发盆中的水降低到下水位开关时，触发中央控制器开启所述喷灌设备的电磁阀对作物进行喷灌溉；当蒸发盆中的水上升到上水位开关时，触发中央控制器关闭所述喷灌设备的电磁阀，停止灌溉。
我们可以根据作物栽培的地形及节水灌溉的管道布置，在每一个灌溉分区设置一个简易型的灌溉控制装置。将蒸发盆置于作物冠层附近，跟踪作物田间的水分丢失。当蒸发盆中的水降低到下位水位开关2时，也就是田间水分的蒸发蒸腾达到作物的蒸腾蒸发量时，输出信号到单片机3，由控制系统软件作出判断，输出控制信号，启动喷灌设备的电磁阀5，开始进行灌溉。当灌溉水量达到作物需水量时，即蒸发盆中的水上升到上位水位开关1时，同样输出信号到单片机3，由控制系统软件做出判断，输出控制信号，关闭喷灌设备的电磁阀5，停止灌溉。达到作物需水量“适时适量”供给的目的。这里要说明的是，由于每种作物需水量不同，因此，我们可以根据作物的蒸腾蒸发量进行系统参数设定以及水位开关位置的调节。该蒸腾蒸发量可以根据作物栽培的气候条件计算获得，也可进行田间测量获得。
值得一提的是，为了实现远程控制，本发明所述的单片机还通过接口电路与上位PC机4连接，这样，管理人员就可以实现在室内对多个系统进行统一远程操控。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种新型的作物灌溉控制装置，其特征在于：根据作物的蒸腾蒸发量，应用水位控制原理，控制作物灌溉水的适时适量供给，该装置包括水量控制设备、中央控制器以及喷灌设备；所述的水量控制设备由蒸发盆和设于蒸发盆上的上下水位开关组成，所述的蒸发盆置于作物冠层高度的位置，当蒸发盆中的水降低到下水位开关时，触发中央控制器开启所述喷灌设备的电磁阀对作物进行喷灌溉；当蒸发盆中的水上升到上水位开关时，触发中央控制器关闭所述喷灌设备的电磁阀，停止灌溉。
2.根据权利要求1所述的新型的作物灌溉控制装置，其特征在于：所述的上下水位开关的位置可调。
3. 根据权利要求1所述的新型的作物灌溉控制装置，其特征在于：所述的中央控制器包括单片机及其外围电路以及与该单片机连接的输出信号放大电路组成。
4. 根据权利要求1所述的新型的作物灌溉控制装置，其特征在于：所述中央控制器内设定的灌溉的控制参数是作物的蒸腾蒸发量。
5. 根据权利要求1所述的新型的作物灌溉控制装置，其特征在于：所述的中央控制器还通过接口电路连接有上位PC机。
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| CN 201110183867 CN102283082A (zh) | 2011-07-02 | 2011-07-02 | 一种新型的作物灌溉控制装置 |
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