CN219844371U - 一种智能干湿交替的灌溉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能干湿交替的灌溉装置，包括水位探测单元以及输水单元。水位探测单元包括探测地下水位距离土壤表面高度的探测部，与探测部电连接的信号处理模块，信号处理模块用于接收探测部的探测信号以生成水位数据信号。输水单元包括输水本体、控制模块及控制开关，输水单元用于朝待灌溉区域的土壤中灌溉水，控制开关设于输水本体上且与控制模块相连接，控制模块还与信号处理模块电连接，以接收信号处理模块的水位数据信号并生成驱动控制开关开闭的驱动信号。本实用新型解决了现有技术中需要人员进行连续观测，较为费事费力，观测数据存在误差，灌溉难以精准控制，影响了观测数据的准确性的技术问题。

Description

一种智能干湿交替的灌溉装置

技术领域

本实用新型涉及农田灌溉技术领域，具体涉及一种智能干湿交替的灌溉装置。

背景技术

水资源短缺是当今世界面临的重大挑战，在中国，95％以上的水稻仍采用连续淹水灌溉的方法，这种方法不仅需要消耗大量水资源，而且花费了大量劳动力和时间，采用人工灌溉难以精准控制灌水量，灌水装置在不同大小田块中难以布置。因此，开发并实施智能化控制稻田干湿交替灌溉的装置，以简便的方式提高灌溉水的利用效率，对可持续农业发展尤为重要。

现有的干湿交替观测装置，由于观测期间需要人员进行连续观测，较为费事费力，观测数据存在误差，灌溉难以精准控制，影响了观测数据的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种智能干湿交替的灌溉装置，解决现有技术中需要人员进行连续观测，较为费事费力，观测数据存在误差，灌溉难以精准控制，影响了观测数据的准确性的技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种智能干湿交替的灌溉装置，包括水位探测单元以及输水单元；

所述水位探测单元包括能够部分插设于待灌溉区域的土壤中以探测地下水位距离土壤表面高度的探测部，与探测部电连接的信号处理模块，所述信号处理模块用于接收探测部的探测信号以生成水位数据信号；

所述输水单元包括输水本体、控制模块及控制开关，所述输水本体具有用以连通水源的进水端以及连通待灌溉区域的灌溉端，所述输水单元用于朝待灌溉区域的土壤中灌溉水，所述控制开关设于输水本体上且与所述控制模块相连接，所述控制模块还与所述信号处理模块电连接，以接收所述信号处理模块的水位数据信号并生成驱动所述控制开关开闭的驱动信号。

优选地，所述探测部包括部分插入待灌溉区域的土壤下方且两端贯通的观测桶，及沿观测桶轴向布设于观测桶中以探测地下水位高度的探测组；所述观测桶上方安装有用以防水的盖体，且所述观测桶插设于土壤下方周壁上开设有用以渗透地下水的渗水孔，所述探测组与所述信号处理模块电连接。

优选地，所述探测组为具有液位传感器的水位探头管，所述盖体上开设有通孔，水位探头管经由所述通孔沿观测桶轴向部分插入观测桶内，所述信号处理模块为单片机。

优选地，所述水位探头管突出于盖体上方的一端连接有主机盒，所述主机盒内设置有储存器，所述单片机设于主机盒内，且所述单片机还与所述储存器相连接，所述储存器用以保存探测部探测的探测数据。

优选地，所述待灌溉区域为多块田块，每个所述田块上一一对应设置有水位探测单元，所述输水本体具有多个延伸至各所述田块的灌溉端，每个灌溉端均设置有所述控制模块及控制开关，所述控制模块用以驱动对应的控制开关开闭。

优选地，所述输水本体包括输水管路、水泵及电动调节阀，输水管路上设置有水泵和电动调节阀，输水管路具有一所述进水端和多个所述灌溉端，各所述控制模块还分别与所述电动调节阀电连接。

优选地，所述观测桶为PVC材质桶体，沿观测桶轴向布设有多个渗水孔组，每一渗水孔组包括沿观测桶周向均匀布设的多个渗水孔。

优选地，PVC材质桶体的直径为20cm，长为40cm，管壁下半段20cm的柱形区域均匀钻有所述渗水孔。

优选地，所述渗水孔的直径为5mm，相邻的两渗水孔间距为2cm。

优选地，所述储存器为U盘。

与现有技术相比，本实用新型提供的智能干湿交替的灌溉装置，通过部分插设于待灌溉区域的土壤中的探测部探测地下水位距离土壤表面高度，以输出采集水位的探测信号，信号处理模块用于接收探测部的探测信号以生成水位数据信号，输水单元用于朝待灌溉区域的土壤中灌溉水，通过控制开关设于输水本体上且与控制模块相连接，控制模块接收信号处理模块的水位数据信号并生成驱动控制开关开闭的驱动信号，以实现智能干湿交替灌溉。从而解决了现有技术中需要人员进行连续观测，没有智能化的监控设备，较为费事费力，观测数据存在误差，灌溉难以精准控制，影响了观测数据的准确性的技术问题。本装置结构简单易安装，对任意大小田块均可不使用任何布线进行合理的干湿交替灌溉，此装置不仅能够节约灌溉用水，还能够减少农业污染，提高农业管理效率，减少人工成本，提高效益。

另外，该装置可以实现各个田块独立或同时被灌溉，合理的灌溉方式能够使作物长势一致和提高产量。

附图说明

图1是本实用新型提供的智能干湿交替的灌溉装置的一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型提供的智能干湿交替的灌溉装置中水位探测单元的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1和图2，本实用新型一实施例提供的一种智能干湿交替的灌溉装置，包括水位探测单元100以及输水单元200。水位探测单元100用于采集水位的探测信号并生成水位数据信号，输水单元300用于朝待灌溉区域的土壤中灌溉水，以通过水位数据信号控制灌溉水量和灌溉时间，实现智能干湿交替灌溉。

具体地说，水位探测单元100包括能够部分插设于待灌溉区域的土壤中以探测地下水位距离土壤表面高度的探测部101，与探测部101电连接的信号处理模块3，信号处理模块3用于接收探测部101的探测信号以生成水位数据信号。

输水单元200包括输水本体201、控制模块9及控制开关10，输水本体200具有用以连通水源的进水端以及连通待灌溉区域的灌溉端，输水单元200用于朝待灌溉区域的土壤中灌溉水，控制开关10设于输水本体201上且与控制模块9相连接，控制模块9还与信号处理模块3电连接，以接收信号处理模块3的水位数据信号并生成驱动控制开关10开闭的驱动信号。

该装置通过部分插设于待灌溉区域的土壤中的探测部101探测地下水位距离土壤表面高度，以输出采集水位的探测信号，信号处理模块3用于接收探测部101的探测信号以生成水位数据信号，输水单元200用于朝待灌溉区域的土壤中灌溉水。通过控制开关10设于输水本体201上且与控制模块9相连接，控制模块9接收信号处理模块的水位数据信号并生成驱动控制开关10开闭的驱动信号，以实现智能干湿交替灌溉。从而解决了现有技术中需要人员进行连续观测，没有智能化的监控设备，较为费事费力，观测数据存在误差，灌溉难以精准控制，影响了观测数据的准确性的技术问题。本装置结构简单易安装，能够对任意大小田块均可不使用任何布线进行合理的干湿交替灌溉，同时此装置不仅能够节约灌溉用水，还能够减少农业污染，提高农业管理效率，减少人工成本，提高效益。

请参阅图1，在一些实施例中，探测部101包括部分插入待灌溉区域的土壤下方且两端贯通的观测桶8，及沿观测桶8轴向布设于观测桶8中以探测地下水位高度的探测组5。观测桶8上方安装有用以防水的盖体4，且观测桶8插设于土壤下方周壁上开设有用以渗透地下水的渗水孔6，探测组5与信号处理模块3电连接。

其中，观测桶8用于竖直埋设于平整地块，埋深为22-28cm，至犁地层，然后将管材内的泥土刨空。工作过程中，埋设在观测桶8中的探测组5采集水位信息，观测桶8外侧的地下水能够经由渗水孔6进入至观测桶8内，当水位值达到设定的预设值后将采集的信息传送给信号处理模块3，信号处理模块3根据水位信息控制控制开关10，当灌溉水位到预设值上限后，探测组5再次将水位信息传送给信号处理模块3，信号处理模块3输送信号至控制模块9，驱动控制开关10关闭，以此实现智能干湿交替的灌溉。

本实施例中，探测组5为具有液位传感器的水位探头管，盖体4上开设有通孔，水位探头管经由通孔沿观测桶8轴向部分插入观测桶8内，信号处理模块3为单片机。该单片机可选用STC12C5A60S2，通过编程可记录采集时间及水位数据。盖体6实际上为封闭于观测桶顶部的端盖，主要用于防雨水及固定探测组。其中液位传感器用于检测田间水位，并传输至单片机，进而控制模块9接收单片机的水位数据信号并生成驱动控制开关10开闭的驱动信号。

进一步地，水位探头管突出于盖体上方的一端连接有主机盒1，主机盒1内设置有储存器2，单片机设于主机盒1内，且单片机还与储存器2相连接，储存器2用以保存探测部101探测的探测数据。其中，主机盒1具有能够人为操作并预设水位控制标准的键入器和显示器，键入器和显示器均与单片机相连接，根据不同灌溉要求可随时更改预设值。也即，水位到达预设水位灌溉值，否则不需要进行灌溉，有利于节水。水稻不同时期的灌溉标准不同，可根据不同时期的水位要求随时更改预设水位值。水稻幼苗期需保持浅水灌溉，不需要使用干湿交替，可将预设上下限进行更改。因此，该智能化控制稻田干湿交替灌溉的装置程序简单，执行起来较为容易，只要将装置接入水源，即可实现无人管理精准灌溉。储存器2优选为U盘，用以记录水位数据，具体地说，能够记录每个灌溉时间、灌溉量和灌溉水位，数据库可作为参考资料便于查询。

实际应用中，待灌溉区域为多块田块，每个田块上一一对应设置有水位探测单元100，输水本体101具有多个延伸至各田块的灌溉端，每个灌溉端均设置有控制模块9及控制开关10，控制开关10可优选为水闸，控制模块9用以驱动对应的控制开关开闭。由此，实际应用中本装置还能够实现多块田块的干湿交替灌溉控制。

本实施例中，输水本体101包括输水管路11、水泵13及电动调节阀12，输水管路11上设置有水泵13和电动调节阀12，输水管路11具有一进水端和多个灌溉端，实际应用中，控制模块9和控制开关10均设于对应的灌溉端，进水端连接水源14。各控制模块9还分别与电动调节阀12电连接。该控制模块9可控制水闸开关，控制模块9还能够根据液位传感器监测到的数据计算出所需灌溉量和时间，进而控制电动调节阀12。

在一些实施例中，请参阅图1，观测桶8为PVC材质桶体，沿观测桶8轴向布设有多个渗水孔组，每一渗水孔组包括沿观测桶周向均匀布设的多个渗水孔。具体地说，PVC材质桶体的直径为20cm，长为40cm，管壁下半段20cm的柱形区域均匀钻有渗水孔。渗水孔的直径为5mm，相邻的两渗水孔间距为2cm。

综上，本实用新型提供的智能干湿交替的灌溉装置，通过部分插设于待灌溉区域的土壤中的探测部探测地下水位距离土壤表面高度，以输出采集水位的探测信号，信号处理模块用于接收探测部的探测信号以生成水位数据信号，输水单元用于朝待灌溉区域的土壤中灌溉水，通过控制开关设于输水本体上且与控制模块相连接，控制模块接收信号处理模块的水位数据信号并生成驱动控制开关开闭的驱动信号，以实现智能干湿交替灌溉。该装置结构简单易安装，对任意大小田块均可不使用任何布线进行合理的干湿交替灌溉，此装置不仅能够节约灌溉用水，还能够减少农业污染，提高农业管理效率，减少人工成本，提高效益。该装置可以实现各个田块独立或同时被灌溉，合理的灌溉方式能够使作物长势一致和提高产量。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能干湿交替的灌溉装置，其特征在于，包括水位探测单元以及输水单元；

所述水位探测单元包括能够部分插设于待灌溉区域的土壤中以探测地下水位距离土壤表面高度的探测部，与探测部电连接的信号处理模块，所述信号处理模块用于接收探测部的探测信号以生成水位数据信号；

所述输水单元包括输水本体、控制模块及控制开关，所述输水本体具有用以连通水源的进水端以及连通待灌溉区域的灌溉端，所述输水单元用于朝待灌溉区域的土壤中灌溉水，所述控制开关设于输水本体上且与所述控制模块相连接，所述控制模块还与所述信号处理模块电连接，以接收所述信号处理模块的水位数据信号并生成驱动所述控制开关开闭的驱动信号。

2.根据权利要求1所述的智能干湿交替的灌溉装置，其特征在于，所述探测部包括部分插入待灌溉区域的土壤下方且两端贯通的观测桶，及沿观测桶轴向布设于观测桶中以探测地下水位高度的探测组；所述观测桶上方安装有用以防水的盖体，且所述观测桶插设于土壤下方周壁上开设有用以渗透地下水的渗水孔，所述探测组与所述信号处理模块电连接。

3.根据权利要求2所述的智能干湿交替的灌溉装置，其特征在于，所述探测组为具有液位传感器的水位探头管，所述盖体上开设有通孔，水位探头管经由所述通孔沿观测桶轴向部分插入观测桶内，所述信号处理模块为单片机。

4.根据权利要求3所述的智能干湿交替的灌溉装置，其特征在于，所述水位探头管突出于盖体上方的一端连接有主机盒，所述主机盒内设置有储存器，所述单片机设于主机盒内，且所述单片机还与所述储存器相连接，所述储存器用以保存探测部探测的探测数据。

5.根据权利要求4所述的智能干湿交替的灌溉装置，其特征在于，所述待灌溉区域为多块田块，每个所述田块上一一对应设置有水位探测单元，所述输水本体具有多个延伸至各所述田块的灌溉端，每个灌溉端均设置有所述控制模块及控制开关，所述控制模块用以驱动对应的控制开关开闭。

6.根据权利要求5所述的智能干湿交替的灌溉装置，其特征在于，所述输水本体包括输水管路、水泵及电动调节阀，输水管路上设置有水泵和电动调节阀，输水管路具有一所述进水端和多个所述灌溉端，各所述控制模块还分别与所述电动调节阀电连接。

7.根据权利要求2或6所述的智能干湿交替的灌溉装置，其特征在于，所述观测桶为PVC材质桶体，沿观测桶轴向布设有多个渗水孔组，每一渗水孔组包括沿观测桶周向均匀布设的多个渗水孔。

8.根据权利要求7所述的智能干湿交替的灌溉装置，其特征在于，PVC材质桶体的直径为20cm，长为40cm，管壁下半段20cm的柱形区域均匀钻有所述渗水孔。

9.根据权利要求8所述的智能干湿交替的灌溉装置，其特征在于，所述渗水孔的直径为5mm，相邻的两渗水孔间距为2cm。

10.根据权利要求4所述的智能干湿交替的灌溉装置，其特征在于，所述储存器为U盘。