稻田节水灌排控制方法及控制系统技术方案

一种稻田节水灌排控制系统，属于农田灌溉技术领域，本发明专利技术设置有包括土壤水分传感器、控制装置、出水装置和供水装置，土壤水分传感器安装在稻田的土壤内，用于感应稻田土壤内的实时含水量，土壤水分传感器将产生的实时含水量值发送至控制模块，控制装置分别与土壤水分传感器、出水装置和供水装置电性控制，控制装置接收到土壤水分传感器传输来的稻田土壤内的实时含水量，并将土壤内的实时含水量与控制装置内预设的土壤含水量值进行对比，控制装置并依据对比结果来控制出水装置和供水装置的动作，以给稻田补水和将稻田内多余的水分抽出。从而实现稻田自动灌溉。

【技术实现步骤摘要】
稻田节水灌排控制方法及控制系统
本专利技术属于农田灌溉
，具体涉及一种稻田节水灌排控制方法及控制系统。
技术介绍
我国水稻灌溉方式通常采用大水漫灌，其水分利用率只有20%-30%，水资源浪费比较严重，稻田需控水灌溉。实践表明浅、湿、干控水灌溉能使根系面积及活力提高28％以上，使水稻养分吸收谐调、抗旱节水，有利于高产。因此不论水资源丰富还是贫乏，为了水稻超高产需进行控水灌溉。控水灌溉时，其灌溉量比常规灌溉方法节水56.9%，因此水稻栽培具有很大的节水潜力。目前我国农业节水灌溉自动化研究主要依靠人工测量和控制，不利于用水的精细管理和合理化灌溉。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种自动化的稻田节水灌排控制系统。还有必要提供一种自动化的稻田节水灌排控制方法。一种稻田节水灌排控制系统，包括土壤水分传感器、控制装置、出水装置和供水装置，土壤水分传感器安装在稻田的土壤内，用于感应稻田土壤内的实时含水量，土壤水分传感器将产生的实时含水量值发送至控制装置，控制装置分别与土壤水分传感器、出水装置和供水装置电性控制，控制装置接收到土壤水分传感器传输来的稻田土壤内的实时含水量，并将土壤内的实时含水量与控制装置内预设的土壤含水量值进行对比，控制装置并依据对比结果来控制出水装置和供水装置的动作，控制装置包括判断模块和控制模块，在判断模块内预先设定有土壤含水量对比值，判断模块用于接收土壤水分传感器采集到的稻田土壤实时含水量，并将采集到的稻田土壤实时含水量与判断模块内预先设定的土壤含水量对比值进行对比，得出对比结果并将对比结果传输至控制模块，控制模块依据判断模块传输来的对比结果控制出水装置和供水装置的动作；出水装置包括第一水管、集水池、第二水管、电磁阀和第一单向阀，集水池通过第一水管与稻田连通，第一水管与稻田连通的一端端口设置在稻田的最高水位的位置，第一水管的另一端设置在集水池内，同时集水池通过第二水管与供水装置连通，以将集水池内的水导流至供水装置内再利用，第一单向阀设置在第二水管的中部，且第一单向阀与控制模块电性连接，第一单向阀的水流方向设置为集水池流向供水装置，供水装置包括供水池、第三水管、水泵和第二单向阀，供水池的一端通过第三水管与稻田连通，第三水管与稻田连通的一端端部设置在稻田的最低水位的位置，水泵设置在第三水管与供水池连通的一端，且水泵与控制模块电性连接，第二单向阀设置在第三水管的中部，且第二单向阀与控制模块电性连接，第二单向阀的水流方向设置为供水池流向稻田。优选的，所述稻田节水灌排控制系统还包括过滤装置，过滤装置包括过滤槽和设置在过滤槽底部的提升装置，过滤槽设置在集水池的右端，过滤槽的宽度与集水池的宽度相同，以通过过滤槽将集水池分为集水池左半部和过滤槽，第一水管的末端从过滤槽的上端开口流入至过滤槽内，以将稻田内多余的水分导流至过滤槽内，第二水管的上端与集水池的左半部连通，经过滤槽过滤后的水流入至集水池左半部，再通过第二水管导流至供水池内再灌溉利用，过滤槽包括过滤槽本体和设置在过滤槽内的过滤板，过滤槽本体为上端开口的方框体，过滤槽本体的底板、前侧壁、右侧壁和后侧壁为封闭结构，过滤槽本体的左侧壁为多孔板，板上均匀开设有孔径为3-5mm的圆形通孔，同时在多孔板的内侧设置有一层反渗透膜以将水中的无机离子去除，过滤板包括网状过滤板、玻璃纤维板和明矾板，网状过滤板设置在过滤槽的最右端，网状过滤板与过滤槽右侧壁之间形成夹层空间，第一水管设置在网状过滤板与过滤槽之间的夹层空间内，网状过滤板上均匀开设有孔径为3-5mm的圆形通孔，以渗透水，网状过滤板将第一水管导入进的水中的大颗粒泥沙拦截，玻璃纤维板设置在过滤槽的中部与网状过滤板之间形成夹层空间，通过玻璃纤维板将网状过滤板过滤后的水中的悬浮物和胶体除去，明矾板设置在玻璃纤维板的左侧与玻璃纤维板之间形成夹层空间，以通过明矾板将玻璃纤维板过滤后的水中的胶体进一步去除，水穿过明胶板再通过过滤槽的左侧壁将过滤槽内的水导流至集水池左半部中，再通过设置在集水池左半部内的第二水管将水导流至供水池中利用，提升装置包括四个液压杆，四个液压杆分别设置在过滤槽底部的四个端点下方，以带动过滤槽上下升降，通过将过滤槽升起后便于清理过滤槽内残余的泥沙，另外过滤槽的右侧壁下端枢转连接，右侧壁能够上下开合，以便于清理过滤槽内的泥沙杂质。优选的，所述过滤装置内的明矾板包括外层的夹套和设置在夹套内的明矾颗粒，夹套设置成若干个井字形隔断，明矾颗粒分别盛装在隔断内，以对水中的胶体进行去除。优选的，所述控制装置还包括时钟模块，时钟模块和控制模块电性连接，在控制模块控制电磁阀关闭后，用于给控制模块提供时间信息。优选的，集水池的底部高于供水池的底部，以使集水池内的水依靠重力流入至供水池中。一种稻田节水灌排控制方法，根据得到的稻田土壤内的实时含水量，判断稻田土壤内的实时含水量超过最高水位值X1时，则打开出水装置的电磁阀和第一单向阀；判断稻田土壤内的实时含水量低于最高水位值X1且高于最低水位值X2时，则关闭电磁阀和第一单向阀；判断稻田土壤内的实时含水量低于稻田最低水位值X2时，则打开供水系统内的水泵。本专利技术采用上述技术方案，其有益效果在于：本专利技术设置有包括土壤水分传感器、控制装置、出水装置和供水装置，土壤水分传感器安装在稻田的土壤内，用于感应稻田土壤内的实时含水量，土壤水分传感器将产生的实时含水量值发送至控制装置，控制装置分别与土壤水分传感器、出水装置和供水装置电性控制，控制装置接收到土壤水分传感器传输来的稻田土壤内的实时含水量，并将土壤内的实时含水量与控制装置内预设的土壤含水量值进行对比，控制装置并依据对比结果来控制出水装置和供水装置的动作，以给稻田补水和将稻田内多余的水分抽出。从而实现稻田自动节水灌排。附图说明图1为稻田节水灌排控制系统的结构示意图。图2为控制装置的结构示意图。图3为集水池内的过滤装置的结构示意图。图4为过滤装置的俯视图。图5为过滤装置的明矾板的结构示意图。图6为稻田节水灌排控制系统的水位监测流程图。图中：稻田节水灌排控制系统10、土壤水分传感器20、控制装置30、判断模块31、控制模块32、时钟模块33、出水装置40、第一水管41、集水池42、集水池左半部421、第二水管43、电磁阀44、第一单向阀45、过滤装置46、过滤槽461、左侧壁4611、右侧壁4612、网状过滤板4613、玻璃纤维板4614、明矾板4615、提升装置462、供水装置50、供水池51、第三水管52、水泵53、第二单向阀54。具体实施方式请参看图1至图6，一种稻田节水灌排控制系统10，包括土壤水分传感器20、控制装置30、出水装置40和供水装置50，土壤水分传感器20安装在稻田的土壤内，用于感应稻田土壤内的实时含水量，土壤水分传感器20将产生的实时含水量值发送至控制装置30，控制装置30分别与土壤水分传感器20、出水装置40和供水装置50电性控制，控制装置30接收到土壤水分传感器20传输来的稻田土壤内的实时含水量，并将土壤内的实时含水量与控制装置30内预设的土壤含水量值进行对比，控制装置30并依据对比结果来控制出水装置40和供水装置50的动作，控制装置30包括判断模块31和控制模块32，在判断模块31内预先设定有土壤含水量对比值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稻田节水灌排控制系统，其特征在于：包括土壤水分传感器、控制装置、出水装置和供水装置，土壤水分传感器安装在稻田的土壤内，用于感应稻田土壤内的实时含水量，土壤水分传感器将产生的实时含水量值发送至控制装置，控制装置分别与土壤水分传感器、出水装置和供水装置电性控制，控制装置接收到土壤水分传感器传输来的稻田土壤内的实时含水量，并将土壤内的实时含水量与控制装置内预设的土壤含水量值进行对比，控制装置并依据对比结果来控制出水装置和供水装置的动作，控制装置包括判断模块和控制模块，在判断模块内预先设定有土壤含水量对比值，判断模块用于接收土壤水分传感器采集到的稻田土壤实时含水量，并将采集到的稻田土壤实时含水量与判断模块内预先设定的土壤含水量对比值进行对比，得出对比结果并将对比结果传输至控制模块，控制模块依据判断模块传输来的对比结果控制出水装置和供水装置的动作；出水装置包括第一水管、集水池、第二水管、电磁阀和第一单向阀，集水池通过第一水管与稻田连通，第一水管与稻田连通的一端端口设置在稻田的最高水位的位置，第一水管的另一端设置在集水池内，同时集水池通过第二水管与供水装置连通，以将集水池内的水导流至供水装置内再利用，第一单向阀设置在第二水管的中部，且第一单向阀与控制模块电性连接，第一单向阀的水流方向设置为集水池流向供水装置，供水装置包括供水池、第三水管、水泵和第二单向阀，供水池的一端通过第三水管与稻田连通，第三水管与稻田连通的一端端部设置在稻田的最低水位的位置，水泵设置在第三水管与供水池连通的一端，且水泵与控制模块电性连接，第二单向阀设置在第三水管的中部，且第二单向阀与控制模块电性连接，第二单向阀的水流方向设置为供水池流向稻田。...

【技术特征摘要】
1.一种稻田节水灌排控制系统，其特征在于：包括土壤水分传感器、控制装置、出水装置和供水装置，土壤水分传感器安装在稻田的土壤内，用于感应稻田土壤内的实时含水量，土壤水分传感器将产生的实时含水量值发送至控制装置，控制装置分别与土壤水分传感器、出水装置和供水装置电性控制，控制装置接收到土壤水分传感器传输来的稻田土壤内的实时含水量，并将土壤内的实时含水量与控制装置内预设的土壤含水量值进行对比，控制装置并依据对比结果来控制出水装置和供水装置的动作，控制装置包括判断模块和控制模块，在判断模块内预先设定有土壤含水量对比值，判断模块用于接收土壤水分传感器采集到的稻田土壤实时含水量，并将采集到的稻田土壤实时含水量与判断模块内预先设定的土壤含水量对比值进行对比，得出对比结果并将对比结果传输至控制模块，控制模块依据判断模块传输来的对比结果控制出水装置和供水装置的动作；出水装置包括第一水管、集水池、第二水管、电磁阀和第一单向阀，集水池通过第一水管与稻田连通，第一水管与稻田连通的一端端口设置在稻田的最高水位的位置，第一水管的另一端设置在集水池内，同时集水池通过第二水管与供水装置连通，以将集水池内的水导流至供水装置内再利用，第一单向阀设置在第二水管的中部，且第一单向阀与控制模块电性连接，第一单向阀的水流方向设置为集水池流向供水装置，供水装置包括供水池、第三水管、水泵和第二单向阀，供水池的一端通过第三水管与稻田连通，第三水管与稻田连通的一端端部设置在稻田的最低水位的位置，水泵设置在第三水管与供水池连通的一端，且水泵与控制模块电性连接，第二单向阀设置在第三水管的中部，且第二单向阀与控制模块电性连接，第二单向阀的水流方向设置为供水池流向稻田。2.如权利要求1所述的稻田节水灌排控制系统，其特征在于：所述稻田节水灌排控制系统还包括过滤装置，过滤装置包括过滤槽和设置在过滤槽底部的提升装置，过滤槽设置在集水池的右端，过滤槽的宽度与集水池的宽度相同，以通过过滤槽将集水池分为集水池左半部和过滤槽，第一水管的末端从过滤槽的上端开口流入至过滤槽内，以将稻田内多余的水分导流至过滤槽内，第二水管的上端与集水池的左半部连通，经过滤槽过滤后的水流入至集水池左半部，再通过第二水管导流至供水池内再灌溉利用，过滤槽包括过滤槽本体和设置在过滤槽内的过滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德全，吕梦薇，董启兴，王婷，赵学梅，赵晏，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：发明
国别省市：宁夏,64