稻田水位半自动监测系统以及稻田水分管理方法技术方案

本发明专利技术涉及一种稻田水位半自动监测系统，包括水位监测装置、图像采集装置和处理器，水位监测装置包括竖直插装于稻田水位监测点处并且内部设有浮体的监测管，监测管包括设有进水通道的进水管段以及位于进水管段上方并且管壁设有镂空区的标定管段；图像采集装置用于采集标定管段的镂空区的图像；处理器用于接收图像采集装置发送的数据，并进行图像分析，从而获得水位监测点处的水位。另外还提供一种稻田水分管理方法。本发明专利技术能准确监测稻田水位，主要依托于机械感应方式，可靠性高；能显著地降低设备成本、运营成本和维护成本，电子设备少，受雷电天气的影响较小，仅需对图像采集装置进行防雷击保护即可，能提高稻田水位监测的准确性和可靠性。准确性和可靠性。准确性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
稻田水位半自动监测系统以及稻田水分管理方法


[0001]本专利技术属于农业生产
，具体涉及一种稻田水位半自动监测系统以及稻田水分管理方法。

技术介绍

[0002]目前，稻田水分管理大多依靠经验进行，管理方式粗放、准确度不高，容易造成水资源的浪费或者影响稻田产量，稻渔模式的水分管理比常规水稻单作模式的水分管理更为复杂，明晰稻田水位变化、合理开展稻田用水对于节约水资源、提升水资源利用效率意义重大。
[0003]利用远程在线监测稻渔田水位能够帮助指导稻渔田灌溉排水，目前已有部分应用，但目前水位在线远程监测的方式多是采用液位传感器结合数据记录仪通过物联网技术实现，这种方法能够实现远程实时在线监测，但存在如下不足：(1)基于传感器的物联网在线监测系统安装成本费用高；(2)不可避免的雷电容易对监测设备造成损害，致使维护管理成本高。

技术实现思路

[0004]本专利技术涉及一种稻田水位半自动监测系统以及稻田水分管理方法，相比利用液位传感器结合数据记录仪基于物联网技术的远程在线监测方案更加经济，且能够满足符合大田生产的水位监测精度。
[0005]本专利技术涉及一种稻田水位半自动监测系统，包括：
[0006]水位监测装置，所述水位监测装置包括监测管以及能漂浮于水上的柱状浮体；所述监测管竖直插装于稻田的水位监测点，并且包括进水管段以及位于进水管段上方的标定管段，所述进水管段的管壁上设有进水通道，所述标定管段的管壁设有镂空区；所述浮体活动设置于所述监测管内；
[0007]图像采集装置，所述图像采集装置通过安装支架安装在稻田田间或稻田附近，所述标定管段的镂空区位于所述图像采集装置的采集范围内；
[0008]处理器，用于接收所述图像采集装置发送的数据，并进行图像分析，从而获得水位监测点处的水位。
[0009]作为实施方式之一，所述稻田包括稻田田块和环绕所述稻田田块的养殖沟；
[0010]在所述养殖沟中设有养殖沟水位监测点，所述养殖沟水位监测点处的监测管对应为第一监测管，所述第一监测管的进水管段至少部分地位于沟底上方；
[0011]在所述稻田田块中设有地下水位监测点，所述地下水位监测点处的监测管对应为第二监测管，所述第二监测管的进水管段至少部分地伸入至地下水层中。
[0012]作为实施方式之一，所述第一监测管内的柱状浮体为标定处理过的浮体，浮体标定方法为：
[0013]将第一监测管安装至养殖沟后，以标定管段的底端为水位零刻度，自水位零刻度
向上标定预定长度，并去除预定长度以上的浮体；
[0014]其中，所述预定长度等于养殖沟实际水位高度；标定前的浮体初始长度等于对应进水管段的底端与对应标定管段的底端之间的距离。
[0015]作为实施方式之一，所述第二监测管还包括第二沉沙管段、土壤水防渗管段和地表径流防渗管段，其中，第二沉沙管段、土壤水防渗管段和地表径流防渗管段均为实壁管，所述第二监测管的第二沉沙管段、进水管段、土壤水防渗管段、地表径流防渗管段和标定管段依次连接。
[0016]作为实施方式之一，所述第一监测管还包括第一沉沙管段和衔接管段，其中，所述第一沉沙管段和所述衔接管段均为实壁管，所述第一监测管的所述第一沉沙管段、进水管段、衔接管段和标定管段依次连接。
[0017]作为实施方式之一，所述养殖沟水位监测点和所述地下水位监测点通过同一图像采集装置进行数据采集；
[0018]以养殖沟水位监测点和地下水位监测点的连线为基准线，
[0019]所述安装支架设置在养殖沟水位监测点一侧的田埂上，所述基准线与该田埂的交点为基准点，所述安装支架相对于该基准点的偏离距离为2～10m；
[0020]或者，所述安装支架设置于所述基准线的垂线上。
[0021]作为实施方式之一，所述进水通道包括多个进水孔，各所述进水孔在所述进水管段的顶底两端之间螺旋分布。
[0022]本专利技术还涉及一种稻田水分管理方法，包括：
[0023]制定水分管理策略；
[0024]按所制定的水分管理策略实施稻田的灌溉操作和排水操作，其中，基于上述稻田水位半自动监测系统对稻田水位进行实时监测，用以指导所述灌溉操作及所述排水操作。
[0025]本专利技术至少具有如下有益效果：
[0026]本专利技术中，采用含有浮体的监测管与图像采集装置配合，能准确监测稻田水位，主要依托于机械感应方式，可靠性高；相较于现有的基于液位传感器的检测方式，本专利技术能显著地降低设备成本、运营成本和维护成本，所采用的电子设备少，受雷电天气的影响较小，仅需对图像采集装置进行防雷击保护即可，能提高稻田水位监测的经济性和可靠性。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例提供的第一监测管的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例提供的第二监测管的结构示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例提供的图像采集装置的一种布置示意图；
[0031]图4为本专利技术实施例提供的图像采集装置的另一种布置示意图；
[0032]图5为本专利技术实施例提供的稻田水位半自动监测系统的示意图；
[0033]图6为本专利技术实施例提供的第一监测管和第二监测管的布置示意图。
具体实施方式
[0034]下面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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]实施例一
[0036]如图3
‑
图6，本专利技术实施例提供一种稻田水位半自动监测系统，包括：
[0037]水位监测装置，所述水位监测装置包括监测管以及能漂浮于水上的柱状浮体；所述监测管竖直插装于稻田的水位监测点，并且包括进水管段1以及位于进水管段1上方的标定管段2，所述进水管段1上设有进水通道，所述标定管段2的管壁设有镂空区；所述浮体活动设置于所述监测管内；
[0038]图像采集装置300，所述图像采集装置300通过安装支架安装在稻田田间或稻田附近，所述标定管段2的镂空区位于所述图像采集装置300的采集范围内；
[0039]处理器500，用于接收所述图像采集装置300发送的数据，并进行图像分析，从而获得水位监测点处的水位。
[0040]在其中一个实施例中，上述稻田实施稻渔模式，相应地，如图3
‑
图5，所述稻田包括稻田田块和环绕所述稻田田块的养殖沟400；养殖沟400可用于小龙虾等的养殖。对于上述稻田，可涉及的水位监测包括养殖沟水位、田间水位和地下水位，其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稻田水位半自动监测系统，其特征在于，包括：水位监测装置，所述水位监测装置包括监测管以及能漂浮于水上的柱状浮体；所述监测管竖直插装于稻田的水位监测点，并且包括进水管段以及位于进水管段上方的标定管段，所述进水管段的管壁上设有进水通道，所述标定管段的管壁设有镂空区；所述浮体活动设置于所述监测管内；图像采集装置，所述图像采集装置通过安装支架安装在稻田田间或稻田附近，所述标定管段的镂空区位于所述图像采集装置的采集范围内；处理器，用于接收所述图像采集装置发送的数据，并进行图像分析，从而获得水位监测点处的水位。2.如权利要求1所述的稻田水位半自动监测系统，其特征在于：所述稻田包括稻田田块和环绕所述稻田田块的养殖沟；在所述养殖沟中设有养殖沟水位监测点，所述养殖沟水位监测点处的监测管对应为第一监测管，所述第一监测管的进水管段至少部分地位于沟底上方；在所述稻田田块几何中心处设有地下水位监测点，所述地下水位监测点处的监测管对应为第二监测管，所述第二监测管的进水管段至少部分地伸入至地下水层中。3.如权利要求2所述的稻田水位半自动监测系统，其特征在于，所述第一监测管内的柱状浮体为标定处理过的浮体，浮体标定方法为：将第一监测管安装至养殖沟后，以标定管段的底端为水位零刻度，自水位零刻度向上标定预定长度，并去除预定长度以上的浮体；其中，所述预定长度等于养殖沟实际水位高度；标定前的浮体初始长度等于对应进水管段的底端与对应标定管段的底端之间的距离。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈松文，张耀云，曹凑贵，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：