一种基于光伏智能微型蒸渗仪的灌溉预报系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于光伏智能微型蒸渗仪的灌溉预报系统，包括控制装置、蒸渗仪装置和微型光伏装置，控制装置和蒸渗仪装置均与微型光伏装置连接，所述的蒸渗仪装置包括至少四个微型蒸渗仪（1），微型蒸渗仪（1）由分节土筒（6）、活动节（3）、长方体空心支架（4）和定位锥（5）组成；控制装置包括作为灌溉预报用途电脑终端处理器和用于收集土壤湿度传感器、电磁平衡压力传感器数据的控制器（12）。本发明专利技术的有益效果是：自动化程度高、成本低廉、操作简单，能够达到高效监测作物蒸发蒸腾量变化及进行灌溉预报的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业灌溉和物联网交叉领域，适用于自然状态下土壤含水率及作物蒸发蒸腾量变化监测，以指导农田作物科学灌溉，特别是一种基于光伏智能微型蒸渗仪的灌溉预报系统。
技术介绍
我国是传统农业大国，耕地面积广，农业传统成本较高，农业技术及基础设施落后，严重阻碍了我国农业的发展。作物蒸发蒸腾量及作物根系含水率的准确监测，对计算农田水量平衡与实现精准灌溉具有重要的作用。中国专利中公开号为CN104266929A的专利文件公开了一种适应于砂性土壤的自动微型蒸渗仪，该土壤取样器由外套管，内套管，钢丝网夹层等构成。其中外套管内部开有若干个导向槽，槽内放置有钢丝拉绳以及导向环。外套管的下部留有刀环，以利于取样器顺利进入土壤，同时刀环的上边沿与内套管的内壁齐平，避免内套管受土壤阻力作用。本装置的自动测量记录系统由精密天平，外支架，内支架，钢丝吊绳，滑轮系统，吊架等部分组成。本专利技术提出了适合于砂性土壤的，小扰动的取土方法。测量时不需要将土样取出称量，可以原位观测。整体上采用了自动计量的方式，可连续观测。取样器外层采用了栅格结构，减弱了传统小型蒸渗仪的边界效应。中国专利中公开号为CN103278421A的专利文件公开了一种适用于绿化屋顶的蒸渗仪装置及其使用方法，该装置包括一蒸发容器系统和一自动控制记录系统；蒸发容器系统包括一外筒，一固定在外筒内的称重单元，一不接触地设置在外筒中且承靠在称重单元上的内筒，以及一不接触地放置在内筒底部漏水孔下方的雨量计；自动控制记录系统包括一通过A/D转换器与称重单元连接的单片机，一连接单片机的数据储存器，以及一为单片机和A/D转换器供电的电源模块。上述蒸渗仪装置虽然实现自动化操作，但成本较高、功能单一，无法实现高效监测作物蒸发蒸腾量变化及进行灌溉预报一体化的目的。
技术实现思路
本专利技术实现作物蒸发蒸腾量、土壤含水率情况的实时观测，并对数据进行必要的分析与天气预报结合，实现精准灌溉，提供了一种自动化程度高、成本低廉、能够达到高效监测作物蒸发蒸腾量变化及实现灌溉预报的目的，是一种节能环保与高度智能化的基于光伏智能微型蒸渗仪的灌溉预报系统。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种基于光伏智能微型蒸渗仪的灌溉预报系统，它包括控制装置、蒸渗仪装置和微型光伏装置，控制装置和蒸渗仪装置均与微型光伏装置连接，所述的蒸渗仪装置包括至少四个微型蒸渗仪，微型蒸渗仪由分节土筒、活动节、长方体空心支架和定位锥组成，定位锥固定于长方体空心支架底部，活动节设置于长方体空心支架顶部，活动节的底部到长方体空心支架底表面之间顺次连接有多个分节土筒，分节土筒位于长方体空心支架内，分节土筒壁上开设有横向导水孔，每个分节土筒内均设置有电磁平衡压力传感器、过滤片、土壤湿度传感器、用于固定电磁平衡压力传感器的支架、用于支撑过滤片及支撑分节土筒内土壤的支撑装置，支撑装置固定于分节土筒内，过滤片覆盖于支撑装置表面，支架一端固定于分节土筒内，支架的另一端与电磁平衡压力传感器连接，电磁平衡压力传感器与支撑装置下表面接触；所述控制装置包括作为灌溉预报用电脑终端处理器和用于收集土壤湿度传感器、电磁平衡压力传感器数据的控制器，控制器的输入端与微型蒸渗仪的土壤湿度传感器和电磁平衡压力传感器电连接，所述的电脑终端处理器由数据收集模块、数据处理模块、智能分析模块和指令模块组成，数据收集模块与控制器输出端电连接，数据收集模块输出端与数据处理模块电连接，数据处理模块输出端与智能分析模块电连接，智能分析模块与指令模块电连接。所述的活动节的底部到长方体空心支架底表面之间顺次连接有10cm深度处的分节土筒、20cm深度处的分节土筒、30cm深度处的分节土筒、40cm深度处的分节土筒、50cm深度处的分节土筒、60cm深度处的分节土筒。所述的分节土筒的底部设置有螺纹头，分节土筒的顶部设置有螺纹孔，每相邻两个分节土筒通过螺纹头与螺纹孔连接固定。所述的定位锥为螺纹定位锥。所述的长方体空心支架底部的四个角落上均连接有螺纹定位锥。所述的支撑装置为金属网或隔板。本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术实现了作物蒸发蒸腾量、土壤含水率变化的自动监测。(2)本专利技术实现了作物蒸发蒸腾量、土壤含水率变化及灌溉预报一体化操作。(3)本专利技术实现了高效精准灌溉，通过电脑终端处理器对实时传回的数据进行程序分析，得出设定时间内土壤含水率及作物蒸发蒸腾量在不同深度同一时间的变化情况及同一深度不同时间段的变化情况，与未来15d天气预报相结合，对准确计算农田水量平衡及灌溉预报起到了重要作用。(3)本专利技术实现了对太阳能的利用，达到节能环保的目的。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为分节土筒的结构示意图；图3为电磁平衡压力传感器、过滤片、支撑装置和支架的安装示意图；图4为分节土筒壁上横向导水孔的结构示意图；图5为本专利技术的原理图；图中，1-微型蒸渗仪，2-支架，3-活动节，4-长方体空心支架，5-定位锥，6-分节土筒，7-横向导水孔，8-过滤片，9-土壤湿度传感器，10-电磁平衡压力传感器，11-支撑装置，12-控制器，13-数据收集模块，14-数据处理模块，15-智能分析模块，16-指令模块，17-螺纹头，18-螺纹孔，19-灌溉系统，20-微型光伏装置。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的描述，本专利技术的保护范围不局限于以下所述：如图1～4所示，一种基于光伏智能微型蒸渗仪的灌溉预报系统，它包括控制装置、蒸渗仪装置和微型光伏装置20，控制装置和蒸渗仪装置均与微型光伏装置20连接，所述的蒸渗仪装置包括至少四个微型蒸渗仪1，微型蒸渗仪1由分节土筒6、活动节3、长方体空心支架4和定位锥5组成，定位锥5为螺纹定位锥，定位锥5固定于长方体空心支架4底部，活动节3设置于长方体空心支架4顶部，活动节3的底部到长方体空心支架4底表面之间顺次连接有多个分节土筒6，活动节3可做上下动作，分节土筒6位于长方体空心支架4内，分节土筒6壁上开设有横向导水孔7，每个分节土筒6内均设置有电磁平衡压力传感器10、过滤片8、土壤湿度传感器9、用于固定电磁平衡压力传感器10的支架2、用于支撑过滤片8及支撑分节土筒6内土壤的支撑装置11，所述的支撑装置11为金属网或隔板，支撑装置11固定于分节土筒6内，过滤片8覆盖于支撑装置11表面，支架2一端固定于分节土筒6内，支架2的另一端与电磁平衡压力传感器10连接，电磁平衡压力传感器10与支撑装置11下表面接触。所述的过滤片8控制相应分节土筒6内土体保持不变，但不影响水分的自由传递运移过程；所述的过滤片8与支撑装置11配合保障分节土筒6内土壤重力的变化全部传递于电磁平衡压力传感器10；所述的电磁平衡压力传感器10用于实时测定相应分节土筒6内土壤重量的变化，来判定土壤蒸发蒸腾量变化情况，并反馈给控制器12；所述土壤湿度传感器9用于实时测定相应分节土筒6的含水情况，并反馈给控制器12。如图5所示，所述控制装置包括作为灌溉预报用电脑终端处理器和用于收集土壤湿度传感器9、电磁平衡压力传感器10数据的控制器12，控制器12的输入端与微型蒸渗仪1的土壤湿度传感器9和电磁平衡压力传感器10电连接，所述的电脑终端处理器由数据收集模块13、数据处理模块14、智能分析模块15和指令模块16组成，数据收集模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光伏智能微型蒸渗仪的灌溉预报系统，其特征在于：它包括控制装置、蒸渗仪装置和微型光伏装置（20），控制装置和蒸渗仪装置均与微型光伏装置（20）连接，所述的蒸渗仪装置包括至少四个微型蒸渗仪（1），微型蒸渗仪（1）由分节土筒（6）、活动节（3）、长方体空心支架（4）和定位锥（5）组成，定位锥（5）固定于长方体空心支架（4）底部，活动节（3）设置于长方体空心支架（4）顶部，活动节（3）的底部到长方体空心支架（4）底表面之间顺次连接有多个分节土筒（6），分节土筒（6）位于长方体空心支架（4）内，分节土筒（6）壁上开设有横向导水孔（7），每个分节土筒（6）内均设置有电磁平衡压力传感器（10）、过滤片（8）、土壤湿度传感器（9）、用于固定电磁平衡压力传感器（10）的支架（2）、用于支撑过滤片（8）及支撑分节土筒（6）内土壤的支撑装置（11），支撑装置（11）固定于分节土筒（6）内，过滤片（8）覆盖于支撑装置（11）表面，支架（2）一端固定于分节土筒（6）内，支架（2）的另一端与电磁平衡压力传感器（10）连接，电磁平衡压力传感器（10）与支撑装置（11）下表面接触；所述控制装置包括作为灌溉预报用电脑终端处理器和用于收集土壤湿度传感器（9）、电磁平衡压力传感器（10）数据的控制器（12），控制器（12）的输入端与微型蒸渗仪（1）的土壤湿度传感器（9）和电磁平衡压力传感器（10）电连接，所述的电脑终端处理器由数据收集模块（13）、数据处理模块（14）、智能分析模块（15）和指令模块（16）组成，数据收集模块（13）与控制器（12）输出端电连接，数据收集模块（13）输出端与数据处理模块（14）电连接，数据处理模块（14）输出端与智能分析模块（15）电连接，智能分析模块（15）与指令模块（16）电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于光伏智能微型蒸渗仪的灌溉预报系统，其特征在于：它包括控制装置、蒸渗仪装置和微型光伏装置（20），控制装置和蒸渗仪装置均与微型光伏装置（20）连接，所述的蒸渗仪装置包括至少四个微型蒸渗仪（1），微型蒸渗仪（1）由分节土筒（6）、活动节（3）、长方体空心支架（4）和定位锥（5）组成，定位锥（5）固定于长方体空心支架（4）底部，活动节（3）设置于长方体空心支架（4）顶部，活动节（3）的底部到长方体空心支架（4）底表面之间顺次连接有多个分节土筒（6），分节土筒（6）位于长方体空心支架（4）内，分节土筒（6）壁上开设有横向导水孔（7），每个分节土筒（6）内均设置有电磁平衡压力传感器（10）、过滤片（8）、土壤湿度传感器（9）、用于固定电磁平衡压力传感器（10）的支架（2）、用于支撑过滤片（8）及支撑分节土筒（6）内土壤的支撑装置（11），支撑装置（11）固定于分节土筒（6）内，过滤片（8）覆盖于支撑装置（11）表面，支架（2）一端固定于分节土筒（6）内，支架（2）的另一端与电磁平衡压力传感器（10）连接，电磁平衡压力传感器（10）与支撑装置（11）下表面接触；所述控制装置包括作为灌溉预报用电脑终端处理器和用于收集土壤湿度传感器（9）、电磁平衡压力传感器（10）数据的控制器（12），控制器（12）的输入端与微型蒸渗仪（1）的土壤湿度传感器（9）和电磁平衡压力传感器（10）电连接，所述的电脑终端处理器由数据收集...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔宁博，谢锐敏，赵璐，庄文化，贾悦，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51