CN205091002U - 一种稻田水分状况综合监测系统 - Google Patents

Abstract

一种稻田水分状况综合监测系统，包括水平放置于稻田表面的水位传感器(1)、横插入土壤中的土壤水分传感器(2)、太阳能组件(3)、供电装置(4)、单片机(5)、无线数据传输模块(6)和云端服务器(7)，所述太阳能组件(3)和供电装置(4)相连组成供电单元；所述单片机(5)接收水位传感器(1)和土壤水分传感器(2)采集的实时数据，并将该数据通过无线数据传输模块(6)发送至云端服务器(7)。本实用新型结合了水位传感器和土壤水分传感器，解决了田间水位和土壤水分状况测定不连续的问题，实现了田间水位和土壤水分状况的综合监测。本实用新型占据空间小、智能化程度高且无需外界电源供电，无需耗费人力即可长期对田间农情进行实时监测和管理，为稻田精量灌溉和决策提供有效指导。

Description

一种稻田水分状况综合监测系统

技术领域

本实用新型涉及农田灌溉技术领域，具体的说是一种稻田水分状况综合监测系统。

背景技术

当前我国农业灌溉用水比例占总用水量较大，降雨时空分布不均导致的水资源短缺问题日益凸显，在劳动力成本和生态要求不断上升的今天，自动化、精量化的农田灌溉和管理成为未来发展的主要方向。作物需水信息的实时采集是指导管理者做出准确灌溉决策的基础，在稻田中，田间水位和土壤含水率则是作物需水信息的核心内容。

现代农业技术的发展为跟踪稻田田间水情提供了可靠的观测设备，如水位传感器和土壤水分传感器，精度可达0.25%。但根据当前实际应用情况来看，稻田水情的监测存在以下几点问题：（1）田间水位的量测仍沿用水尺测量，观测人员引起的主观数据误差难以解决。（2）对田间水位和土壤含水率监测不连续，现有设备仅对两者之一进行单方面监测，效率较低。（3）由于各种水稻节水灌溉技术的推广，稻田有水层和无水层交替出现，对稻田无水层时的稻田土壤含水率的观测不够。（4）自动化程度较低，采集的数据因延迟而不能同步给管理者，影响灌溉决策的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中存在的缺陷，提供一种稻田水分状况综合监测系统，能同时监测稻田田间水位和土壤水分状况，以占据空间小、智能测控的简易装置解决田间水位和土壤水分状况测定不连续的问题，并将实时监测数据发送至处理器终端，为灌溉决策提供更好的指导。

一种稻田水分状况综合监测系统，包括水平放置于稻田表面的水位传感器1、横插入土壤中的土壤水分传感器2、太阳能组件3、供电装置4、单片机5、无线数据传输模块6和云端服务器7，所述太阳能组件3和供电装置4相连组成供电单元，供电单元分别与水位传感器1、土壤水分传感器2、单片机5、无线数据传输模块6相连；所述水位传感器1和土壤水分传感器2分别与单片机5相连，继而单片机5与无线数据传输模块6相连；所述单片机5接收水位传感器1和土壤水分传感器2采集的实时数据，并将该数据通过无线数据传输模块6发送至云端服务器7。

所述水位传感器1为硅压阻式液位变送器，用于实时、连续地监测稻田间水位的变化。

所述土壤水分传感器2为MS10土壤水分传感器，用于实时、连续地监测土壤水分变化。

所述太阳能组件3倾斜放置，将太阳能转化为电能，经过稳压处理后为供电装置4充电。

所述供电装置4由蓄电池和控制器组成，当太阳能组件3产生的电能大于系统运行消耗时，将太阳能组件3产生的电能储存起来；当太阳能组件3产生的电能不足以供给系统正常运行时，所述供电装置4提供电能。

所述无线数据传输模块6采用GPRS数据通讯方式。

所述云端服务器7包括后台数据库和网页终端，实时监测的水位和土壤含水率数据储存于后台数据库中供后期直接调用，网页终端用于同步显示短期田间水位和土壤含水率实时数据和动态趋势图。

本实用新型稻田水分状况综合监测系统的优点是：结合了水位传感器和土壤水分传感器，解决了田间水位和土壤水分状况测定不连续的问题，实现了田间水位和土壤水分状况的综合监测。本实用新型占据空间小、智能化程度高且无需外界电源供电，无需耗费人力即可长期对田间农情进行实时监测和管理，为稻田精量灌溉和决策提供有效指导。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图中，1为水位传感器，2为土壤水分传感器，3为太阳能组件，4为供电装置，5为单片机，6为无线数据传输模块，7为云端服务器。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型进行进一步说明。如图1所示，一种稻田水分状况综合监测系统，包括水位传感器1、土壤水分传感器2、太阳能组件3、供电装置4、单片机5、无线数据传输模块6和云端服务器7，所述太阳能组件3和供电装置4相连组成供电单元；所述水位传感器1和土壤水分传感器2分别与单片机5相连，继而单片机5与无线数据传输模块6相连，无线数据传输模块6基于SocketTCP/IP协议与所述云端服务器7实现通信。

供电装置4由蓄电池和电源控制器组成，所述水位传感器1、土壤水分传感器2、单片机5和无线数据传输模块6均与电源控制器连接。

进一步的，所述水位传感器1选用硅压阻式液位变送器，具有高精度、使用方便、耐腐蚀和数据能远程传输等特点，适用于田间较浑浊水质的水位量测，可实时、连续的监测稻田间水位的变化，为灌溉决策提供数据基础；为避免传感器底部探头堵塞影响量测精度，可水平放置于稻田表面。

优选地，所述土壤水分传感器2选用MS10土壤水分传感器，具有测量精度高、响应速度快和耐腐蚀可长期埋入土壤使用等特点，并能直接测量土壤介电常数进而得到土壤水分含水量，能连续实时的监测土壤水分变化，以便更好的指导灌溉。MS10土壤水分传感器共含有3个探针，分别横插入土壤中使其与土壤充分接触，并通过多点监测保证数据的准确性。

进一步的，所述太阳能组件3以一定角度放置，在适宜的光照强度下可将太阳能转化为电能，经过稳压处理后为所述供电装置4充电。太阳能组件3由光伏组件或者薄膜电池组件组成，为云端服务器7以外的其他装置供电，节省电能并精简铺设电网的成本，具有安全环保的特点。

进一步的，所述供电装置4由蓄电池和控制器组成，作用是当太阳能组件3产生的电能大于系统运行消耗时，将太阳能组件3产生的电能储存起来；当太阳能组件3产生的电能不足以供给系统正常运行时，所述供电装置4提供电能，具有智能化运行的特点。

进一步的，所述单片机5用于接收水位传感器1和土壤水分传感器2采集的实时数据，并将该数据通过所述无线数据传输模块6发送至所述云端服务器7。

优选的，所述无线数据传输模块6采用GPRS数据通讯方式，其实时数据传输时不受距离限制，且传输速度快、通信质量高、安装方便。无线数据传输模块6基于SocketIP/TCP协议与云端服务器7实现通信，无线通讯使测点布控范围更广进而提高测控精确性，同时避免了铺设网线的成本和野外检修的不便，也无需人工现场跟踪管理，节约了人力成本，适合在大型灌区对农作物进行多点监控，便于管理者把握作物实时水分亏缺状况做出决策。

进一步的，所述云端服务器7包括后台数据库和网页终端，实时监测的水位和土壤含水率数据自动储存于后台数据库中供后期直接调用，网页终端作为数据终端将显示短期田间水位和土壤含水率数据和动态趋势图，以便管理者及时查询和决策。

Claims (5)

1.一种稻田水分状况综合监测系统，其特征在于：包括水平放置于稻田表面的水位传感器(1)、横插入土壤中的土壤水分传感器(2)、太阳能组件(3)、供电装置(4)、单片机(5)、无线数据传输模块(6)和云端服务器(7)，所述太阳能组件(3)和供电装置(4)相连组成供电单元，供电单元分别与水位传感器(1)、土壤水分传感器(2)、单片机(5)、无线数据传输模块(6)相连；所述水位传感器(1)和土壤水分传感器(2)分别与单片机(5)相连，继而单片机(5)与无线数据传输模块(6)相连；所述单片机(5)接收水位传感器(1)和土壤水分传感器(2)采集的实时数据，并将该数据通过无线数据传输模块(6)发送至云端服务器(7)。

2.如权利要求1所述的稻田水分状况综合监测系统，其特征在于：所述水位传感器(1)为硅压阻式液位变送器。

3.如权利要求1所述的稻田水分状况综合监测系统，其特征在于：所述土壤水分传感器(2)为MS10土壤水分传感器。

4.如权利要求1所述的稻田水分状况综合监测系统，其特征在于：所述太阳能组件(3)倾斜放置，将太阳能转化为电能，经过稳压处理后为供电装置(4)充电。

5.如权利要求1所述的稻田水分状况综合监测系统，其特征在于：所述供电装置(4)由蓄电池和控制器组成。