【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水处理领域，具体涉及一种适用于田间的稻田水质调控系统及方法。
技术介绍
1、普通稻田倾向于大规模种植收割，因此其水质调控多通过肥料方式来实现，外加调控设备、智能系统的方式成本巨大，不合理。而用于科研、育种等试验场景下的小规模试验田，为满足对照试验以及精准控制试验条件等要求，需要对水质进行精准控制。
2、传统采用网格点阵分布的监测方式，分别对多个点位进行监测，在测取部分区域水质异常时，需要人工携带水质调整药品到达测点位置进行投放，不便于进行精准的水质调整；而在采集稻田水质数据时，若采用有线水质监测元件，容易出现导线缠绕等干涉问题，不便长期运行；采用无线水质监测元件时，需要将元件进行良好的固定，但稻田土质柔软，难以进行长时间的精准固定，并且，容易受到水流影响而导致松动、测点偏移，导致数据误差，影响水质调控药品的投放；另外，对于鱼蟹共生稻田，不仅要考虑稻田水质参数，还需要考虑稻田水质所影响的水稻生长情况和鱼蟹生存情况，虽然水面以上的部分能够通过肉眼观察，但对于稻田内圈区域近水茎秆位置、水下鱼蟹等区域仍然不便观察，难以满足多样化的监测需求，影响水质调控的精准性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种适用于田间的稻田水质调控系统及方法，通过架设于试验稻田上方的缆索导引缆车移动，缆车能够释放投放箱至水稻垄间水面，避免长时间布置于稻田导致的偏移问题，并提高测点位置选取的可控性，采集水质参数并获取水面、水上和水下图像，增加获取的相关水质信息
2、本专利技术的第一目的是提供一种适用于田间的稻田水质调控系统，采用以下方案：
3、包括：
4、缆索，呈多段弯曲架设于试验稻田上方；
5、缆车，通过行走轮悬吊在缆索上，包括收卷机构和控制器；
6、投放箱，连接收卷机构上卷绕的柔性索，投放箱上设有分别连接控制器的影像采集模块、水质检测模块和容纳水质调控药品的置药腔，投放箱底面设有连通置药腔的投入口；
7、其中，控制器能够控制收卷机构驱动投放箱升降，影像采集模块用于采集试验稻田水面、水下及水上图像并发送至控制器，水质检测模块用于采集试验稻田水质信息并发送至控制器。
8、进一步地，所述收卷机构设有多个，投放箱顶面四个角位置分别对应连接有柔性索，并通过柔性索接入对应的收卷机构。
9、进一步地，所述柔性索内穿设有导线，导线一端穿过柔性索连接投放箱位置后连接影像采集模块和水质检测模块，导线另一端接入控制器。
10、进一步地，沿投放箱的运行方向上，投放箱端部设有凹槽，影像采集模块布置在凹槽内，凹槽配合有透明罩，以将影像采集模块扣罩在透明罩内。
11、进一步地，所述影像采集模块包括摄像头和调位机构，摄像头通过调位机构安装于投放箱，调位机构带动摄像头相对于投放箱移动，以改变摄像头采集图像区域与水面的相对位置。
12、进一步地，所述缆车连接有吊架，行走轮安装于吊架；行走轮包括驱动轮和压紧轮，驱动轮与压紧轮均为槽轮，且二者之间的轮槽形成供缆绳穿过的槽道，驱动轮和压紧轮的轮槽均与缆绳保持接触。
13、进一步地，所述缆索为设有多个弯曲部的连续结构，缆索两端及弯曲部均设有支撑杆，支撑杆布设在试验稻田范围外，以在缆索上形成多段跨越试验稻田的行走段。
14、进一步地，所述缆索一端的支撑杆上设有控制系统，控制系统上设有接口，缆车上设有连接控制器并能够与接口对接的接头，以通过接口连接接头建立控制器与控制系统之间的连接；
15、缆索另一端上设有供药箱，供药箱上设有供药口，置药腔上设有能够对接供药口的补给口；投入口和补给口上分别设有控制其开闭的控制阀，控制阀接入控制器。
16、本专利技术的第二目的是提供一种如第一目的所述的适用于田间的稻田水质调控系统的调控方法，包括：
17、缆车安装于缆索，投放箱连接于柔性索末端以悬吊在缆车下方；
18、缆车沿缆索移动，待移动到试验稻田区域内时，释放柔性索降低投放箱位置，直至投放箱部分浸入试验稻田的水面下；
19、缆车沿缆索继续移动，投放箱在柔性索的牵引作用下保持部分浸入试验稻田的水面以下，并沿试验稻田的垄间移动；
20、投放箱的影像采集模块采集试验稻田水面、水下及水上图像并发送至控制器，投放箱的水质检测模块采集试验稻田水质信息并发送至控制器；
21、缆车继续移动直至缆索末端，提升投放箱脱离水面，获取试验稻田的影像数据和水质数据并处理后，确定需要调控水质的区域；
22、缆车反向移动至需要调控水质的区域，降低投放箱位置并释放置药腔内的水质调控药品；
23、水质调控药品按需释放完毕后，投放箱提升至脱离水面，缆车沿缆索移动至初始位置，等待下一次控制指令。
24、进一步地，在缆车移动到绳索末端后，按照需要调控的水质情况向投放箱的置药腔内添加水质调控药品，缆车沿缆索往复运动。
25、与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果是：
26、(1)针对目前试验稻田水质调控时不便进行水质检测和调控的问题，通过架设于试验稻田上方的缆索导引缆车移动，缆车能够释放投放箱至水稻垄间水面，避免长时间布置于稻田导致的偏移问题，并提高测点位置选取的可控性，采集水质参数并获取水面、水上和水下图像，增加获取的相关水质信息，满足多样化监测需求，通过置药腔携带药品，按需进行精准投放，实现对试验稻田水质的精准调控。
27、(2)区别于网格点阵分布的监测方式，通过缆车带动投放箱沿缆索移动，能够在缆索布置沿线上按需进行检测，对设定的固定测点和临时选取的抽检测点进行检测，也可以保持投放箱触水状态在试验稻田内移动，实现连续监测，缆索位置不会受到试验稻田内水流和水稻生长的影响，解决布置在试验稻田内监测元件出现偏移的问题，保持定点位置的检测精度，丰富检测参数，满足试验稻田对水质参数精准监测的需求，实现长期监测。
28、(3)在采集水质参数时，投放箱上设置影像采集模块，拍摄相应的影像数据，得到试验稻田内水质影响下的水稻生长图像、共生鱼蟹的生存情况，提高测取信息的多样性，减少监测过程中人员进入试验稻田内的踩踏、扰动问题，获取更为精准的试验数据。
29、(4)影像采集模块采用调位机构和摄像头的组合，摄像头由调位机构驱动改变位置，采用单一摄像头同时满足水下、水面、水上多个区域的拍摄，便于同一测点不同深度上的图像进行关联，提高信息之间的关联性，降低投放箱上需要布置的摄像头数目，降低信息处理难度。
30、(5)设置投放箱同时承载影像采集模块、水质检测模块及置药腔，在单程巡缆索移动时测取相应的水质信息，经控制器分析处理后得到水质调控方案，在路径末端位置配置供药箱按需将水质调控药品添加至置药腔，在投放箱跟随缆车返程移动时依据水质调控方案进行水本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于田间的稻田水质调控系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的适用于田间的稻田水质调控系统，其特征在于，所述收卷机构设有多个，投放箱顶面四个角位置分别对应连接有柔性索，并通过柔性索接入对应的收卷机构。
3.如权利要求2所述的适用于田间的稻田水质调控系统，其特征在于，所述柔性索内穿设有导线，导线一端穿过柔性索连接投放箱位置后连接影像采集模块和水质检测模块，导线另一端接入控制器。
4.如权利要求1所述的适用于田间的稻田水质调控系统，其特征在于，沿投放箱的运行方向上，投放箱端部设有凹槽，影像采集模块布置在凹槽内，凹槽配合有透明罩，以将影像采集模块扣罩在透明罩内。
5.如权利要求4所述的适用于田间的稻田水质调控系统，其特征在于，所述影像采集模块包括摄像头和调位机构，摄像头通过调位机构安装于投放箱，调位机构带动摄像头相对于投放箱移动，以改变摄像头采集图像区域与水面的相对位置。
6.如权利要求1所述的适用于田间的稻田水质调控系统，其特征在于，所述缆车连接有吊架，行走轮安装于吊架；
7.如权利要求1所述的
8.如权利要求7所述的适用于田间的稻田水质调控系统，其特征在于，所述缆索一端的支撑杆上设有控制系统，控制系统上设有接口，缆车上设有连接控制器并能够与接口对接的接头，以通过接口连接接头建立控制器与控制系统之间的连接；
9.一种如权利要求1-8中任一项所述适用于田间的稻田水质调控系统的调控方法，其特征在于，包括：
10.如权利要求9所述的适用于田间的稻田水质调控系统的调控方法，其特征在于，在缆车移动到绳索末端后，按照需要调控的水质情况向投放箱的置药腔内添加水质调控药品，缆车沿缆索往复运动。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于田间的稻田水质调控系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的适用于田间的稻田水质调控系统，其特征在于，所述收卷机构设有多个，投放箱顶面四个角位置分别对应连接有柔性索，并通过柔性索接入对应的收卷机构。
3.如权利要求2所述的适用于田间的稻田水质调控系统，其特征在于，所述柔性索内穿设有导线，导线一端穿过柔性索连接投放箱位置后连接影像采集模块和水质检测模块，导线另一端接入控制器。
4.如权利要求1所述的适用于田间的稻田水质调控系统，其特征在于，沿投放箱的运行方向上，投放箱端部设有凹槽，影像采集模块布置在凹槽内，凹槽配合有透明罩，以将影像采集模块扣罩在透明罩内。
5.如权利要求4所述的适用于田间的稻田水质调控系统，其特征在于，所述影像采集模块包括摄像头和调位机构，摄像头通过调位机构安装于投放箱，调位机构带动摄像头相对于投放箱移动，以改变摄像头采集图像区域与水面的相对位置。
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