CN113748966B - 灌溉管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种灌溉管理系统，包括一级子系统、二级子系统、三级子系统及物联网执行单元。农户通过三级子系统上报自己的土地信息和用水需求，由二级子系统进行数据整理后统一提交至一级子系统。一级子系统接收到数据进行分析后，控制物联网执行单元进行水资源分配及渠道清理，完成土地灌溉作业。从而实现了水资源自动化管理，农户无需等待灌溉，省时省力，提高灌溉效率。而且采用三级系统上报，便于统计和管理，统一合理配置资源，精准灌溉，很大程度上节约了水资源，实现灌区节水改造，有效防治土壤盐碱化，改善农田生态环境。

Description

灌溉管理系统

技术领域

本发明涉及农业灌溉技术领域，尤其涉及一种灌溉管理系统。

背景技术

西北灌区是西北地区农产品的主要供应基地，我国西北大部分地区属于干旱、半干旱地区。干旱地区无灌溉，即无农业。半干旱地区降雨量虽在可从事旱作农业的范围之内，但由于降雨少且季节分布不均，农业仍高度依赖于灌溉。水资源短缺是西北地区工农业发展和恢复生态平衡最主要的制约因素，因此发展节水灌溉对西北水资源合理配置与高效利用具有重要影响。

但是目前灌区的灌溉方式并不合理，由农户自行控制开闸放水，浇灌自己的农田。这样水资源不能合理配置，造成灌溉用水过多，资源浪费，引起高矿化度的地下水位上升，加速土壤蒸发积盐、土地退化。而且在灌溉时，农户需要在田间等候，占用时间长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灌溉管理系统，用以解决现有技术中所存在的问题。

本发明提供一种灌溉管理系统，包括一级子系统、二级子系统、三级子系统及物联网执行单元，

其中，所述物联网执行单元用于进行水资源分配，以执行土地灌溉任务；

所述三级子系统用于供农户上报土地信息和用水需求，并提交至所述二级子系统；

所述二级子系统用于对所述土地信息和所述用水需求进行数据处理，并上传至所述一级子系统；

所述一级子系统用于根据所述土地信息和所述用水需求控制所述物联网执行单元进行水资源分配及渠道清理，以完成土地灌溉作业。

根据本发明提供的灌溉管理系统，所述三级子系统还用于供农户上报土地租赁交易信息，并提交至所述二级子系统；所述二级子系统用于对所述土地租赁交易信息进行确认，并提供租赁担保。

根据本发明提供的灌溉管理系统，所述物联网执行单元包括：

水渠清理机，与所述一级子系统通信连接，所述水渠清理机用于自动清理渠道内的垃圾，以防止渠道堵塞；

自动化闸门，与所述一级子系统通信连接，所述自动化闸门用于开放和关闭泄水通道；

液位检测装置，与所述自动化闸门和所述三级子系统通信连接，所述液位检测装置用于检测土地灌溉液位以及用于判断农田是否漏水并及时反馈给农户。

根据本发明提供的灌溉管理系统，所述水渠清理机包括：

行走装置，能够在渠道内行走；

清理装置和粉碎装置，所述清理装置用于拾取渠道内的垃圾，并将垃圾送入所述粉碎装置中，所述粉碎装置用于将垃圾粉碎并排出至渠道两侧；

动力装置，用于为所述行走装置、所述清理装置和所述粉碎装置提供动力；

控制装置，用于控制所述动力装置，所述控制装置与所述动力装置和所述一级子系统均通信连接。

根据本发明提供的灌溉管理系统，所述清理装置包括：

同向转动的第一钉齿转辊和第二钉齿转辊，所述第一钉齿转辊的钉齿和所述第二钉齿转辊的钉齿依次交叉设置，且所述第二钉齿转辊的辊轴位于所述第一钉齿转辊的辊轴的上方，所述第一钉齿转辊用于拾取渠道内的垃圾，所述第二钉齿转辊用于将垃圾从所述第一钉齿转辊上分离；

插齿组件和垃圾提升机，所述插齿组件的齿和所述第二钉齿转辊的钉齿依次交叉设置，且所述插齿组件的齿顶部分与所述第二钉齿转辊的辊轴相切，所述插齿组件用于将垃圾从所述第二钉齿转辊上剥离，并送入所述垃圾提升机，所述垃圾提升机用于将垃圾送入所述粉碎装置。

根据本发明提供的灌溉管理系统，所述第一钉齿转辊和所述第二钉齿转辊包括用于调节相邻两个钉齿之间距离的伸缩结构，所述伸缩结构包括：

弹性件，各个钉齿均匀连接于所述弹性件上；

丝杠和套筒，所述套筒套设于所述丝杠的一端且与所述丝杠螺纹连接，转动所述丝杠，以使所述套筒沿所述丝杠的轴向移动；

轴端轴承，安装在所述丝杠远离所述套筒的一端，所述弹性件套设在所述丝杠和所述套筒外，且所述弹性件的第一端与所述轴端轴承相连接、第二端与所述套筒远离所述丝杠的一端相连接，在所述套筒沿所述丝杠的轴向移动的情况下，所述弹性件产生弹性形变，以改变相邻两个钉齿之间的距离。

根据本发明提供的灌溉管理系统，所述第一钉齿转辊和所述第二钉齿转辊中至少一者的钉齿端部设有弯钩结构，所述弯钩结构朝向所述第一钉齿转辊和所述第二钉齿转辊的转动方向弯曲。

根据本发明提供的灌溉管理系统，所述粉碎装置包括：

给料斗，用于接收垃圾；

切割组件，与所述给料斗的出口相连通，所述切割组件用于将垃圾进行切割粉碎；

筛网，设置在所述切割组件的出口，所述筛网用于控制排出的垃圾的大小；

分料器，与所述切割组件的出口相连通，所述分料器用于将粉碎后的垃圾排出至渠道两侧。

根据本发明提供的灌溉管理系统，所述自动化闸门包括：

闸门框体，密封设置在渠道中；

闸板，用于开放和关闭泄水通道，所述闸板可滑动地设置在所述闸门框体中，以使所述闸板与所述闸门框体之间形成泄水通道；

驱动组件，用于驱动所述闸板沿所述闸门框体移动；

控制器，用于控制所述驱动组件，所述控制器分别与所述一级子系统和所述驱动组件通信连接。

根据本发明提供的灌溉管理系统，所述液位检测装置为多个，且多个所述液位检测装置分布在农田的不同位置处。

本发明提供的灌溉管理系统，包括一级子系统、二级子系统、三级子系统及物联网执行单元。其中，物联网执行单元用于进行水资源分配及渠道清理，以执行土地灌溉任务。三级子系统用于供农户上报土地信息和用水需求，并提交至二级子系统。二级子系统用于对土地信息和用水需求进行数据处理，并上传至一级子系统。一级子系统用于根据土地信息和用水需求控制物联网执行单元进行水资源分配，以完成土地灌溉作业。如此设置，农户通过三级子系统上报自己的土地信息和用水需求，由二级子系统进行数据整理后统一提交至一级子系统。一级子系统接收到数据进行分析后，控制物联网执行单元完成土地灌溉作业。从而实现了水资源自动化管理，农户无需等待灌溉，省时省力，提高灌溉效率。而且采用三级系统上报，便于统计和管理，统一合理配置资源，精准灌溉，很大程度上节约了水资源，实现灌区节水改造，有效防治土壤盐碱化，改善农田生态环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的灌溉管理系统的流程示意图；

图2是本发明提供的水渠清理机的结构示意图；

图3是本发明提供的第一钉齿转辊与第二钉齿转辊的主视图；

图4是本发明提供的第一钉齿转辊与第二钉齿转辊的侧视图；

图5是本发明提供的第二钉齿转辊与插齿组件的主视图；

图6是本发明提供的伸缩结构的示意图；

图7是本发明提供的自动化闸门的立体图；

图8是本发明提供的一级子系统的操作页面示意图；

图9是本发明提供的二级子系统的操作页面示意图；

图10是本发明提供的三级子系统的操作页面示意图；

附图标记：

1：第一钉齿转辊； 2：第二钉齿转辊； 3：同步带；

4：防护罩； 5：垃圾提升机； 6：给料斗；

7：手轮； 8：定刀； 9：滚刀架；

10：分料器； 11：第一电机； 12：筛网；

13：筛网架； 14：动刀； 15：履带；

16：插齿组件； 17：弯钩结构； 18：弹性件；

19：丝杠； 20：套筒； 21：轴端轴承；

22：闸门框体； 23：闸板； 24：螺杆；

25：第二电机； 26：控制器； 27：导轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图10描述本发明的灌溉管理系统。

如图1所示，本发明提供了一种灌溉管理系统，包括一级子系统、二级子系统、三级子系统及物联网执行单元。其中，物联网执行单元用于进行水资源分配及渠道清理，以执行土地灌溉任务。三级子系统用于供农户上报土地信息和用水需求，并提交至二级子系统。土地信息包括土地地理位置，土地面积，以及种植的农作物种类等。二级子系统用于对土地信息和用水需求进行数据处理，并统一上传至一级子系统。一级子系统用于根据土地信息和用水需求控制物联网执行单元进行水资源分配，以完成土地灌溉作业。如此设置，农户通过三级子系统上报自己的土地信息和用水需求，由二级子系统进行数据整理后统一提交至一级子系统。一级子系统接收到数据进行分析后，控制物联网执行单元完成土地灌溉作业。从而实现了水资源自动化管理，农户无需等待灌溉，可以自由安排自己的时间，尤其避免了大多数夜间灌溉和外出打工人员的时间冲突，省时省力，提高灌溉效率。而且采用三级系统上报，便于统计和管理，统一合理配置资源，精准灌溉，很大程度上节约了水资源，实现灌区节水改造，有效防治土壤盐碱化，改善农田生态环境。

具体来说，如图8所示，一级子系统为水资源管理者如水利局使用的操作系统，进行总数据采集、汇总以及分析，确定数据后控制物联网执行单元进行水资源分配。例如可在电脑上登录进入操作页面，操作页面以地图形式呈现，设置有省份选项，选择省份后地图定位至该省份。一般情况下使用省份为锁定状态，例如选定省份为甘肃省。操作页面设置有地区选项，可选择锁定省份的地级市如张掖市，选定后地图定位至张掖市范围内并显示县城及乡镇。操作人员若要查看各村情况，手动放大地图即可。操作页面设置有水库编号，该水库编号为地级市内所有水库，如张掖市泉沟水库、西屯水库等，并且操作页面还可显示水库储水量等信息。操作页面设置有交易额显示窗口，交易过程由二级子系统完成并上报，最终结果在一级子系统上显示。交易包括灌溉委托保障费用，灌溉委托保障费用是用户委托一级子系统完成灌溉所需缴纳的费用，具体向用户按土地面积收取委托保障金。

进一步地，一级子系统操作页面还设置有出水量显示窗口，用于显示水库出水口累计的体积流量总和。操作页面设置有用水量显示窗口，用于显示实际灌溉面积的体积流量总和。操作页面设置有水损失显示窗口，由出水量和用水量通过计算公式所得。操作页面设置有操作人员显示窗口，操作人员登录后信息在该窗口显示，若有误操作或违规操作等可追溯调查。操作页面设置有节点状态显示窗口和实时位置显示窗口，二者协同运作，例如在山丹开始运行，节点(如闸门等)正常则显示正常运行，节点异常则显示异常，未运行则显示未开启。

更进一步地，一级子系统操作页面还设置有节点启动按钮、运行时间按钮、实时位置按钮和运行状态显示窗口。其中，节点启动按钮下方设置有“按地区启动”、“按顺序启动”和“单独启动”三个选项。按地区启动为按地区的选择顺序启动，按顺序启动为按水库的排列顺序启动，单独启动为指定一个地区启动。选择好之后，点击节点启动按钮。运行时间按钮下方设置有时间设置选项，设置好时间后点击运行时间按钮，节点将在设定时间启动。实时位置按钮则是选择节点动作位置，设置好之后该区域的节点单独运行。运行状态显示窗口则用于显示该区域内节点运作状态，如4号闸异常等。

如图9所示，二级子系统为农户管理单位即小范围区域管理者使用的操作系统，进行上传、下达、分配及担保，收集区域灌溉渠基本数据，汇总处理后上报一级子系统。例如可在电脑上登录进入操作页面，其操作页面与一级子系统的操作页面相近，区别在于节点启动按钮、运行时间按钮和实时位置按钮变为相应的显示窗口。此外，操作页面还设置有提交显示窗口，显示农户土地信息报备情况，用于统计用水进度，可用百分数表示。

如图10所示，三级子系统为农户、基层管理者使用的操作系统，进行灌溉区报备、线上交易等。例如可在手机上输入账号、密码等基本信息后登录进入操作页面，操作页面通过数字编号显示农户所有土地位置，如数字01，表示01下方则是该用户所有的土地。点击01，在其下方或旁边会弹出输入栏。例如，面积输入栏，则需要农户输入01位置的耕地面积。可进行三次确认，若输入面积与登记面积不符，则无法录入，正确输入后将永久锁定土地面积。作物输入栏，则需要农户输入01位置种植的农作物种类并设置周期，该信息在农作物生长周期内不得随意更改。灌溉报备输入栏，则需要农户输入灌溉或不灌溉。是否委托选项，点击是则需要农户缴纳灌溉委托费，灌溉时由一级子系统远程完成灌溉；点击否则需要农户自行到现场完成灌溉，一级子系统不对农户的水闸进行控制。

本发明实施例中，三级子系统还用于供农户上报土地租赁交易信息，并提交至二级子系统。二级子系统用于对土地租赁交易信息进行确认，并提供租赁担保。具体地，如图10所示，三级子系统的操作页面设置有交易按钮及选项，用于农户间的土地租赁，例如用户点击交易按钮，选项中选择土地出租并选择代码如02，预设租金5000元并提交至二级子系统。若农户想要租借土地，则点击交易按钮并选择土地租借，在弹窗中选择出租的土地代码即可。如图9所示，二级子系统的操作页面设置有土地租赁交易窗口，选择是则继续交易，选择否则终止交易。二级子系统还设有合约显示窗口来记录交易信息，保留交易痕迹，以便于责任追溯。这样农户A可在三级子系统提出租借申请，缴纳土地租赁保障费用，并提交至二级子系统，申请包括土地所有权人、土地位置、租借时间、年限及租金等基本信息。二级子系统接收同意后转交农户B，农户B可选择是否同意和修改租金金额并提交。若农户B点击同意则农户A付款结束后交易结束并保留，若农户B点击拒绝则交易终止并删除记录，若农户B修改金额则农户A选择是否同意，流程同上。最终交易结果由二级子系统上报一级子系统，以便一级子系统及时更新掌握用户信息。从而实现了农户土地出租线上完成，系统留底，交易结束后自动转交租借方，避免了农户土地租借的收账矛盾和土地使用纠纷等，使用更加方便可靠。

本发明实施例中，物联网执行单元包括水渠清理机、自动化闸门和液位检测装置。其中，水渠清理机与一级子系统通信连接，用于自动清理渠道内的垃圾，如树枝、水草、塑料等垃圾，以防止渠道堵塞。自动化闸门与一级子系统通信连接，用于开放和关闭泄水通道，完成农田灌溉。液位检测装置可为液位传感器，用于检测土地灌溉液位，与自动化闸门通信连接，相互配合，当灌溉至理论液位时自动化闸门关闭。同时，液位检测装置与三级子系统通信连接，若液位检测装置检测出现大幅度数据变化时，则判断为农田漏水，并向三级子系统发送信号，反馈给农户以便及时处理。这样利用物联网执行单元实现了自动清理、灌溉以及灌溉程度的检测，灌溉时农户不用时刻盯着自己的农田，节约时间，减少了劳动量。

进一步地，液位检测装置为多个，且多个液位检测装置分布在农田的不同位置处。例如，液位检测装置设置于农田四角及中间的位置。这样不仅能够监测灌溉情况，还能起到监测农田平整度的作用。当多点液位检测信号不均时，可及时提示农户处理农田，防止由于农田不平整导致低洼地区积水、作物烂根以及高地干旱的现象。

本发明实施例中，水渠清理机包括行走装置，清理装置，粉碎装置，动力装置，以及控制装置。其中，清理装置用于拾取渠道内的垃圾，并将垃圾送入粉碎装置中，粉碎装置用于将垃圾粉碎并排出至渠道两侧。动力装置用于为行走装置、清理装置和粉碎装置提供动力，例如为第一电机11。第一电机11外可罩设防尘罩，以保护第一电机11不受粉尘影响，延长其使用寿命。控制装置用于控制动力装置，且控制装置与动力装置和一级子系统均通信连接，从而可实现由一级子系统远程控制操作。行走装置能够在渠道内行走，由于渠道宽度一般较窄，可采用单排履带15，以便设备在U型渠中行走。为了防止设备侧倾，水渠清理机左右两侧还设有可转动连接的导轮27，导轮27镶嵌在U型渠两侧的凹槽内，与履带15形成三角稳定结构。这样灌溉前期，远程控制水渠清理机将渠道清理干净，一方面节约了水渠的疏通维护费用，另一方面节省了人力物力，从而通过远程遥控可实现定点定时对渠道的清理。

具体来说，清理装置包括由第一电机11驱动的第一钉齿转辊1和第二钉齿转辊2，二者通过同步带3传动连接，转速相等，转动方向相同，图2中所示钉齿转辊顺时针转动，拾取垃圾。如图3和图4所示，第一钉齿转辊1的钉齿和第二钉齿转辊2的钉齿依次交叉设置，相邻齿间具有空隙。第二钉齿转辊2的辊轴位于第一钉齿转辊1的辊轴的上方，旋转过程中可将垃圾从第一钉齿转辊1脱离下来。第一钉齿转辊1的钉齿长度不一，形成了与U型渠轮廓相一致的弧形，以便更好地贴合U型渠，拾取渠道中的垃圾，将垃圾完全清理。第二钉齿转辊2的钉齿长度相同，并且钉齿比第一钉齿转辊1多一排，以便将第一钉齿转辊1的钉齿完全包裹，从而保证将垃圾从第一钉齿转辊1上分离，转移到第二钉齿转辊2上。此外，还可在钉齿转辊上方设置防护罩4，防止剥离垃圾时四处飞溅。需要说明的是，以如图2所示的水渠清理机的摆放位置来说，图中上下方向即为所指上下方位。

如图2所示，清理装置还包括插齿组件16和垃圾提升机5。垃圾提升机5采用履带式提升机，由第一电机11驱动，通过皮带传动，用于将拾取的垃圾提升至粉碎装置进行粉碎。如图4和图5所示，插齿组件16的齿和第二钉齿转辊2的钉齿依次交叉设置，且插齿组件16的齿顶部分与第二钉齿转辊2的辊轴相切。具体地，插齿组件16包括竖直设置的齿根板和与齿根板相连接的多个齿顶刀锋。齿顶刀锋呈弧形，与第二钉齿转辊2的辊轴相切。这样第二钉齿转辊2和插齿组件16形成一定的角度，使得插齿组件16能够顺利地将垃圾从第二钉齿转辊2上剥离，并送入垃圾提升机5。

如此设置，工作时，第一钉齿转辊1和第二钉齿转辊2交叉运行，将沟渠内的树枝、水草以及塑料等垃圾拾取，由插齿组件16将垃圾从第二钉齿转辊2上剥离至垃圾提升机5，提升至粉碎装置粉碎后从车尾两侧排出。这样利用提升转移、机械粉碎的原理将渠道垃圾转移至渠道两侧，保证渠道使用时畅通无阻。

本发明实施例中，第一钉齿转辊1和第二钉齿转辊2包括用于调节相邻两个钉齿之间距离的伸缩结构，以适应各种宽度的沟渠。如图6所示，伸缩结构包括弹性件18，丝杠19，套筒20，以及轴端轴承21。弹性件18可为弹簧，各个钉齿均匀连接于弹簧上。套筒20套设于丝杠19的右侧，且与丝杠19螺纹连接。转动丝杠19，套筒20能够沿丝杠19的轴向移动。丝杠19右端部与套筒20之间设有轴承，以便丝杠19灵活转动。轴端轴承21可为平面压力轴承，安装在丝杠19远离套筒20的一端即丝杠19左侧。弹性件18套设在丝杠19和套筒20外，且弹性件18的第一端与轴端轴承21相连接、第二端与套筒20远离丝杠19的一端即套筒20右侧相连接。需要说明的是，以如图6所示的伸缩结构的摆放位置来说，图中左右方向即为所指左右方位，图中弹性件18的左端为弹性件18的第一端，图中弹性件18的右端为弹性件18的第二端。

如此设置，转动丝杠19，套筒20沿丝杠19的轴向移动，带动弹性件18产生弹性形变，改变了弹性件18的长度，从而起到了改变钉齿间距离的作用。这样可根据不同宽度的沟渠，利用伸缩结构来调节钉齿转辊的宽度，应用范围广，使用更加灵活方便。

进一步地，第一钉齿转辊1和第二钉齿转辊2中至少一者的钉齿端部设有弯钩结构17，弯钩结构17朝向第一钉齿转辊1和第二钉齿转辊2的转动方向弯曲。如图4所示，两个钉齿转辊的钉齿末端均设有弯钩结构17，其弯曲角度在120度-150度范围内，以便能够更好地钩取渠道垃圾。

本发明实施例中，粉碎装置包括给料斗6，切割组件，筛网12，以及分料器10。给料斗6位于垃圾提升机5顶端位置的下方，用于接收垃圾。切割组件与给料斗6的出口相连通，用于将垃圾进行切割粉碎。如图2所示，切割组件包括壳体、定刀8、滚刀架9和动刀14。定刀8安装在壳体上，动刀14安装在滚刀架9上。第一电机11驱动滚刀架9旋转，以带动动刀14转动。动刀14与定刀8配合，相互作用，将垃圾粉碎，变成较小垃圾颗粒。筛网12设置在切割组件的出口，安装在筛网架13上，用于控制排出的垃圾颗粒的大小，其中筛孔大小根据实际需求而定。此外，还设有用于调节筛网12与动刀14之间距离的手轮7，以便根据需要调整粉碎空间。分料器10与切割组件的出口相连通，由第一电机11驱动，用于将粉碎后的垃圾颗粒排出至渠道两侧。分料器10为现有成熟产品，故其具体结构在此不再赘述。这样排出的垃圾颗粒不会堵塞渠道，塑料碎片也可由分料器10内的风机吹到渠道两侧，保证沟渠畅通无阻。

本发明实施例中，自动化闸门包括闸门框体22，闸板23，驱动组件，以及控制器26。如图7所示，闸门框体22密封设置在渠道中，闸板23可滑动地设置在闸门框体22中。闸板23与闸门框体22之间形成泄水通道，通过闸板23来开放和关闭泄水通道，以控制是否进行灌溉。驱动组件用于驱动闸板23沿闸门框体22移动，其包括与闸板23相连接的螺杆24、蜗轮蜗杆传动机构和第二电机25。螺杆24沿竖直方向设置并与蜗轮通过螺纹连接，蜗杆与第二电机25的输出轴同轴转动。这样当第二电机25转动，蜗杆同步转动，带动蜗轮旋转，此时，螺杆24沿竖直方向上下运动，以带动闸板23升降，从而开放和关闭泄水通道。控制器26与驱动组件通信连接，用于控制第二电机25启停、转向等，以实现开关闸门。控制器26还与一级子系统通信连接，以实现远程控制。此外，控制器26还与液位检测装置通信连接，根据土地灌溉液位控制闸门是否关闭。闸门框体22上还设有用于限制闸板23上升高度的限位器，以防止闸板23移动过位。限位器为现有常用产品，故其具体结构在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供了一种灌溉管理系统，包括一级子系统、二级子系统、三级子系统及物联网执行单元。其中，物联网执行单元包括水渠清理机、自动化闸门和液位检测装置，用于水资源自动化管理。这样利用现代计算机科学技术，形成了一种新农村水渠灌溉管理系统，通过三级操作系统和物联网执行单元完成灌溉作业，统一合理配置水资源，精准灌溉，实现灌区节水改造，有效防治土壤盐碱化，改善农田生态环境，使得“三高”即高质、高效、高管的特点得以实现。从而能够解决当前人口老龄化、城镇化发展和小规模农场主的出现带来的土地灌溉问题，为农户省时省力的同时节约了水资源，并提高了灌溉效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种灌溉管理系统，其特征在于，包括一级子系统、二级子系统、三级子系统及物联网执行单元，

其中，所述物联网执行单元用于进行水资源分配及渠道清理，以执行土地灌溉任务；

所述三级子系统用于供农户上报土地信息和用水需求，并提交至所述二级子系统；其中，所述土地信息包括农户上报的土地地理位置，土地面积，以及种植的农作物种类；

所述二级子系统用于对所述土地信息和所述用水需求进行数据处理，并上传至所述一级子系统；

所述一级子系统用于根据所述土地信息和所述用水需求控制所述物联网执行单元进行水资源分配，以完成土地灌溉作业；

所述物联网执行单元包括：

水渠清理机，与所述一级子系统通信连接，所述水渠清理机用于自动清理渠道内的垃圾，以防止渠道堵塞；

自动化闸门，与所述一级子系统通信连接，所述自动化闸门用于开放和关闭泄水通道；

液位检测装置，与所述自动化闸门和所述三级子系统通信连接，所述液位检测装置用于检测土地灌溉液位以及用于判断农田是否漏水并及时反馈给农户；

所述水渠清理机包括：

行走装置，能够在渠道内行走；

清理装置和粉碎装置，所述清理装置用于拾取渠道内的垃圾，并将垃圾送入所述粉碎装置中，所述粉碎装置用于将垃圾粉碎并排出至渠道两侧；

动力装置，用于为所述行走装置、所述清理装置和所述粉碎装置提供动力；

控制装置，用于控制所述动力装置，所述控制装置与所述动力装置和所述一级子系统均通信连接；

所述清理装置包括：

同向转动的第一钉齿转辊和第二钉齿转辊，所述第一钉齿转辊的钉齿和所述第二钉齿转辊的钉齿依次交叉设置，且所述第二钉齿转辊的辊轴位于所述第一钉齿转辊的辊轴的上方，所述第一钉齿转辊用于拾取渠道内的垃圾，所述第二钉齿转辊用于将垃圾从所述第一钉齿转辊上分离；所述第一钉齿转辊和所述第二钉齿转辊中至少一者的钉齿端部设有弯钩结构，所述弯钩结构朝向所述第一钉齿转辊和所述第二钉齿转辊的转动方向弯曲；

插齿组件和垃圾提升机，所述插齿组件的齿和所述第二钉齿转辊的钉齿依次交叉设置，且所述插齿组件的齿顶部分与所述第二钉齿转辊的辊轴相切，所述插齿组件用于将垃圾从所述第二钉齿转辊上剥离，并送入所述垃圾提升机，所述垃圾提升机用于将垃圾送入所述粉碎装置；

所述第一钉齿转辊和所述第二钉齿转辊包括用于调节相邻两个钉齿之间距离的伸缩结构，所述伸缩结构包括：

弹性件，各个钉齿均匀连接于所述弹性件上；

丝杠和套筒，所述套筒套设于所述丝杠的一端且与所述丝杠螺纹连接，转动所述丝杠，以使所述套筒沿所述丝杠的轴向移动；

轴端轴承，安装在所述丝杠远离所述套筒的一端，所述弹性件套设在所述丝杠和所述套筒外，且所述弹性件的第一端与所述轴端轴承相连接、第二端与所述套筒远离所述丝杠的一端相连接，在所述套筒沿所述丝杠的轴向移动的情况下，所述弹性件产生弹性形变，以改变相邻两个钉齿之间的距离。

2.根据权利要求1所述的灌溉管理系统，其特征在于，所述三级子系统还用于供农户上报土地租赁交易信息，并提交至所述二级子系统；所述二级子系统用于对所述土地租赁交易信息进行确认，并提供租赁担保。

3.根据权利要求1所述的灌溉管理系统，其特征在于，所述粉碎装置包括：

给料斗，用于接收垃圾；

切割组件，与所述给料斗的出口相连通，所述切割组件用于将垃圾进行切割粉碎；

筛网，设置在所述切割组件的出口，所述筛网用于控制排出的垃圾的大小；

分料器，与所述切割组件的出口相连通，所述分料器用于将粉碎后的垃圾排出至渠道两侧。

4.根据权利要求1所述的灌溉管理系统，其特征在于，所述自动化闸门包括：

闸门框体，密封设置在渠道中；

闸板，用于开放和关闭泄水通道，所述闸板可滑动地设置在所述闸门框体中，以使所述闸板与所述闸门框体之间形成泄水通道；

驱动组件，用于驱动所述闸板沿所述闸门框体移动；

控制器，用于控制所述驱动组件，所述控制器分别与所述一级子系统和所述驱动组件通信连接。

5.根据权利要求1所述的灌溉管理系统，其特征在于，所述液位检测装置为多个，且多个所述液位检测装置分布在农田的不同位置处。