[发明专利]一种水稻需水量一体化观测系统

权利要求书

1.一种水稻需水量一体化观测系统，其特征在于：包括水位观测井、测渗筒、数据采集装置、多路选择开关、模数转换器、F/V转换器、微处理器、数据传输模块、供电模块和人机交互单元，所述水位观测井和测渗筒均修建在水稻田内；所述水位观测井垂直设置在田块内，井身为中空圆柱形，井口高出田面，井中水位与田间水位一致，即所述水位观测井中水位等于田间水位；所述数据采集装置包括水位传感器、雨量传感器和液体流量计，水位传感器通过多路选择开关与模数转换器连接，雨量传感器和液体流量计分别通过多路选择开关与F/V转换器连接，模数转换器和F/V转换器均与微处理器、数据传输模块和人机交互单元依次连接，所述水位传感器用于采集田间水层深度和测渗筒水层深度的模拟信号并将各模拟信号通过多路选择开关传输至模数转换器，所述模数转换器用于将模拟信号转换成数字信号；所述雨量传感器和液体流量计分别用于采集降雨量和田间灌排水量的脉冲信号，并将各脉冲信号通过多路选择开关传输至F/V转换器，所述F/V转换器用于将脉冲信号转换成数字信号；所述微处理器用于控制多路选择开关将模拟信号传输至模数转换器、将脉冲信号传输至F/V转换器，打包接收模数转换器和F/V转换器输出的所有数字信号；数据传输模块用于实现微处理器与人机交互单元之间的GPRS通信；所述人机交互单元用于接收数字信号并进行存储、计算水稻需水量、显示结果；所述供电模块与数据采集装置、多路选择开关、模数转换器、F/V转换器、微处理器和数据传输模块连接，用于为数据采集装置、多路选择开关、模数转换器、F/V转换器、微处理器和数据传输模块供电。

2.如权利要求1所述的水稻需水量一体化观测系统，其特征在于：所述水位观测井的井口处设置可开合的井盖，水位观测井直径为10~12cm，井口较田面高出20~30cm，田面到井底距离为90~110cm，井身总长度为110~140cm，从井底向上90~100cm，开凿麻花孔，麻花孔直径为5mm，麻花孔间距为1cm，用于连通田块与水位观测井，使水位观测井中水位与田间水位一致。

3.如权利要求1所述的水稻需水量一体化观测系统，其特征在于：所述测渗筒垂直设置在田块内，筒身为中空圆柱形，筒口设置可开合的筒盖；所述测渗筒直径为10~12cm；筒口较田面高出20~30cm，田面距筒底80~100cm，筒内田面向下开挖10cm，即筒内土面低于筒外田面10cm；筒身总长度在100~130cm。

4.如权利要求1所述的水稻需水量一体化观测系统，其特征在于：所述水位传感器采用静压式液位计，包括两台、分别设置在水位观测井和测渗筒内，水位观测井内的水位传感器下端与井底距离为1~3cm；所述雨量传感器采用翻斗式雨量传感器，安放在距离田块3~5m的开阔场地；所述液体流量计安装在每个灌水单元的灌水管道和排水沟道上。

5.如权利要求1所述的水稻需水量一体化观测系统，其特征在于：所述多路选择开关、模数转换器、F/V转换器、微处理器、数据传输模块均集成在一控制盒内，实现统一预制、便携安装和保护，控制盒设置在一支杆中上部，支杆设置在水稻田外空旷处。

6.如权利要求5所述的水稻需水量一体化观测系统，其特征在于：所述供电模块包括太阳能组件、LCD控制器和蓄电池，所述太阳能组件安装在所述支杆顶端，与地面呈45°角朝正西摆放；所述LCD控制器和蓄电池均设置在所述控制盒内；所述太阳能组件和蓄电池通过LCD控制器将光能转换成电能，稳压处理后为所述数据采集装置、多路选择开关、模数转换器、F/V转换器、微处理器和数据传输模块提供工作电压；所述LCD控制器用于保护各用电组件和供电组件之间电压平衡且避免蓄电池被过充电和过放电；当太阳能组件产生的电能大于各用电组件运行总消耗时，LCD控制器稳压处理后将一部分电能转换成数据采集装置和微处理器的工作电压，余下的电能则给蓄电池充电；当太阳能组件产生的电能小于各用电组件运行总消耗时，LCD控制器调控蓄电池进行输出供电。