一种农田自动灌溉系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种农田自动灌溉系统，包括：现场监测子系统，用于采集农田土壤墒情数据、土壤养分数据和天气数据并实时上传；灌溉子系统，用于检测农田作物干旱程度和执行农田土壤水肥灌溉；中央监控子系统，用于分析所述现场监测子系统上传的数据和控制所述灌溉子系统执行农田土壤水肥灌溉。本实用新型专利技术集自动灌溉和手动灌溉控制于一体，全方位考量作物所处环境状态，能够实现作物水肥灌溉需求的精确采集和水肥智能灌溉，引入验收机制，科学化的控制灌溉方式和灌溉量，提高了灌溉智能化管理水平，现场灌溉可操作性强，灌溉效率高，节水节肥。

An automatic irrigation system for farmland

The utility model discloses an automatic farmland irrigation system, which comprises a field monitoring subsystem for collecting and uploading farmland soil moisture data, soil nutrient data and weather data in real time, an irrigation subsystem for detecting farmland crop drought degree and performing farmland soil water and fertilizer irrigation, and a central monitoring subsystem for using. The data uploaded from the field monitoring subsystem is analyzed and the irrigation subsystem is controlled to perform irrigation of farmland soil water and fertilizer. The utility model integrates automatic irrigation and manual irrigation control, takes into account the environmental state of crops in an all-round way, realizes accurate collection of crop water and fertilizer irrigation requirements and intellectualized irrigation of water and fertilizer, introduces acceptance mechanism, scientifically controls irrigation mode and irrigation quantity, improves the level of intelligent irrigation management, and field irrigation. It has strong operability, high irrigation efficiency, and water saving and fertilizer saving.

【技术实现步骤摘要】
一种农田自动灌溉系统
本技术涉及农田水利
，尤其涉及一种农田自动灌溉系统。
技术介绍
我国是个水资源贫乏的国家，农业用水的关键一个环节是节水。目前，我国农田灌溉水有效利用系数仅为0.536，远低于0.7到0.8的世界先进水平。因此我们国家对农业节水灌溉较为重视，投入相对增加，各地纷纷建立了设施农业的示范点，促进了喷灌、微喷灌和滴灌等节水技术在我国的应用。近几年，除了采用喷灌、微喷灌和滴灌等节水技术外，还结合先进的自动化控制技术实施精确灌溉，以作物实际需水为依据，以信息技术为手段，提高灌溉精准度，实施合理的灌溉制度，提高水的利用率。从而改变依靠农业水利管理人员的个人经验来控制灌溉或采用湿度传感器实时检测土壤含水量来实施灌溉，未有根据作物自身的需水量进行灌溉，容易造成水资源浪费的现状。现在的大多数农业喷灌、微喷灌和滴灌等节水灌溉系统会在基地建成初就预埋水管网络，然后安装多个喷头进行分布式的灌溉，喷头分布在不同的农田分区，同一分区通过统一的阀门开关，故而同一分区的灌溉都是统一的，无法针对作物本身实施有针对性的精确灌溉；另外这种灌溉模式下，当个别分区需要水灌溉，而个别分区需要肥灌溉时，不能同时实现，灌溉效率低，智能化程度不高；随着科技的发展，上述简单的灌溉方式已经不能满足现代化农业智能化发展的需求，农业灌溉技术越来越需要手动自动一体化、多重灌溉体系相辅相成的智能化管理和控制，以精确施水、施肥灌溉为核心，向专门化、系统化、运行管理手自一体化和多目标利用的方向发展。如公开号为CN105379610A的专利文献公开了一种“远程控制灌溉系统”，包括：总控制单元、数据采集模块、湿度传感模块、电磁阀控制单元、和水泵控制单元、远程控制模块、输入输出模块、开关控制模块和供电模块，通过远程操控灌溉现场的水泵和电磁阀实现灌溉的启停，减少了现场布线的成本和电压降安全隐患，提高灌溉管理水平，改变人为操作的随意性。又如公告号为CN104351020B的专利文献公开了一种“基于图像采集的农田自动灌溉系统”，包括多个现场检测子系统和计算机控制子系统，每一个现场检测子系统设置在一个农田分区内，用于检测对应农田分区的作物干旱程度，所述计算机控制子系统与所述多个现场检测子系统无线连接，基于每一个现场检测子系统对应农田分区的作物干旱程度确定对应农田分区的灌溉流量。能够基于农田作物干旱程度的第一手数据确定每一块农田的预定灌溉水量，提高了农田自动灌溉系统的准确性。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种能够实现作物水肥灌溉需求的精确采集和水肥智能灌溉，全方位考量作物所处环境状态，科学控制灌溉方式和灌溉量，提高灌溉智能化管理水平，增强现场灌溉可操作性，提高灌溉效率，节水节肥，集自动灌溉和手动灌溉控制于一体的农田自动灌溉系统。本技术解决其技术问题，采用如下技术方案：一种农田自动灌溉系统，包括：现场监测子系统，用于采集农田土壤墒情数据、土壤养分数据和天气数据并实时上传；通过设置现场监测子系统，采集农田土壤墒情数据、土壤养分数据和天气数据，以便依此计算出符合作物生长环境所需肥力和水灌溉需求量，从而实现科学的精准的灌溉；灌溉子系统，用于检测农田作物干旱程度和执行农田土壤水肥灌溉；通过设置灌溉子系统中查看作物的干旱程度，以便实施按需补给灌溉量的控制，按需补给可以在批量灌溉完成后一定时间内，对农田不同区域的作物进行再次监测，起到查看验收的效果，从而维护出一个适合所有作物健康生长的生态环境，同时能够防止肥力过重导致作物萎蔫和地下水富营养化，也能防止灌溉过度导致水资源的浪费；中央监控子系统，用于分析所述现场监测子系统上传的数据和控制所述灌溉子系统执行农田土壤水肥灌溉。中央监控子系统提供强大的数据处理分析能力，也能将这些数据予以保存，以便调用和查看，分析处理现场监测子系统传来的现场参数信息，向灌溉子系统下达不同作物的不同灌溉方式（如水灌溉，肥灌溉）和灌溉量的命令，从而达到灌溉的自动化科学管理。进一步地，所述灌溉子系统包括：地面灌溉设备，用于实施近地面的农田土壤水肥灌溉；所述地面灌溉设备包括多根纵横交错的输水管道，所述输水管道埋设在农田里，所述输水管道上设有多个管道喷头，所述管道喷头露出地面；地上灌溉设备，用于实施农田作物的茎叶水肥灌溉；所述地上灌溉设备包括多辆灌溉机车，每辆所述灌溉机车包括自动导引装置和多个机车喷头。通过地面灌溉设备和地上灌溉设备两者分工设置，使得同一作物的水灌溉和施肥能够同时进行，地面灌溉设备可以设置成滴灌、喷灌或微喷灌等多种不同的喷灌方式，地上灌溉设备通过设置灌溉机车，灌溉机车受中央监控子系统控制行驶实现不同作物茎叶干旱程度的检测和灌溉，特别适合地面灌溉设备灌溉结束后，启动地上灌溉设备进行再次监测，起到查看验收的效果，有利于针对作物不同的灌溉需求量予以补给，实现系统化、智能化和自动化管理。进一步地，每辆所述灌溉机车还包括：图像采集器，用于采集农田作物图像数据；图像处理器，与所述图像采集器连接，用于分析处理所述图像采集器采集的农田作物图像数据，得出对应农田作物的干旱程度并划分干旱等级。在灌溉机车中设置图像采集器采集的农田作物图像数据，设置图像处理器分析采集的图像信息，得出对应农田作物的干旱程度并划分干旱等级，实现作物干旱程度的科学判定，以便灌溉机车利用机车喷头实现精准灌溉。进一步地，每辆所述灌溉机车还包括中央控制器，与所述图像处理器连接，用于根据所述图像处理器得出的干旱等级，对照预设干旱等级灌溉表控制所述灌溉机车执行水灌溉，所述预设干旱等级灌溉表保存了干旱等级和灌溉总量一一对应的关系。中央控制器的设置使得灌溉机车自身具备是否实施灌溉和灌溉量的决断能力，可在有需求时，启动这项功能，增加现场的可操作性。进一步地，每辆所述灌溉机车还包括设置在机身上的升降机构和升降支架，多个所述机车喷头均匀分布在所述升降支架上，所述升降机构用于带动所述升降支架实现相对地面的上下升降从而带动多个所述机车喷头实现升降。能够根据喷洒作物高度不同灵活调整喷洒高度，能够避免喷洒盲区，提高喷洒覆盖面。进一步地，每辆所述灌溉机车还包括太阳能电池板和音乐播放装置。太阳能电池板能够吸收太阳能为灌溉机车上的各种电控制装置供电，节能环保，音乐播放装置可为农田管理维护人员提供田间管理乐趣，同时音乐的播放产生振动刺激植物叶片表面的气孔，可以增大气孔的开放度。气孔增大之后，植物光合作用更加的活跃，合成的有机物质不断增加了，达到增产的效果。进一步地，所述地面灌溉设备还包括电控装置和电磁阀，所述电控装置用于控制所述电磁阀的开启和关闭，所述电磁阀设置在所述输水管道中，用于根据所述电控装置的电磁阀打开信号或电磁阀关闭信号控制所述输水管道的打开或关闭。进一步地，所述电控装置包括：自动控制模块，用于在自动控制模式下，接收所述中央监控子系统的控制信息执行所述电磁阀的开启或关闭；自动控制模块的设置使得灌溉能够自动自发的实现，无需人员操作，省时省力。手动控制模块，用于在手动控制模式下，人工控制所述电磁阀的开启或关闭；与自动控制模块配合使用，能够在无法接收中央监控子系统的控制信息时，可作为补救处理办法，通过人工操作控制现场操作电磁阀的开启和关闭，避免维修本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农田自动灌溉系统，其特征在于，包括：现场监测子系统，用于采集农田土壤墒情数据、土壤养分数据和天气数据并实时上传；灌溉子系统，用于检测农田作物干旱程度和执行农田土壤水肥灌溉；中央监控子系统，用于分析所述现场监测子系统上传的数据和控制所述灌溉子系统执行农田土壤水肥灌溉；所述灌溉子系统包括：地面灌溉设备，用于实施近地面的农田土壤水肥灌溉；所述地面灌溉设备包括多根纵横交错的输水管道，所述输水管道埋设在农田里，所述输水管道上设有多个管道喷头，所述管道喷头露出地面；地上灌溉设备，用于实施农田作物的茎叶水肥灌溉；所述地上灌溉设备包括多辆灌溉机车，每辆所述灌溉机车包括自动导引装置和多个机车喷头；所述中央监控子系统包括调度模块，用于规划多辆所述灌溉机车的行驶路径并发送路径信息至所述自动导引装置、控制所述灌溉机车的启停状态以及监测所述灌溉机车的电量状态，所述灌溉机车的启停状态包括行驶状态的启停和灌溉状态的启停。

【技术特征摘要】
1.一种农田自动灌溉系统，其特征在于，包括：现场监测子系统，用于采集农田土壤墒情数据、土壤养分数据和天气数据并实时上传；灌溉子系统，用于检测农田作物干旱程度和执行农田土壤水肥灌溉；中央监控子系统，用于分析所述现场监测子系统上传的数据和控制所述灌溉子系统执行农田土壤水肥灌溉；所述灌溉子系统包括：地面灌溉设备，用于实施近地面的农田土壤水肥灌溉；所述地面灌溉设备包括多根纵横交错的输水管道，所述输水管道埋设在农田里，所述输水管道上设有多个管道喷头，所述管道喷头露出地面；地上灌溉设备，用于实施农田作物的茎叶水肥灌溉；所述地上灌溉设备包括多辆灌溉机车，每辆所述灌溉机车包括自动导引装置和多个机车喷头；所述中央监控子系统包括调度模块，用于规划多辆所述灌溉机车的行驶路径并发送路径信息至所述自动导引装置、控制所述灌溉机车的启停状态以及监测所述灌溉机车的电量状态，所述灌溉机车的启停状态包括行驶状态的启停和灌溉状态的启停。2.根据权利要求1所述的一种农田自动灌溉系统，其特征在于，每辆所述灌溉机车还包括：图像采集器，用于采集农田作物图像数据；图像处理器，与所述图像采集器连接，用于分析处理所述图像采集器采集的农田作物图像数据，得出对应农田作物的干旱程度并划分干旱等级。3.根据权利要求2所述的一种农田自动灌溉系统，其特征在于，每辆所述灌溉机车还包括中央控制器，与所述图像处理器连接，用于根据所述图像处理器得出的干旱等级，对照预设干旱等级灌溉表控制所述灌溉机车执行水灌溉，所述预设干旱等级灌溉表保存了干旱等级和灌溉总...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学乐，
申请(专利权)人：福建佳溢源现代农业科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35