[发明专利]果园林带智能化渗浇灌溉系统

说明书

技术领域

本发明涉及林果业灌溉浇水技术，更涉及应用渗浇罐浇水的智能化控制技术。

背景技术

特色林果业是许多地方提高农业经济效益、增加农民收入的有效途径。当下果园很大一部分采用了树下滴灌技术，达到节水的目的。在果园采用滴灌存在弊端。树木的根系发达，扎入土壤之中很深，采用滴灌灌溉，水达不到土壤深处，造成两方面的问题，一是浇不到水的的土壤中的养分无法被植物吸收；二是水分主要在地面表层，树的根扎的浅，树木的抗风能力下降。

在西北荒漠干旱地区，植树造林，防沙固沙，保护穿行其中的高速公路、铁路，在我国已经做了几十年的不懈努力，取得了辉煌成果。这些工程也是采用滴灌技术对林带和固沙植物进行灌溉。多年实践发现，在这种工程中应用滴灌技术弊端更突出，林带是防止风沙的，滴灌将水浇灌在地表，树木的根系扎得浅，大大降低了树木的抗风能力。滴灌管布置在地表，不但大风会造成灌溉系统的管路破坏，牲畜、人的踩踏更会造成管路损坏，由于林带绵延几十甚至几百公里，人员巡查困难，很多地段管路损坏后没及时修复，林带树木大批死亡，因此造成大量人力财力上的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于果园、林带给树木利用渗浇罐灌溉的智能渗浇灌溉系统，系统由PC机控制，根据土壤所含水分情况，发出某片区域需要浇水的信号，和停止浇水的信号，自动完成该区域的浇灌，或由操作人员完成浇水。

为解决上述问题，本系统应用了本人已获得授权的实用新型专利“一种带插根孔的树木渗浇灌溉用的渗浇罐”，专利号：ZL201120349537.0。这种渗浇罐埋入地表以下，根据不同树木的根系成长情况，在树木根系的分布空间埋设数个渗浇罐，渗浇罐有注水细管与灌溉支管相连接，灌溉支管可以通过注水细管向渗浇罐内注水，渗浇罐四周有许多小孔，罐内的水通过小孔渗入与渗浇罐接触的土壤，使树木根系周围的土壤含水达到树木生长需要。

为了能够及时掌握每个区域土壤的含水情况，本系统对灌溉区根据土壤含水和保持水分情况划分若干区域，在每个区域设置数个土壤水分传感器。对每个区域进行编号，并对每个土壤水分传感器进行编码。

为了对每个区域的土壤水分实时监测与调控，本发明的一种优选方案，智能渗浇灌溉系统设置控制PC机，控制PC机通过数据总线与每个区域的土壤水分传感器连接。每天PC机对通过数据总线对每个土壤水分传感器进行两次巡回监测，取得各点的数据，并对每个区域各点的数据按设计的数学模型进行计算，对土壤水分低于设定值下限的的区域提出警示信号。同时对于个别土壤水分传感器的数值明显低于或高于该区域平均值的，提出报警，可能产生的问题有：数值过低，可能是灌溉水管断裂，灌溉用水到达不了该点；数值过高，可能是控制开关失灵，灌溉水不停地浇注；或是土壤水分传感器损坏等，由管理人员进行处理。

在控制PC机发出某区域需要浇水灌溉的警示信号后，对该区域的灌溉操作有两种模式，自动灌溉模式及人工灌溉模式。两种模式可以转换。若选择自动灌溉模式，PC机将打开该区域的灌溉管的电磁阀，对该区域进行注水灌溉，同时PC机将实时监测该区域的土壤水分变化情况，当土壤水分达到设定值的上限时，控制PC机关闭该电磁阀，停止注水灌溉。若选择人工操作模式，管理人员可以手动打开电磁阀，当PC机显示土壤水分含量达到设定上限值时，关闭电磁阀即可。

 为实现土壤水分传感器与PC机之间的数据传输，本发明的一种优选方案是采用单总线传输。单总线系统只用一根信号线，在其上可挂多个测控对象，这样构成的数据采集与监控系统非常简单，使用方便，适用于远距离、多点测试、集中控制。PC机通过串口对单总线上多个数字土壤水分传感器进行数据采集，对数字开关发出控制命令，控制电磁阀。这样构成的单总线系统结构简单、造价低、便于施工、调试，与多总线相比有极大的优越性。

为实现对空间距离较远的林木的管理，如沙漠公路、铁路的防风绿化林带，沙漠林场等地方，在那里一个管理段少则几公里，多则几十公里，应用总线传输有困难。本发明的又一种优选技术方案，在所述PC机与管理点之间采用“三遥”技术，即遥测、遥信、遥控技术，实现对控制点的有效测量、相互数据交换、对电磁阀进行控制。对偏远无电的控制点，采用光伏电源供电，保证系统的正常运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明智能化渗浇灌溉系统渗浇罐在树木根部的安装图。

图2是渗浇灌溉系统用的渗浇罐的视图。

图3是智能化渗浇灌溉系统土壤水分传感器的布置图。