一種基于作物需水量測量的自動灌溉控制方法及控制系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于作物需水量測量的自動灌溉控制方法，其包括以下步驟：在待灌溉區選擇灌溉單元，并通過安裝需水量測量裝置將灌溉單元內作物與周邊作物隔離；將總供水裝置和自動灌溉裝置分別與需水量測量裝置連接；對需水量測量裝置注水；對單位面積作物進行需水量測量，記錄測量數據并計算單位面積作物的需水量；根據計算結果和待灌溉區的總面積計算待灌溉區的總需水量。此外，本發明還同時公開了實現上述自動灌溉控制方法的一種控制系統。本發明通過對不同土質上生長的不同作物在不同生長時期下保持一定田間持水量的作物實際需水量的測量，經過智能決策后，控制灌溉閥門的自動開啟和關閉，能夠獲得田間灌溉水的高利用率。
【專利說明】一種基于作物需水量測量的自動灌溉控制方法及控制系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及作物灌溉的自動控制【技術領域】，特別涉及一種基于作物需水量測量的自動灌溉控制方法及控制系統。
【背景技術】
[0002]目前，在實際生產中的作物灌溉主要采取三種方法實現自動控制:一種方法是根據時間間隔進行自動灌溉，即設定每天開始灌溉的時刻和灌溉時長，控制系統根據內置時鐘實現灌溉閥門的自動開啟和關閉；另一種方法是根據土壤含水量實現自動灌溉，即利用土壤含水量傳感器實時監測灌溉區域某一點的土壤含水量，設置土壤含水量最高和最低閾值，當土壤含水量低于設定最低閾值時，控制系統自動開啟灌溉閥門，當土壤含水量高于設定最高閾值時，控制系統自動關閉灌溉閥門；第三種方法是根據公式計算參照作物需水量來計算實際作物需水量，根據計算得到的作物日需水量，向灌溉區實施等同于作物日需水量的灌溉水量，每天灌溉一次。
[0003]上述三種自動灌溉方法都存在其自身的缺陷。第一種方法，其根據時間間隔實現自動灌溉的控制，不能根據作物的實際需求進行灌溉，僅能根據人為經驗實現灌溉，往往是過度灌溉，水的利用率最低；第二種方法，其根據土壤含水量實現自動灌溉的控制，由于土壤含水量傳感器缺乏合理有效的標定方法，使測量出來的數值往往與實際情況差異較大；第三種方法，其根據公式計算參照作物需水量來計算實際作物需水量，參照作物需水量是指高度一致、生長旺盛、地面完全覆蓋、土壤水分充足的綠草地(8_15cm高)的蒸發蒸騰量，一般是指在這種條件下的苜蓿草的需水量，因為這種參照作物需水量主要受氣象條件的影響，氣象信息受制于傳感器的準確性，并且該方法沒有考慮土質對作物需水量的影響，計算出來的作物需水量與實際情況也有較大的偏差。

【發明內容】

[0004](一)要解決的技術問題
[0005]為克服上述現有技術中存在的不足，本發明提供了一種基于作物需水量測量的自動灌溉控制方法，同時提供了一種實現上述自動灌溉控制方法的自動灌溉控制系統。本發明通過對不同土質上生長的不同作物在不同生長時期下保持一定田間持水量的作物實際需水量的實際測量，經過智能決策后，控制灌溉閥門的自動開啟和關閉，能夠獲得田間灌溉水的高利用率。
[0006](二)技術方案
[0007]為實現上述目的，本發明基于作物需水量測量的自動灌溉控制方法包括如下步驟:
[0008]I)在待灌溉區選擇一個單位面積的作物區作為灌溉單元，將用于測量實際田間需水量的需水量測量裝置安裝于所述灌溉單元附近并將其內作物與周邊作物隔離；2)將總供水裝置和用于自動控制田間灌溉的自動灌溉裝置分別與需水量測量裝置連接，組成自動灌溉控制系統；3)檢查并預調試整個自動灌溉控制系統，無誤后開始對需水量測量裝置注水，待達到預定注水量后，停止注水；4)開啟需水量測量裝置，對單位面積作物進行需水量測量，記錄測量數據并計算所述單位面積作物的需水量；5)根據計算結果和待灌溉區的總面積計算待灌溉區的總需水量，從而完成整個灌溉區的灌溉。
[0009]其中，所述需水量測量裝置包括:供水單元；與供水單元連接的儲水單元和田間持水量控制單元；與儲水單元連接的灌溉單元；以及分別安裝在供水單元上和灌溉單元上用于控制注水和灌溉的控制組件。
[0010]優選地，所述儲水單元包括:儲水桶；安裝在儲水桶頂部的電球閥；以及分別安裝在儲水桶上的第一液位開關和第二液位開關；其中所述第一液位開關位于所述第二液位開關上部。
[0011]優選地，所述灌溉單元包括:灌溉盤供水管；填埋于作物根部附近的灌溉盤；兩端分別與灌溉盤供水管和灌溉盤連接的連接軟管；以及用于將灌溉盤所灌溉作物與周圍作物隔離開的隔離箱；其中所述灌溉盤供水管一端與所述儲水單元的儲水桶底部連接。
[0012]優選地，所述供水單元包括:需水量測量單元總供水管；分別與需水量測量單元總供水管連接的連接管和儲水桶供水管；其中所述需水量測量單元總供水管、連接管和儲水桶供水管通過第一三通接頭彼此相連；所述儲水桶供水管與所述儲水單元的儲水桶底部連接。
[0013]優選地,所述田間持水量控制單元包括:田間持水量控制管；與田間持水量控制管連接的導氣管；分別與田間持水量控制管和導氣管連接的出水管；與田間持水量控制管連接的第一手動閥門；以及分別設置在導氣管和出水管上的第二手動閥門和第三手動閥門；其中所述田間持水量控制管頂部通過第二三通接頭與所述供水單元的連接管和所述第一手動閥門連接；所述所述田間持水量控制管底部通過第三三通接頭與所述導氣管和所述出水管連接。
[0014]優選地，所述控制組件包括:安裝在所述供水單元的需水量測量單元總供水管上的第一電磁閥；以及安裝在所述灌溉單元的灌溉盤供水管上的第二電磁閥。
[0015]進一步，所述需水量測量裝置還包括:安裝在外圍的防潮保護箱；以及安裝在防潮保護箱外頂部的雨量傳感器。
[0016]其中，所述自動灌溉裝置包括:與所述供水裝置連接的灌溉總管；與灌溉總管連接的滴灌帶；分別安裝在灌溉總管上的流量計和第三電磁閥；以及安裝在所述需水量測量裝置上用于接收各傳感信號并自動控制各閥門開閉的自動控制器。
[0017]其中，所述總供水裝置包括:總供水閥門，其通過第四三通接頭與所述需水量測量裝置的需水量測量單元總供水管和所述自動灌溉裝置的灌溉總管連接。
[0018]本發明的自動灌溉控制系統包括:總供水裝置；與總供水裝置連接的用于測量實際田間需水量的需水量測量裝置；以及分別與總供水裝置和需水量測量裝置連接的用于自動控制田間灌溉的自動灌溉裝置；其中所述需水量測量裝置包括:供水單元；與供水單元連接的儲水單元和田間持水量控制單元；與儲水單元連接的灌溉單元；分別安裝在供水單元上和灌溉單元上用于控制注水和灌溉的控制組件；安裝在外圍的防潮保護箱；以及安裝在防潮保護箱外頂部的雨量傳感器。
[0019]優選地,所述儲水單元包括儲水桶,所述田間持水量控制單元包括田間持水量控制管，所述灌溉單元包括隔離箱；其中所述儲水桶由PVC材料制成；所述田間持水量控制管由帶有標準刻度的有機玻璃制成；所述隔離箱由無底不銹鋼箱體制成。
[0020](三)有益效果
[0021]與現有技術相比，本發明具有如下優點:
[0022]I)本發明基于作物需水量測量的自動灌溉控制方法及其控制系統利用植物水分生理特性和土壤張力特性，以負壓給水的方式，測量單位面積作物某時間段內的需水量，從而計算下一時間段內待灌溉區的總需水量，實現了根據作物田間需水量進行自動灌溉的功倉泛;
[0023]2)本發明的需水量測量裝置能夠測量出不同土質、不同作物、不同生長時期的實際田間需水量，并且可將降雨量綜合考慮進來，實現多因素條件下需水量的準確測量；
[0024]3)本發明的自動控制器可接收需水量測量裝置中各開關、傳感器等信號，其通過內置嵌入式軟件的控制邏輯可實現對需水量測量裝置及自動灌溉裝置中各閥門開啟和關閉的自動調整和控制，并可自動計算某一時間段內作物需水量和待灌溉區下一時間段內的總需水量；
[0025]4)本發明通過將灌溉盤埋于灌溉單元作物周邊，將灌溉單元內作物與周邊作物隔離，從而確保了對單位面積作物需水量的準確測量；
[0026]5)本發明在儲水桶內分別安裝上下高度不同的第一液位開關和第二液位開關，可通過兩個液位開關之間的水量之差實現對該段時間內作物需水量的準確測定；
[0027]6)本發明的防潮保護箱安裝于外圍，可對各裝置起到防潮保護作用，雨量傳感器置于防潮保護箱外頂部，可實現對降雨雨量的自動感應并將信號傳輸至控制中心；
[0028]7)本發明的自動灌溉控制方法及其控制系統能夠在不受到種植作物的品種、生長期、土質、外界環境條件等因素的影響，監測作物在單位時間段內的需水量，做到按需灌溉，既節約了水源，又沒有影響作物產量，提高了灌溉水的利用率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發明自動灌溉控制系統的結構示意圖；
[0030]圖2是圖1所示自動控制器的結構示意圖；
[0031]附圖標記說明:11_總供水閥門；21a_儲水桶；21b-電球閥；21c_第一液位開關；21d-第二液位開關；22a-灌溉盤供水管；22b-灌溉盤；22c_連接軟管；22d_隔離箱；23a-需水量測量單元總供水管；23b-連接管；23c-儲水桶供水管；24a_田間持水量控制管；24b-導氣管；24c-出水管；24d-第一手動閥門；24e-第二手動閥門；24f-第三手動閥門；25a-第一電磁閥；25b-第二電磁閥；26_防潮保護箱；27_雨量傳感器；31_灌溉總管；32-滴灌帶；33_流量計；34_第二電磁閥；35_自動控制器；41_第一二通接頭；42_第二二通接頭；43_第三三通接頭；44_第四三通接頭。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。需要說明的是，附圖僅用于解釋本發明，是對本發明實施例的示意性說明，而不能理解為對本發明的限定。
[0033]在本發明的描述中，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的
方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0034]在本發明的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0035]此外，在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”、“多根”、“多組”的含義是兩個或兩個以上。
[0036]本發明基于作物需水量測量的自動灌溉控制系統從整體上主要由總供水裝置、需水量測量裝置和自動灌溉裝置等構成。需水量測量裝置與總供水裝置連接，用于測量實際田間需水量；自動灌溉裝置分別與總供水裝置和需水量測量裝置連接，用于自動控制田間灌溉。
[0037]其中，需水量測量裝置主要包括:供水單元，與供水單元連接的有儲水單元和田間持水量控制單元，與儲水單元連接有灌溉單元，在供水單元上和灌溉單元上分別安裝有控制組件，用于控制注水和灌溉。
[0038]具體地，如圖1所示，儲水單元包括:儲水桶21a，在儲水桶21a頂部安裝有電球閥21b，用于為儲水桶21a注水時排放儲水桶21a中的空氣，在儲水桶21a上(桶身)安裝有第一液位開關21c和第二液位開關21d， 其中第一液位開關21c位于第二液位開關21d上部，本實施例中儲水桶21a可優選由PVC材料制成，比如是直徑為15cm的PVC管。
[0039]灌溉單元主要包括:灌溉盤供水管22a，其一端與儲水桶21a的底部連接，最好是儲水桶21a底部一側，灌溉盤供水管22a的另一端和灌溉盤22b的一端可分別與連接軟管22c的兩端連接；在作物根部附近填埋灌溉盤22b，灌溉盤22b優選垂直埋在作物根部附近，灌溉盤22b可以是直徑為20cm、厚度為1.5cm的多孔陶瓷盤，具有透水不透氣特點；采用隔離箱22d將灌溉盤22b所灌溉作物與周圍作物隔離開，灌溉盤22b可優選置于隔離箱22d正中間，隔離箱22d優選由無底不銹鋼箱體制成。
[0040]供水單元主要包括:需水量測量單元總供水管23a，連接管23b和儲水桶供水管23c分別與需水量測量單元總供水管23a連接，其中需水量測量單元總供水管23a、連接管23b和儲水桶供水管23c可通過第一三通接頭41實現彼此相連，儲水桶供水管23c與儲水桶21a底部連接，用于為儲水桶注水。
[0041]田間持水量控制單元包括:田間持水量控制管24a,與田間持水量控制管24a連接有導氣管24b，出水管24c分別與田間持水量控制管24a和導氣管24b連接。田間持水量控制管24a上部通過第二三通接頭42與連接管23b和第一手動閥門24d連接，田間持水量控制管24a底部通過第三三通接頭43與導氣管24b和出水管24c連接。在導氣管24b和出水管24c上分別設置有第二手動閥門24e和第三手動閥門24f。本實施例中田間持水量控制管24a可優選由帶標準長度刻度的有機玻璃管構成，
[0042]控制組件主要包括:安裝在需水量測量單元總供水管23a上的第一電磁閥25a，以及安裝在灌溉單元的灌溉盤供水管22a上的第二電磁閥25b。
[0043]除上述各部件外，需水量測量裝置還可包括:防潮保護箱26，其優選安裝在各裝置外圍，起到防潮保護作用；在防潮保護箱26外頂部安裝雨量傳感器27 (如在防潮保護箱26右上部可開孔，供數據線穿過)，用于對雨量值感應并將感應信號傳輸給控制中心。可在防潮保護箱26下部開孔，供灌溉盤供水管22a穿過，在防潮保護箱26左上部開孔，供需水量測量單元總供水管23a穿過。
[0044]本發明的自動灌溉裝置主要包括:灌溉總管31，其與供水裝置連接，滴灌帶32與灌溉總管31相連，在灌溉總管31上分別安裝有流量計33和第三電磁閥34。需水量測量裝置中各開關、傳感器等信號的接收控制都是由自動控制器35完成，自動控制器35通過其內置嵌入式軟件的控制邏輯實現對需水量測量裝置及自動灌溉裝置中各閥門開啟和關閉的自動調整和控制，即自動控制器35接收需水量測量裝置中的第一液位開關21c、第二液位開關21d、雨量傳感器27的信號，并通過內置嵌入式軟件的控制邏輯自動調整需水量測量單元中的第一電磁閥25a、第二電磁閥25b、電球閥21b以及自動灌溉裝置中的第三電磁閥34的開啟和關閉，除此以外，自動控制器35還可以自動計算某一時間段內作物需水量和待灌溉區下一時間段內的總需水量。自動控制器35可優選安裝在需水量測量裝置上，比如安裝在防潮保護箱26內側頂部。本發明自動控制器35的原理可見圖2所示。
[0045]本發明的總供水裝置包括:總供水閥門11，其通過第四三通接頭44與所述需水量測量裝置的需水量測量單元總供水管23a和所述自動灌溉裝置的灌溉總管31連接。
[0046]此外，本發明還提供了一種基于作物需水量測量的自動灌溉控制方法，該方法可通過上述自動控制系統實現。
[0047]本發明的自動灌溉控制方法主要包括如下幾個步驟:首先在待灌溉區選擇一個單位面積的作物區作為灌溉單元，將用于測量實際田間需水量的需水量測量裝置安裝于灌溉單元附近并將其內作物與周邊作物隔離；其次將總供水裝置和用于自動控制田間灌溉的自動灌溉裝置分別與需水量測量裝置連接，組成自動灌溉控制系統；之后檢查并預調試整個自動灌溉控制系統，無誤后開始對需水量測量裝置注水，待達到預定注水量后，停止注水；之后開啟需水量測量裝置，對單位面積作物進行需水量測量，記錄測量數據并計算所述單位面積作物的需水量；最后根據計算結果和待灌溉區的總面積計算待灌溉區的總需水量，從而完成整個灌溉區的灌溉。本方法中所述的總供水裝置、需水量測量裝置及自動灌溉裝置等與上文所述的自動控制系統中的裝置完全相同。
[0048]下面結合兩個實施例對本發明自動控制方法的具體操作步驟及本發明的具體測量方法做具體說明。
[0049]第一實施例
[0050]本實施例中本發明的具體操作方法如下:
[0051]步驟I,在待灌溉區選擇一個單位面積的作物,該單位面積尺寸為40cm長、30cm寬，將灌溉盤22b垂直埋在作物根部附近，以灌溉盤22b為中心，將隔離箱22d置于該灌溉單元作物周邊，以此隔離該灌溉單元作物與周邊作物，從而確保測量的是單位面積作物的需水量；
[0052]步驟2，調整第一液位開關21c和第二液位開關21d的位置，第一液位開關21c測量面距離儲水桶21a上桶壁10cm，第二液位測量面距離儲水桶21a上桶壁20cm。[0053]步驟3，第一次使用該專利時，首先打開第一手動閥門24d，關閉第二手動閥門24e和第三手動閥門24f，從第一手動閥門24d上方的水管向田間持水量控制管24a內注水，對于壤土，水柱高于70cm位置時停止向田間持水量控制管24a內注水，打開第三手動閥門24f，調整田間持水量控制管24a內水柱達到70cm位置；對于沙土，水柱高于30cm位置時停止向田間持水量控制管24a內注水，打開第三手動閥門24f，調整田間持水量控制管24a內水柱達到30cm位置；
[0054]步驟4，由于田間持水量控制管24a內的水位發生變化微小，對于壤土，只要田間持水量控制管24a內的水位不低于50cm，對于沙土，只要田間持水量控制管24a內的水位不低于20cm，則直接從步驟2進入本步驟。所有電磁閥和電球閥初始處于關閉狀態，啟動自動控制器35，自動控制器35檢測到儲水桶21a內水位低于第二液位開關21d位置，自動打開第一電磁閥25a、電球閥21b，通過需水量測量單元總供水管23a向儲水桶21a內注水，儲水桶21a內氣體從電球閥21b排出，自動控制器35檢測到儲水桶21a內水位達到第一液位開關21c測量面，自動關閉第一電磁閥25a、電球閥21b,同時開啟第二電磁閥25b,進行單位面積作物需水量測量。當自動控制器35檢測到儲水桶21a內水位達到第二液位開關21d測量面時，自動控制器35記錄該時間段的時長，此時間段內單位面積作物需水量V= Ji X0.152X0.1=0.007m3o[0055]步驟5，待灌溉區總面積為Sm2，則待灌溉區下一個同時長的時間段內的總需水量V=0.007X S/(0.4X0.3)m3，自動控制器開啟第三電磁閥34，對待灌溉區進行灌溉，同時流量計33測量灌溉量，當灌溉量達到總需水量V時，停止灌溉。
[0056]第二實施例
[0057]本發明的測量方法具體包括如下幾個方面:
[0058]1、作物需水量測量方法:
[0059]該測量方法利用植物水分生理特性和土壤張力特性，以負壓給水的方式，實現作物根據自身生理需求主動吸水，根據土質將田間持水量控制管24a內的水位調整到一定高度，從而控制田間持水量在合適范圍內，當儲水桶21a內的水位從第一液位開關21c位置降低到第二液位開關21d位置，則這兩個液位開關之間的水量就是在該時間段內作物需水量。
[0060]2、單位面積作物需水量測量方法:
[0061]在待灌溉區選擇一個單位面積的作物，該單位面積長度為40cm、寬度為30cm，將灌溉盤22b垂直埋在作物根部附近，以灌溉盤22b為中心，將隔離箱22d置于該灌溉單元作物周邊，以此隔離該灌溉單元作物與周邊作物，從而確保測量的是單位面積作物的需水量。
[0062]3、自動灌溉裝置灌溉量計算方法:
[0063]待灌溉區總面積除以0.12m2的單位面積，得出總灌溉單位數，總灌溉單位數乘以測量得到的單位面積作物需水量，便是待灌溉區在下一時間段內的總需水量。
[0064]本發明的測量方法特征在于利用負壓給水的方式測量單位面積作物該時間段內的需水量，從而計算下一時間段內待灌溉區的總需水量；自動灌溉裝置中的自動控制器35接收需水量測量裝置中的第一液位開關21c、第二液位開關21d及雨量傳感器27的信號，自動控制器35通過內置嵌入式軟件的控制邏輯自動調整需水量測量裝置中的第一電磁閥25a、第二電磁閥25b、電球閥21b以及自動灌溉裝置中的第三電磁閥34的開啟和關閉，自動計算某一時間段內作物需水量和待灌溉區下一時間段內的總需水量；當檢測到有降雨發生時，自動關閉第二電磁閥25b，防止土壤中的水倒流進儲水桶21a。
[0065]不難看出，無論是上述自動灌溉控制系統還是通過該自動灌溉系統實現的自動灌溉控制方法，其技術方案對本領域普通技術人員來說都是非顯而易見的，不經過創造性勞動是無法實現本發明的技術方案，也無法實現本發明的目的。當然，本發明自動灌溉控制系統及自動灌溉控制方法能夠帶來意想不到的有益效果:
[0066]本發明基于作物需水量測量的自動灌溉控制方法及其控制系統利用植物水分生理特性和土壤張力特性，以負壓給水的方式，測量單位面積作物某時間段內的需水量，從而計算下一時間段內待灌溉區的總需水量，實現了根據作物田間需水量進行自動灌溉的功能；本發明的需水量測量裝置能夠測量出不同土質、不同作物、不同生長時期的實際田間需水量，并且可將降雨量綜合考慮進來，實現多因素條件下需水量的準確測量；本發明的自動控制器35可接收需水量測量裝置中各開關、傳感器等信號，其通過內置嵌入式軟件的控制邏輯可實現對需水量測量裝置及自動灌溉裝置中各閥門開啟和關閉的自動調整和控制，并可自動計算某一時間段內作物 需水量和待灌溉區下一時間段內的總需水量；本發明通過將灌溉盤22b埋于灌溉單元作物周邊，將灌溉單元內作物與周邊作物隔離，從而確保了對單位面積作物需水量的準確測量；通過在儲水桶21a內分別安裝上下高度不同的第一液位開關21c和第二液位開關21d，可通過兩個液位開關之間的水量之差實現對該段時間內作物需水量的準確測定；本發明的防潮保護箱26安裝于各裝置部件的外圍，可對各裝置起到防潮保護作用，雨量傳感器27置于防潮保護箱26外頂部，可實現對降雨雨量的自動感應并將信號傳輸至控制中心。此外，本發明的自動灌溉控制方法及其控制系統能夠在不受到種植作物的品種、生長期、土質、外界環境條件等因素的影響，監測作物在單位時間段內的需水量，做到按需灌溉，既節約了水源，又沒有影響作物產量，提高了灌溉水的利用率。
[0067]需要說明的是，盡管上文對本發明作了詳細說明，但不限于此，本【技術領域】的技術人員可以根據本發明記載的內容或原理進行修改，因此，凡按照本發明記載的內容或原理進行的各種修改都應當理解為落入本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種基于作物需水量測量的自動灌溉控制方法，其特征在于，其包括如下步驟: 1)在待灌溉區選擇一個單位面積的作物區作為灌溉單元，將用于測量實際田間需水量的需水量測量裝置安裝于所述灌溉單元附近，并將灌溉單元內作物與周邊作物隔離； 2)將總供水裝置和自動灌溉裝置分別與需水量測量裝置連接，組成自動灌溉控制系統； 3)檢查并預調試整個自動灌溉控制系統，無誤后開始對需水量測量裝置注水，待達到預定注水量后，停止注水； 4)開啟需水量測量裝置，對單位面積作物進行需水量測量，記錄測量數據并計算所述單位面積作物的需水量； 5)根據計算結果和待灌溉區的總面積計算待灌溉區的總需水量，進而完成整個灌溉區的灌溉。
2.根據權利要求1所述的自動灌溉控制方法，其特征在于，所述需水量測量裝置包括: 供水單元； 與供水單元連接的儲水單元和田間持水量控制單元； 與儲水單元連接的灌溉單元；以及 分別安裝在供水單元上和灌溉單元上用于控制注水和灌溉的控制組件。
3.根據權利要求2所述的 自動灌溉控制方法，其特征在于，所述儲水單元包括: 儲水桶(21a)； 安裝在儲水桶(21 a )頂部的電球閥(2 Ib );以及 分別安裝在儲水桶(21a)上的第一液位開關(21c)和第二液位開關(21d);其中 所述第一液位開關(21c)位于所述第二液位開關(21d)上部。
4.根據權利要求2所述的自動灌溉控制方法，其特征在于，所述灌溉單元包括: 灌溉盤供水管(22a)； 填埋于作物根部附近的灌溉盤(22b)； 兩端分別與灌溉盤供水管(22a)和灌溉盤(22b)連接的連接軟管(22c);以及 用于將灌溉盤(22b)所灌溉作物與周圍作物隔離開的隔離箱(22d);其中 所述灌溉盤供水管(22a) —端與所述儲水單元的儲水桶(21a)底部連接。
5.根據權利要求2所述的自動灌溉控制方法，其特征在于，所述供水單元包括: 需水量測量單元總供水管(23a)； 分別與需水量測量單元總供水管(23a)連接的連接管(23b)和儲水桶供水管(23c);其中 所述需水量測量單元總供水管(23a)、連接管(23b )和儲水桶供水管(23c )通過第一三通接頭(41)彼此相連；所述儲水桶供水管(23c)與所述儲水單元的儲水桶(21a)底部連接。
6.根據權利要求2所述的自動灌溉控制方法，其特征在于，所述田間持水量控制單元包括: 田間持水量控制管(24a)； 與田間持水量控制管(24a)連接的導氣管(24b); 分別與田間持水量控制管(24a)和導氣管(24b )連接的出水管(24c )； 與田間持水量控制管(24a)連接的第一手動閥門(24d);以及分別設置在導氣管(24b)和出水管(24c)上的第二手動閥門(24e)和第三手動閥門(24f);其中 所述田間持水量控制管(24a)頂部通過第二三通接頭(42)與所述供水單元的連接管(23b )和所述第一手動閥門(24d)連接；所述所述田間持水量控制管(24a)底部通過第三三通接頭(43)與所述導氣管(24b)和所述出水管(24c)連接。
7.根據權利要求2所述的自動灌溉控制方法，其特征在于，所述控制組件包括: 安裝在所述供水單元的需水量測量單元總供水管(23a)上的第一電磁閥(25a);以及 安裝在所述灌溉單元的灌溉盤供水管(22a)上的第二電磁閥(25b)。
8.根據權利要求2-7任一項所述的自動灌溉控制方法，其特征在于，所述需水量測量裝置還包括: 安裝在外圍的防潮保護箱(26);以及 安裝在防潮保護箱(26)外頂部的雨量傳感器(27)。
9.根據權利要求1所述的自動灌溉控制方法，其特征在于，所述自動灌溉裝置包括: 與所述供水裝置連接的灌溉總管(31)； 與灌溉總管(31)連接的滴灌帶(32)； 分別安裝在灌溉總管(31)上的流量計(33)和第三電磁閥(34);以及安裝在所述需水量測量裝置上用于接收各傳感信號并自動控制各閥門開閉的自動控制器(35)。`
10.根據權利要求1所述的自動灌溉控制方法，其特征在于，所述總供水裝置包括: 總供水閥門(11)，其通過第四三通接頭(44)與所述需水量測量裝置的需水量測量單元總供水管(23a)和所述自動灌溉裝置的灌溉總管(31)連接。
11.一種實現權利要求1-10任一項所述自動灌溉控制方法的自動灌溉控制系統，其特征在于，其包括: 總供水裝置； 與總供水裝置連接的用于測量實際田間需水量的需水量測量裝置；以及 分別與總供水裝置和需水量測量裝置連接的自動灌溉裝置；其中 所述需水量測量裝置包括: 供水單元； 與供水單元連接的儲水單元和田間持水量控制單元； 與儲水單元連接的灌溉單元； 分別安裝在供水單元上和灌溉單元上用于控制注水和灌溉的控制組件； 安裝在外圍的防潮保護箱(26);以及 安裝在防潮保護箱(26)外頂部的雨量傳感器(27)。
12.根據權利要求11所述的自動灌溉控制系統，其特征在于，所述儲水單元包括儲水桶(21a),所述田間持水量控制單元包括田間持水量控制管(24a),所述灌溉單元包括隔離箱(22d);其中 所述儲水桶(21a)由PVC材料制成；所述田間持水量控制管(24a)由帶有標準刻度的有機玻璃制成；所述隔離箱(22d)由無底不銹鋼箱體制成。
【文檔編號】A01G25/16GK103518590SQ201310464734
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月8日 優先權日:2013年10月8日
【發明者】張云鶴, 喬曉軍, 薛緒掌, 郭文忠, 張芳, 馮靜巖, 陳菲 申請人:北京農業智能裝備技術研究中心