一种机井灌溉水量控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机井灌溉水量控制方法，包括：获取包括用电量、流量、扬程的水泵参数，并计算标杆井的流量与用电量之间的相关性；利用流量计读取的实际出水量，并计算标杆井的实际出水量与流量的相关性；获取土壤样本数据，并根据所述土壤样本数据计算标杆井的灌溉面积与实际出水量的相关性；根据所述流量与用电量之间的相关性、所述实际出水量与流量的相关性、所述灌溉面积与实际出水量的相关性，计算出每口灌溉井的目标用水量；根据所述目标用水量控制每口灌溉井的灌溉水量。本发明专利技术提供了一种机井灌溉水量控制方法、装置及系统，能够对农用机井用水量进行精准控制。

【技术实现步骤摘要】
一种机井灌溉水量控制方法、装置及系统
本专利技术涉及自动化及通信
，尤其是涉及一种机井灌溉水量控制方法、装置及系统。
技术介绍
水是基础性的自然资源和战略性的经济资源，是生态环境的控制性要素，是经济社会发展的重要支撑和保障。人多水少，水资源时空分布不均、与生产力布局不相匹配，既是现阶段我国的突出水情，也是我国将要长期面临的基本国情，水资源供需矛盾突出是我国可持续发展的主要瓶颈。近年特别是北方地区，连年干旱，降雨偏少，水资源的补给严重短缺，同时，为了保证粮食供应安全，农田灌溉使用地下水资源越来越多，农用机井的数量逐年增加，导致地下水过量开采，次生地质性灾害事件时有发生。因此，加强对农机井取水的管理，强化计量监控设施建设，是实现最严格水资源管理制度的基本要求，也是建设节水型社会的重要技术保障。目前，农用机井的使用存在的主要问题：农业用水基本上没有准确计量，都是无偿使用的，而农户节水意识不强，农业灌溉用水浪费严重，机井损坏率高。由此，迫切需要对农用机井取水量进行精准计量、对水泵进行自动化控制。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供了一种机井灌溉水量控制方法、装置及系统，能够对农用机井用水量进行精准控制。为了解决上述问题，本专利技术实施例提供了一种机井灌溉水量控制方法，包括：获取包括用电量、流量、扬程的水泵参数，并计算标杆井的流量与用电量之间的相关性；利用流量计读取的实际出水量，并计算标杆井的实际出水量与流量的相关性；获取土壤样本数据，并根据所述土壤样本数据计算标杆井的灌溉面积与实际出水量的相关性；根据所述流量与用电量之间的相关性、所述实际出水量与流量的相关性、所述灌溉面积与实际出水量的相关性，计算出每口灌溉井的目标用水量；根据所述目标用水量控制每口灌溉井的灌溉水量。作为优选方案，所述计算标杆井的流量与用电量之间的相关性，可通过以下方式表示：E＝K1×Q×H×ρ×g(1)其中，E表示电量；Q表示流量；H表示扬程；ρ为密度；g为重力加速度；K1为修正系数；式(1)简化为：Q＝K标杆井×E(2)K标杆井为标杆井的修正系数。作为优选方案，所述计算标杆井的实际出水量与流量的相关性，可通过以下方式表示：T×Q＝K2×Q总(3)其中，Q表示流量；T为时间；Q总表示实际出水量；K2为修正系数。作为优选方案，所述计算标杆井的灌溉面积与实际出水量的相关性，可通过以下方式表示：Q亩＝K3×Rh×Q总(4)其中，Q亩为每亩需水量；Rh为土壤湿度；Q总为实际出水量；K3为修正系数。作为优选方案，所述计算出每口灌溉井的用水量，可通过以下方式计算：其中，Q亩2为每口灌溉井的用水量；E为某一灌溉井的电表读数，Rh为土壤湿度；K标杆井为标杆井的修正系数；K2、K3均为修正系数。为了解决相同的技术问题，本专利技术实施例提供了一种机井灌溉水量控制装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的机井灌溉水量控制方法。此外，本专利技术实施例提供了一种机井灌溉水量控制装置，包括：第一计算模块，用于获取包括用电量、流量、扬程的水泵参数，并计算标杆井的流量与用电量之间的相关性；第二计算模块，用于利用流量计读取的实际出水量，并计算标杆井的实际出水量与流量的相关性；第三计算模块，用于获取土壤样本数据，并根据所述土壤样本数据计算标杆井的灌溉面积与实际出水量的相关性；第四计算模块，用于根据所述流量与用电量之间的相关性、所述实际出水量与流量的相关性、所述灌溉面积与实际出水量的相关性，计算出每口灌溉井的目标用水量；水量控制模块，用于根据所述目标用水量控制每口灌溉井的灌溉水量。另外，本专利技术实施例还提供一种所述的机井灌溉水量控制系统，包括数据中心服务器、集中控制器、机井灌溉终端；所述数据中心服务器与至少一个集中控制器连接，每一所述集中控制器与若干所述机井灌溉终端连接；所述数据中心服务器用于：获取包括用电量、流量、扬程的水泵参数，并计算标杆井的流量与用电量之间的相关性；利用流量计读取的实际出水量，并计算标杆井的实际出水量与流量的相关性；获取土壤样本数据，并根据所述土壤样本数据计算标杆井的灌溉面积与实际出水量的相关性；根据所述流量与用电量之间的相关性、所述实际出水量与流量的相关性、所述灌溉面积与实际出水量的相关性，计算出每口灌溉井的目标用水量；根据所述目标用水量控制每口灌溉井的灌溉水量。作为优选方案，所述集中控制器，用于采集土壤样本数据和通过流量计读取实际出水量，以及通过无线通信方式连接其下级的机井灌溉终端，通过有线通信方式连接所述数据中心服务器。作为优选方案，所述机井灌溉终端，用于控制本机井的阀门、水泵的开停。相比于现有技术，本专利技术实施例具有如下有益效果：本专利技术提供一种机井灌溉水量控制方法、装置及系统，所述机井灌溉水量控制系统依次分成数据中心服务器、集中控制器、机井灌溉终端三级控制网络，针对机井分布情况、灌溉区域的不同，选择具有区域代表性的灌溉井作为标杆井，并在标杆井安装集中控制器，以实现区域控制用水量，从而依据机井分布情况、不同灌溉区域地下水位、井深的情况针对性控制灌溉用水量。同时，利用所述机井灌溉水量控制方法，基于水泵参数、流量计读数、土壤样本数据等，根据标杆井的流量与用电量之间的相关性、实际出水量与流量的相关性、灌溉面积与实际出水量的相关性，计算出对应所述标杆井的下级灌溉井的目标用水量，精确控制每口灌溉井的灌溉水量，从而实现农业用水计量、水资源信息的自动化采集，对农用机井取水量进行精准计量、对水泵进行自动化控制，进而减少农业灌溉用水浪费，降低机井损坏率。附图说明图1是本专利技术实施例中的一种机井灌溉水量控制系统的架构示意图；图2是本专利技术实施例中的一种机井灌溉水量控制方法的流程图；图3是本专利技术实施例中的一种机井灌溉水量控制装置的模块图；图4是本专利技术实施例中的一种机井灌溉水量控制系统的集中控制器的器件模块图；图5是本专利技术实施例中的一种机井灌溉水量控制系统的通信连接关系示意图；图6是本专利技术实施例中的一种机井灌溉水量控制系统的机井灌溉终端的器件模块图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参见图1，本专利技术提供一种示例性实施例，一种机井灌溉水量控制系统，包括数据中心服务器、集中控制器、机井灌溉终端；所述数据中心服务器与至少一个集中控制器连接，每一所述集中控制器与若干所述机井灌溉终端连接；...

【技术保护点】
1.一种机井灌溉水量控制方法，其特征在于，包括：/n获取包括用电量、流量、扬程的水泵参数，并计算标杆井的流量与用电量之间的相关性；/n利用流量计读取的实际出水量，并计算标杆井的实际出水量与流量的相关性；/n获取土壤样本数据，并根据所述土壤样本数据计算标杆井的灌溉面积与实际出水量的相关性；/n根据所述流量与用电量之间的相关性、所述实际出水量与流量的相关性、所述灌溉面积与实际出水量的相关性，计算出每口灌溉井的目标用水量；/n根据所述目标用水量控制每口灌溉井的灌溉水量。/n

【技术特征摘要】
1.一种机井灌溉水量控制方法，其特征在于，包括：
获取包括用电量、流量、扬程的水泵参数，并计算标杆井的流量与用电量之间的相关性；
利用流量计读取的实际出水量，并计算标杆井的实际出水量与流量的相关性；
获取土壤样本数据，并根据所述土壤样本数据计算标杆井的灌溉面积与实际出水量的相关性；
根据所述流量与用电量之间的相关性、所述实际出水量与流量的相关性、所述灌溉面积与实际出水量的相关性，计算出每口灌溉井的目标用水量；
根据所述目标用水量控制每口灌溉井的灌溉水量。


2.如权利要求1所述的机井灌溉水量控制方法，其特征在于，所述计算标杆井的流量与用电量之间的相关性，可通过以下方式表示：
E＝K1×Q×H×ρ×g(1)
其中，E表示电量；Q表示流量；H表示扬程；ρ为密度；g为重力加速度；K1为修正系数；
式(1)简化为：
Q＝K标杆井×E(2)
K标杆井为标杆井的修正系数。


3.如权利要求1所述的机井灌溉水量控制方法，其特征在于，所述计算标杆井的实际出水量与流量的相关性，可通过以下方式表示：
T×Q＝K2×Q总(3)
其中，Q表示流量；T为时间；Q总表示实际出水量；K2为修正系数。


4.如权利要求1所述的机井灌溉水量控制方法，其特征在于，所述计算标杆井的灌溉面积与实际出水量的相关性，可通过以下方式表示：
Q亩＝K3×Rh×Q总(4)
其中，Q亩为每亩需水量；Rh为土壤湿度；Q总为实际出水量；K3为修正系数。


5.如权利要求1所述的机井灌溉水量控制方法，其特征在于，所述计算出每口灌溉井的用水量，可通过以下方式计算：



其中，Q亩2为每口灌溉井的用水量；E为某一灌溉井的电表读数，Rh为土壤湿度；K标杆井为标杆井的修正系数；K2、K3均为修正系数。


6.一种机井灌溉水量控制装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅仁轩，刘益标，王庆华，
申请(专利权)人：广东工贸职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44