CN104303961A - 一种灌溉自动控制装置及该控制装置的控制方法 - Google Patents

一种灌溉自动控制装置及该控制装置的控制方法 Download PDF

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蒋树芳
尹凤琴
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    • A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/16—Control of watering
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Abstract

一种灌溉自动控制装置，包括水管，水管上设置有阀门，阀门为电磁阀，增设土壤墒情监测装置、传感装置、控制器，土壤墒情监测装置的下端埋设在土壤内，土壤墒情监测装置的上端通过压力传输管与传感装置连接，传感装置和电磁阀都与控制器电连接。利用土壤墒情监测装置实时监测地面深处的土壤基质势，控制器将监测到的土壤基质势与设定好的上限值和下限值进行比较，低于下限值时打开电磁阀进行灌溉，等于上限值时关闭电磁阀停止灌溉，可以根据作物在生育期内各个阶段的耗水量不同，及时补充所需的水分，避免出现土壤的湿润深度和范围不够、灌水量不能满足作物生长需要的现象，可以精确控制灌溉水量。

Description

一种灌溉自动控制装置及该控制装置的控制方法
技术领域
本发明属于农业灌溉技术领域，涉及到一种灌溉自动控制装置及该控制装置的控制方法。
背景技术
在我国的农业生产过程中，现有的灌溉大部分都是由人工来完成的，种植者根据经验判断土壤的含水状态，含水量低时开启阀门进行灌溉，灌溉完成后关闭阀门，这种灌溉方式存在很大的误差，种植者无法精确地知道土壤的含水量，不能精确控制给水量，影响植物的生长。随着科技的发展和社会的进步，越来越多的自动灌溉装置应用到农业生产中，公知的自动灌溉装置通常由传感装置实时监测田间土壤墒情信息，并将土壤墒情信息传输至控制器，由控制器进行灌溉决策。公知的自动灌溉方法一般包括两种控制方式：一种是通过预先设定的时间进行灌溉控制，当灌水时间达到预先设定的时间时，灌溉结束，这种控制方式，可以保证每次灌溉的灌水量一致，但作物在生育期内各个阶段的耗水量不同，再加上天气等因素的影响，若前期土壤中消耗的水量比较多时，由于土壤含水量低，根据预先设定的时间进行灌溉，往往出现土壤的湿润深度和范围不够，灌水量不能满足作物生长的需要。另一种是通过埋设两个传感器，分别监测作物根系的上层和根系下层的土壤墒情，无论哪一个传感器低于预先设定的参数时，都开始灌溉，当深浅两支传感器范围内的土壤墒情均达到设定参数时，灌溉停止，该方法一定程度上保证了土壤的湿润深度，但灌溉水在土壤中的运移需要一定的时间，并且由于不同类型土壤导水率和入渗系数不一样，灌溉水在不同土壤中的运移时间也不同，所以利用这种方法进行灌溉控制，一定程度上影响了灌溉水量的精确控制。
发明内容
本发明为了克服现有技术的缺陷，设计了一种灌溉自动控制装置及该控制装置的控制方法，结构简单，使用方便，能够精确控制灌溉水量，更好地满足作物的生长需求。
本发明所采用的具体技术方案是：一种灌溉自动控制装置，包括水管，水管上设置有阀门，关键是：所述的阀门为电磁阀，增设土壤墒情监测装置、传感装置、控制器，土壤墒情监测装置下部的测量端埋设在土壤内，土壤墒情监测装置的上端通过压力传输管与传感装置连接，传感装置和电磁阀都与控制器电连接。
所述的土壤墒情监测装置下部的测量端与地面之间的距离为10～30cm。
所述的土壤墒情监测装置下部的测量端与地面之间的距离为20cm。
所述的土壤墒情监测装置为负压计，土壤墒情监测装置的数量为一个或多个。
所述的传感装置为湿度传感器。
一种灌溉自动控制装置的控制方法，关键是：所述的控制方法包括以下步骤：
a、利用土壤墒情监测装置下部的测量端测量地面以下10～30cm处的土壤基质势；
b、土壤墒情监测装置通过压力传输管将步骤a中测量到的土壤基质势传输给传感装置，传感装置再将土壤基质势传输给控制器；
c、控制器将收到的土壤基质势与设定好的上限值和下限值进行比较，低于下限值时打开电磁阀进行灌溉，等于上限值时关闭电磁阀停止灌溉。
所述的步骤a是利用土壤墒情监测装置下部的测量端测量地面以下20cm处的土壤基质势。
所述的土壤墒情监测装置的数量为一个或多个，一年生作物的地里土壤墒情监测装置的数量为一个，此时步骤c是：控制器将收到的土壤基质势与设定好的上限值和下限值进行比较，当土壤基质势低于下限值时，控制器输出信号将电磁阀打开，水管内的水流出，开始灌溉，当土壤基质势等于上限值时，控制器输出信号将电磁阀关闭，停止灌溉。
所述的土壤墒情监测装置的数量为一个或多个，多年生作物的农田里土壤墒情监测装置的数量为多个，此时步骤c是：控制器将收到的所有土壤基质势与设定好的上限值和下限值进行比较，只要有一个土壤基质势低于下限值，控制器就会输出信号将电磁阀打开，水管内的水流出，开始灌溉，当所有的土壤基质势都等于上限值时，控制器输出信号将电磁阀关闭，停止灌溉。
本发明的有益效果是：利用土壤墒情监测装置实时监测地面深处的土壤基质势，控制器将监测到的土壤基质势与设定好的上限值和下限值进行比较，低于下限值时打开电磁阀进行灌溉，等于上限值时关闭电磁阀停止灌溉，可以根据作物在生育期内各个阶段的耗水量不同，及时补充所需的水分，避免出现土壤的湿润深度和范围不够、灌水量不能满足作物生长需要的现象，可以精确控制灌溉水量。
附图说明
图1为本发明中控制装置的结构示意图。
附图中，1代表电磁阀，2代表土壤墒情监测装置，3代表传感装置，4代表控制器，5代表压力传输管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
实施例1、如图1所示，一种灌溉自动控制装置，适用于一年生作物小麦的农田中，包括水管，水管上设置有阀门，关键是：所述的阀门为电磁阀1，增设土壤墒情监测装置2、传感装置3、控制器4，土壤墒情监测装置2的数量为一个，土壤墒情监测装置2下部的测量端与地面之间的距离为10～30cm，优选为20cm，因为土壤20cm深处的水分状况可以反应小麦的需水状况，土壤墒情监测装置2的上端通过压力传输管5与传感装置3连接，传感装置3和电磁阀1都与控制器4电连接。
这种控制装置的控制方法包括以下步骤：
a、利用土壤墒情监测装置2下部的测量端测量地面以下20cm处的土壤基质势；
b、土壤墒情监测装置2通过压力传输管5将步骤a中测量到的土壤基质势传输给传感装置3，传感装置3再将土壤基质势传输给控制器4；
c、控制器4将收到的土壤基质势与设定好的上限值-10kPa和下限值-35kPa进行比较，当土壤基质势低于下限值时，控制器4输出信号将电磁阀1打开，水管内的水流出，开始灌溉，当土壤基质势等于上限值时，控制器4输出信号将电磁阀1关闭，停止灌溉。
实施例2、如图1所示，一种灌溉自动控制装置，适用于一年生作物玉米的农田中，包括水管，水管上设置有阀门，关键是：所述的阀门为电磁阀1，增设土壤墒情监测装置2、传感装置3、控制器4，土壤墒情监测装置2的数量为一个，土壤墒情监测装置2下部的测量端与地面之间的距离为10～30cm，优选为20cm，因为土壤20cm深处的水分状况可以反应玉米的需水状况，土壤墒情监测装置2的上端通过压力传输管5与传感装置3连接，传感装置3和电磁阀1都与控制器4电连接。
这种控制装置的控制方法包括以下步骤：
a、利用土壤墒情监测装置2下部的测量端测量地面以下20cm处的土壤基质势；
b、土壤墒情监测装置2通过压力传输管5将步骤a中测量到的土壤基质势传输给传感装置3，传感装置3再将土壤基质势传输给控制器4；
c、控制器4将收到的土壤基质势与设定好的上限值-10kPa和下限值-35kPa进行比较，当土壤基质势低于下限值时，控制器4输出信号将电磁阀1打开，水管内的水流出，开始灌溉，当土壤基质势等于上限值时，控制器4输出信号将电磁阀1关闭，停止灌溉。
实施例3、一种灌溉自动控制装置，适用于多年生作物枸杞的农田中，包括水管，水管上设置有阀门，关键是：所述的阀门为电磁阀1，增设土壤墒情监测装置2、传感装置3、控制器4，土壤墒情监测装置2的数量为多个，优选为两个，在满足使用需求的前提下，可以节约成本。土壤墒情监测装置2下部的测量端与地面之间的距离为10～30cm，优选为20cm，因为土壤20cm深处的水分状况可以反应作物的需水状况，土壤墒情监测装置2的上端通过压力传输管5与传感装置3连接，传感装置3和电磁阀1都与控制器4电连接。
这种控制装置的控制方法包括以下步骤：
a、利用两个土壤墒情监测装置2下部的测量端测量地面以下20cm处的土壤基质势；
b、两个土壤墒情监测装置2都通过压力传输管5将步骤a中测量到的土壤基质势传输给传感装置3，传感装置3再将土壤基质势传输给控制器4；
c、控制器4将收到的两个土壤基质势与设定好的上限值-10kPa和下限值-35kPa进行比较，只要有一个土壤基质势低于下限值，控制器4就会输出信号将电磁阀1打开，水管内的水流出，开始灌溉，当两个土壤基质势都等于上限值时，控制器4输出信号将电磁阀1关闭，停止灌溉。
综上所述：本发明利用土壤墒情监测装置2可以实时监测地面以下20cm处的土壤基质势，并通过压力传输管5将测量到的土壤基质势传输给传感装置3，传感装置3再将土壤基质势传输给控制器4，控制器4将监测到的土壤基质势与设定好的上限值和下限值进行比较，低于下限值时打开电磁阀1进行灌溉，等于上限值时关闭电磁阀1停止灌溉，可以根据作物在生育期内各个阶段的耗水量不同，及时补充所需的水分，避免出现土壤的湿润深度和范围不够、灌水量不能满足作物生长需要的现象，可以精确控制灌溉水量。另外，不同作物的需水量不同，通过调节上限值和下限值，可以满足不同作物的使用需求。
作物在一个生长期内关于灌溉的一些数据，如表1所示：
表1
由表1中的数据可知，与现有的人工灌溉相比，利用本发明中的控制装置和控制方法进行灌溉，可以根据作物在生育期内各个阶段的耗水量不同，及时补充所需的水分，避免出现土壤的湿润深度和范围不够、灌水量不能满足作物生长需要的现象，可以精确控制灌溉水量，从而大大节省了灌水量，节约了灌水成本，同时提高了作物产量。

Claims (9)

1.一种灌溉自动控制装置，包括水管，水管上设置有阀门，其特征在于：所述的阀门为电磁阀(1)，增设土壤墒情监测装置(2)、传感装置(3)、控制器(4)，土壤墒情监测装置(2)下部的测量端埋设在土壤内，土壤墒情监测装置(2)的上端通过压力传输管(5)与传感装置(3)连接，传感装置(3)和电磁阀(1)都与控制器(4)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种灌溉自动控制装置，其特征在于：所述的土壤墒情监测装置(2)下部的测量端与地面之间的距离为10～30cm。
3.根据权利要求2所述的一种灌溉自动控制装置，其特征在于：所述的土壤墒情监测装置(2)下部的测量端与地面之间的距离为20cm。
4.根据权利要求1所述的一种灌溉自动控制装置，其特征在于：所述的土壤墒情监测装置(2)为负压计，土壤墒情监测装置(2)的数量为一个或多个。
5.根据权利要求1所述的一种灌溉自动控制装置，其特征在于：所述的传感装置(3)为湿度传感器。
6.一种使用如权利要求1所述的控制装置的控制方法，其特征在于：所述的控制方法包括以下步骤：
a、利用土壤墒情监测装置(2)下部的测量端测量地面以下10～30cm处的土壤基质势；
b、土壤墒情监测装置(2)通过压力传输管(5)将步骤a中测量到的土壤基质势传输给传感装置(3)，传感装置(3)再将土壤基质势传输给控制器(4)；
c、控制器(4)将收到的土壤基质势与设定好的上限值和下限值进行比较，低于下限值时打开电磁阀(1)进行灌溉，等于上限值时关闭电磁阀(1)停止灌溉。
7.根据权利要求6所述的一种使用如权利要求1所述的控制装置的控制方法，其特征在于：所述的步骤a是利用土壤墒情监测装置(2)下部的测量端测量地面以下20cm处的土壤基质势。
8.根据权利要求6所述的一种使用如权利要求1所述的控制装置的控制方法，其特征在于：所述的土壤墒情监测装置(2)的数量为一个或多个，一年生作物的地里土壤墒情监测装置(2)的数量为一个，此时步骤c是：控制器(4)将收到的土壤基质势与设定好的上限值和下限值进行比较，当土壤基质势低于下限值时，控制器(4)输出信号将电磁阀(1)打开，水管内的水流出，开始灌溉，当土壤基质势等于上限值时，控制器(4)输出信号将电磁阀(1)关闭，停止灌溉。
9.根据权利要求6所述的一种使用如权利要求1所述的控制装置的控制方法，其特征在于：所述的土壤墒情监测装置(2)的数量为一个或多个，多年生作物的农田里土壤墒情监测装置(2)的数量为多个，此时步骤c是：控制器(4)将收到的所有土壤基质势与设定好的上限值和下限值进行比较，只要有一个土壤基质势低于下限值，控制器(4)就会输出信号将电磁阀(1)打开，水管内的水流出，开始灌溉，当所有的土壤基质势都等于上限值时，控制器(4)输出信号将电磁阀(1)关闭，停止灌溉。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105684838A (zh) * 2015-10-28 2016-06-22 广西慧云信息技术有限公司 一种根据环境参数对植物进行轮流灌溉的系统和方法
CN105911247A (zh) * 2016-04-08 2016-08-31 安徽宝昱电子科技有限公司 一种滴灌带的监测性组件
CN108401728A (zh) * 2018-05-31 2018-08-17 中国农业科学院农田灌溉研究所 一种智能控制桶栽系统
CN109006256A (zh) * 2018-10-22 2018-12-18 中国农业大学 一种基于小流量灌水器的温室番茄栽培方法
CN111771693A (zh) * 2020-07-10 2020-10-16 广州大学 一种土壤墒情的人工智能控制方法及系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201450984U (zh) * 2009-04-03 2010-05-12 中国科学院地理科学与资源研究所 一种电子负压计
CN103120113A (zh) * 2011-11-18 2013-05-29 江南大学 一种基于ZigBee的小型区域灌溉系统
CN203261929U (zh) * 2013-04-27 2013-11-06 南京龙渊微电子科技有限公司 一种基于物联网的农业灌溉监控系统
CN103542891A (zh) * 2013-10-24 2014-01-29 北京科百宏业科技有限公司 土壤墒情监测系统
CN104123444A (zh) * 2014-07-10 2014-10-29 中国水利水电科学研究院 基于区域墒情监测和遥感数据的实时灌溉预报系统及方法
CN204305750U (zh) * 2014-11-10 2015-05-06 中国科学院地理科学与资源研究所 一种灌溉自动控制装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201450984U (zh) * 2009-04-03 2010-05-12 中国科学院地理科学与资源研究所 一种电子负压计
CN103120113A (zh) * 2011-11-18 2013-05-29 江南大学 一种基于ZigBee的小型区域灌溉系统
CN203261929U (zh) * 2013-04-27 2013-11-06 南京龙渊微电子科技有限公司 一种基于物联网的农业灌溉监控系统
CN103542891A (zh) * 2013-10-24 2014-01-29 北京科百宏业科技有限公司 土壤墒情监测系统
CN104123444A (zh) * 2014-07-10 2014-10-29 中国水利水电科学研究院 基于区域墒情监测和遥感数据的实时灌溉预报系统及方法
CN204305750U (zh) * 2014-11-10 2015-05-06 中国科学院地理科学与资源研究所 一种灌溉自动控制装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105684838A (zh) * 2015-10-28 2016-06-22 广西慧云信息技术有限公司 一种根据环境参数对植物进行轮流灌溉的系统和方法
CN105911247A (zh) * 2016-04-08 2016-08-31 安徽宝昱电子科技有限公司 一种滴灌带的监测性组件
CN108401728A (zh) * 2018-05-31 2018-08-17 中国农业科学院农田灌溉研究所 一种智能控制桶栽系统
CN109006256A (zh) * 2018-10-22 2018-12-18 中国农业大学 一种基于小流量灌水器的温室番茄栽培方法
CN111771693A (zh) * 2020-07-10 2020-10-16 广州大学 一种土壤墒情的人工智能控制方法及系统
CN111771693B (zh) * 2020-07-10 2021-10-26 广州大学 一种土壤墒情的人工智能控制方法及系统

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