CN220569090U - 稻田水位控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及农业自动化领域，公开了一种稻田水位控制系统，包括进水渠、分别布设于稻田的多个监测区域的多个量控一体化装置以及控制终端，每个量控一体化装置均包括进水阀门、灌溉水导流管道以及检测模组，灌溉水导流管道的进水端与进水渠连通，进水阀门连接于灌溉水导流管道的出水端，检测模组集成于进水阀门上并用于检测对应的监测区域的水位信息和土壤水分信息，控制终端被配置为：当监测区域的土壤水分低于预设的土壤水分阈值时，控制监测区域对应的进水阀门开启，当监测区域的水位达到预设的灌溉水位阈值时，控制监测区域对应的进水阀门关闭。本实用新型提高了稻田各个区域的水位控制的精确度，有效避免水资源的浪费。

Description

稻田水位控制系统

技术领域

本实用新型属于农业自动化领域，具体地，涉及一种稻田水位控制系统。

背景技术

人工对水稻田的水位管理普遍采用在稻田与进水渠之间的田埂上挖一个出水口，当需要向稻田进水灌溉时，将田埂挖开一个缺口，将进水渠内的水引入水田中，当稻田进水达到要求时，再从田中挖取土块将田埂缺口堵实，或者采用装有泥土的塑料袋进行封堵，从而使稻田保持所需要的水位高度。这种传统方式不仅操作不便，而且封堵效果较差，容易造成水资源的浪费。

在现有的技术中，为了实现稻田水位的自动化控制，也有通过在进水渠的出水口处设置量控一体化闸门的技术手段，通过量控一体化闸门实现灌溉的自动化控制，但这种方式仅仅是基于进水的流量对稻田水位进行控制，实际应用时，无法对稻田各个区域的水位进行精确控制。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足或缺陷，本实用新型提供一种稻田水位控制系统，能够对稻田各个区域的水位进行精确控制。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种稻田水位控制系统，包括：

进水渠；

多个量控一体化装置，多个所述量控一体化装置分别布设于稻田的多个监测区域，每个所述量控一体化装置均包括进水阀门、灌溉水导流管道以及检测模组，所述灌溉水导流管道的进水端与所述进水渠连通，所述进水阀门连接于所述灌溉水导流管道的出水端，并用于控制所述灌溉水导流管道的出水端开启或关闭，所述检测模组集成于所述进水阀门上并用于检测对应的所述监测区域的水位信息和土壤水分信息；以及

控制终端，分别与多个所述进水阀门和多个所述检测模组通信连接，被配置为：

当所述监测区域的土壤水分低于预设的土壤水分阈值时，控制所述监测区域对应的进水阀门开启，当所述监测区域的水位达到预设的灌溉水位阈值时，控制所述监测区域对应的进水阀门关闭。

可选地，所述稻田水位控制系统还包括水泵，所述水泵的进水端与外部水源相连，所述水泵的出水端与所述进水渠相连，所述控制终端与所述水泵通信连接，并进一步被配置为：

当任意一个所述监测区域的土壤水分低于预设的土壤水分阈值时，控制所述水泵启动，当所有的所述监测区域的水位达到预设的灌溉水位阈值时，控制所述水泵停机。

可选地，所述检测模组包括：

水位传感器，用于检测所述监测区域的水位信息；

土壤水分传感器，用于检测所述监测区域的土壤水分信息；以及

无线发射模块，分别与所述水位传感器和所述土壤水分传感器电连接，用于发送所述水位信息和所述土壤水分信息至所述控制终端。

可选地，所述稻田水位控制系统还包括显示单元，所述显示单元与所述控制终端通信连接，并用于显示各个所述进水阀门的布设位置、各个所述进水阀门的工作状态以及各个所述监测区域的水位信息和土壤水分信息。

可选地，所述稻田水位控制系统还包括排水渠和多个排水装置，多个所述排水装置分别布设于多个所述监测区域，每个所述排水装置均包括排水阀门和排水管道，所述排水管道的排水端与所述排水渠连通，所述排水阀门连接于所述排水管道的进水端，并用于控制所述灌溉水导流管道的进水端开启或关闭。

可选地，所述控制终端与所述排水阀门通信连接，进一步被配置为：

当所述监测区域的水位高于预设的最大蓄水水位阈值时，控制所述监测区域对应的排水阀门开启，其中，所述最大蓄水水位阈值大于所述灌溉水位阈值。

可选地，控制终端进一步被配置为：

根据水稻的多个生育期分别设定对应的所述灌溉水位阈值、所述最大蓄水水位阈值以及所述土壤水分阈值。

可选地，所述控制终端为远程服务器。

可选地，所述进水阀门为蝶阀。

可选地，所述灌溉水导流管道为PE管。

在本实用新型的稻田水位控制系统中，每个量控一体化装置均包括进水阀门、灌溉水导流管道以及检测模组，灌溉水导流管道能够将进水渠的灌溉水引流至对应的监测区域，检测模组能够对对应的监测区域的水位信息和土壤水分信息进行实时检测并反馈至控制终端，控制终端基于水位信息和土壤水分信息对进水阀门的启闭进行控制，实现自动化灌溉，如此设置，将稻田分为多个监测区域并分别进行专门的水位控制，并且，该控制是基于监测区域实时的水位信息和土壤水分信息进行即时的闭环控制，极大地提高了稻田各个区域的水位控制的精确度，提高水稻的种植质量，同时，有效避免水资源的浪费。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的一种实施方式中稻田水位控制系统的结构示意图。

附图标记说明：

1 量控一体化装置

11 进水阀门 12 检测模组

121 水位传感器 122 土壤水分传感器

123 无线发射模块

2 控制终端

3 水泵

4 显示单元

5 排水装置

51 排水阀门

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型首先提供了一种稻田水位控制系统。

在一种实施方式中，参照附图1所示，稻田水位控制系统包括进水渠、多个量控一体化装置1以及控制终端2，多个量控一体化装置1分别布设于稻田的多个监测区域，每个量控一体化装置1均包括进水阀门11、灌溉水导流管道以及检测模组12，灌溉水导流管道的进水端与进水渠连通，进水阀门11连接于灌溉水导流管道的出水端，并用于控制灌溉水导流管道的出水端开启或关闭，检测模组12集成于进水阀门11上并用于检测对应的监测区域的水位信息和土壤水分信息，控制终端2分别与多个进水阀门11和多个检测模组12通信连接，被配置为：

当监测区域的土壤水分低于预设的土壤水分阈值时，控制监测区域对应的进水阀门11开启，当监测区域的水位达到预设的灌溉水位阈值时，控制监测区域对应的进水阀门11关闭。

可以理解地，在本实施方式的稻田水位控制系统中，每个量控一体化装置1均包括进水阀门11、灌溉水导流管道以及检测模组12，灌溉水导流管道能够将进水渠的灌溉水引流至对应的监测区域，检测模组12能够对对应的监测区域的水位信息和土壤水分信息进行实时检测并反馈至控制终端2，控制终端2基于水位信息和土壤水分信息对进水阀门11的启闭进行控制，实现自动化灌溉，如此设置，将稻田分为多个监测区域并分别进行专门的水位控制，并且，该控制是基于监测区域实时的水位信息和土壤水分信息进行即时的闭环控制，极大地提高了稻田各个区域的水位控制的精确度，提高水稻的种植质量，同时，有效避免水资源的浪费。

在本实施方式中，具体地，土壤水分阈值即为土壤含水量的下限值，灌溉水位阈值即为灌溉的上限值。

在本实施方式中，量控一体化装置1的数量由稻田的占地面积所决定，将稻田的划分为多个面积大致相等的监测区域，每个监测区域设置一个量控一体化装置1，具体地，在实际应用时，可先对稻田进行改造，去除稻田的各个小田块之间的田埂，并可通过卫星平地的方式调整稻田的地势，使整块稻田形成为一个较为平整的大田块，然后将稻田进行重新划分改造为多个占地面积一致的方形田块，每一个方形田块即为一个监测区域，对应布设有一个量控一体化装置1。

在一种实施方式中，稻田水位控制系统还包括水泵3，水泵3的进水端与外部水源相连，水泵3的出水端与进水渠相连，控制终端2与水泵3通信连接，并进一步被配置为：

当任意一个监测区域的土壤水分低于预设的土壤水分阈值时，控制水泵3启动，当所有的监测区域的水位达到预设的灌溉水位阈值时，控制水泵3停机。

在本实施方式中，外部水源可以为稻田附近的水池和河流或者专门设置的蓄水设备。

可以理解地，当任意一个监测区域的土壤水分低于预设的土壤水分阈值时，表明多个监测区域中至少有一个监测区域需要进行灌溉，此时，控制终端2控制水泵3启动并同时控制对应的进水阀门开启，如此，水泵3向进水渠输送补充灌溉水，进水渠内的灌溉水通过对应的灌溉水导流管道流入需要灌溉的监测区域，实现精确的自动化灌溉，当所有的监测区域的水位达到预设的灌溉水位阈值时，表明所有的监测区域均无需灌溉，此时，控制终端2控制水泵3停机并同时控制所有进水阀门关闭，有效避免水资源的浪费。

在一种实施方式中，检测模组12包括水位传感器121、土壤水分传感器122以及无线发射模块123，水位传感器121用于检测监测区域的水位信息，土壤水分传感器122用于检测监测区域的土壤水分信息，无线发射模块123分别与水位传感器121和土壤水分传感器122电连接，用于发送水位信息和土壤水分信息至控制终端2。

通过这样，水位传感器121和土壤水分传感器122通过无线发射模块123与控制终端2通信连接，能够将检测到的数据信息实时反馈至控制终端2，以便于控制终端2对进水阀门11及时控制。

具体地，检测模组12包括多个水位传感器121和多个土壤水分传感器122，多个水位传感器121架设于监测区域的土壤上方，多个土壤水分传感器122埋设于监测区域的土壤内。

在一种实施方式中，稻田水位控制系统还包括显示单元4，显示单元4与控制终端2通信连接，并用于显示各个进水阀门11的布设位置、各个进水阀门11的工作状态以及各个监测区域的水位信息和土壤水分信息。

在本实施方式中，具体地，显示单元4可以为例如手机、笔记本等移动终端。

在本实施方式中，用户能够简便地通过显示单元4对各个监测区域的工作情况信息进行了解，具有良好的便利性。

在一种实施方式中，稻田水位控制系统还包括排水渠和多个排水装置5，多个排水装置5分别布设于多个监测区域，每个排水装置5均包括排水阀门51和排水管道，排水管道的排水端与排水渠连通，排水阀门51连接于排水管道的进水端，并用于控制灌溉水导流管道的进水端开启或关闭，通过在监测区域设置排水装置5，当监测区域由于下雨等其他外部因素导致水位过高时，可通过开启排水阀门51，将监测区域内的水通过排水管道排出至排水渠以流出外界。

在一种实施方式中，控制终端2与排水阀门51通信连接，进一步被配置为：

当监测区域的水位高于预设的最大蓄水水位阈值时，控制监测区域对应的排水阀门51开启，其中，最大蓄水水位阈值大于灌溉水位阈值。

可以理解地，最大蓄水水位阈值即为稻田最大的蓄水上限值，在实际应用时，例如雨天等环境因素导致监测区域的水位上升至高于最大蓄水水位阈值时，控制终端2能够控制对应的排水阀门51开启，使得监测区域内的水排出，保持监测区域的水位在合适的范围内，如此，即实现了自动化稻田的自动化排水。

在一种实施方式中，控制终端2进一步被配置为：

根据水稻的多个生育期分别设定对应的灌溉水位阈值、最大蓄水水位阈值以及土壤水分阈值。

可以理解地，水稻的生长具有多个生育期，不同的生育期，对应的灌溉水位阈值、最大蓄水水位阈值以及土壤水分阈值的标准不同，基于此，控制终端2根据水稻的不同生育期设定对应的灌溉水位阈值、最大蓄水水位阈值以及土壤水分阈值，可使得稻田水位控制系统对稻田的水位控制更为精确，进一步提高水稻生长的质量。

在本实施方式中，控制终端2内预先设置有分别对应水稻的多个生育期的多组灌溉水位阈值、最大蓄水水位阈值以及土壤水分阈值，在实际应用时，可由用户向控制终端2输入当前水稻的生育期，以使控制终端2调取出对应的一组灌溉水位阈值、最大蓄水水位阈值以及土壤水分阈值，基于该组灌溉水位阈值、最大蓄水水位阈值以及土壤水分阈值对进水阀门11进行控制。

具体地，水稻的多个生育期包括返青期、分蘖期、拔节孕穗期、抽穗扬花期、灌浆期以及成熟期，当水稻处于返青期时，设定灌溉水位阈值为30mm，最大蓄水水位阈值为50mm以及土壤水分阈值为20mm，当水稻处于分蘖期时，设定灌溉水位阈值为50mm，最大蓄水水位阈值为80-120mm以及土壤水分阈值为饱和含水率60-80％，当水稻处于拔节孕穗期时，设定灌溉水位阈值为80mm，最大蓄水水位阈值为150-200mm以及土壤水分阈值为饱和含水率80-100％，当水稻处于抽穗扬花期时，设定灌溉水位阈值为80mm，最大蓄水水位阈值为150-200mm以及土壤水分阈值为饱和含水率80-100％，当水稻处于灌浆期时，设定灌溉水位阈值为30mm，最大蓄水水位阈值为100mm以及土壤水分阈值为饱和含水率80％，当水稻处于成熟期时，设定灌溉水位阈值为0mm，最大蓄水水位阈值为0mm以及土壤水分阈值为饱和含水率70-80％。

在一种实施方式中，控制终端2为远程服务器，能够对多个进水阀门11和水泵3进行远程控制。

在一种实施方式中，进水阀门11为蝶阀。

在现有技术中，用于水稻进水控制的阀门为插板阀，在实际应用时，存在因淤泥或其他杂物沉积而导致无法完全闭合的问题，而本实施方式中，进水阀门11为蝶阀可有效避免因淤泥或其他杂物沉积而导致无法完全闭合的问题，提高灌溉控制的准确性。

在一种实施方式中，灌溉水导流管道为PE管，具有良好的使用寿命和可靠性，具体地，灌溉水导流管道的直径与进水阀门11的口径相一致。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种稻田水位控制系统，其特征在于，包括：

进水渠；

多个量控一体化装置(1)，多个所述量控一体化装置(1)分别布设于稻田的多个监测区域，每个所述量控一体化装置(1)均包括进水阀门(11)、灌溉水导流管道以及检测模组(12)，所述灌溉水导流管道的进水端与所述进水渠连通，所述进水阀门(11)连接于所述灌溉水导流管道的出水端，并用于控制所述灌溉水导流管道的出水端开启或关闭，所述检测模组(12)集成于所述进水阀门(11)上并用于检测对应的所述监测区域的水位信息和土壤水分信息；以及

控制终端(2)，分别与多个所述进水阀门(11)和多个所述检测模组(12)通信连接。

2.根据权利要求1所述的稻田水位控制系统，其特征在于，所述稻田水位控制系统还包括水泵(3)，所述水泵(3)的进水端与外部水源相连，所述水泵(3)的出水端与所述进水渠相连，所述控制终端(2)与所述水泵(3)通信连接。

3.根据权利要求1所述的稻田水位控制系统，其特征在于，所述检测模组(12)包括：

水位传感器(121)，用于检测所述监测区域的水位信息；

土壤水分传感器(122)，用于检测所述监测区域的土壤水分信息；以及

无线发射模块(123)，分别与所述水位传感器(121)和所述土壤水分传感器(122)电连接，用于发送所述水位信息和所述土壤水分信息至所述控制终端(2)。

4.根据权利要求1所述的稻田水位控制系统，其特征在于，所述稻田水位控制系统还包括显示单元(4)，所述显示单元(4)与所述控制终端(2)通信连接，并用于显示各个所述进水阀门(11)的布设位置、各个所述进水阀门(11)的工作状态以及各个所述监测区域的水位信息和土壤水分信息。

5.根据权利要求1所述的稻田水位控制系统，其特征在于，所述稻田水位控制系统还包括排水渠和多个排水装置(5)，多个所述排水装置(5)分别布设于多个所述监测区域，每个所述排水装置(5)均包括排水阀门(51)和排水管道，所述排水管道的排水端与所述排水渠连通，所述排水阀门(51)连接于所述排水管道的进水端，并用于控制所述灌溉水导流管道的进水端开启或关闭。

6.根据权利要求5所述的稻田水位控制系统，其特征在于，所述控制终端(2)与所述排水阀门(51)通信连接。

7.根据权利要求6所述的稻田水位控制系统，其特征在于，控制终端(2)进一步被配置为：

根据水稻的多个生育期分别设定对应的灌溉水位阈值、最大蓄水水位阈值以及土壤水分阈值。

8.根据权利要求1所述的稻田水位控制系统，其特征在于，所述控制终端(2)为远程服务器。

9.根据权利要求1所述的稻田水位控制系统，其特征在于，所述进水阀门(11)为蝶阀。

10.根据权利要求1所述的稻田水位控制系统，其特征在于，所述灌溉水导流管道为PE管。