[发明专利]一种水稻需水量一体化观测系统

说明书

一种水稻需水量一体化观测系统，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，水位观测井和测渗筒均修建在水稻田内；数据采集装置包括水位传感器、雨量传感器和液体流量计分别采集田间水层深度和测渗筒水层深度、降雨量和田间灌排水量；微处理器打包所有数字信号通过数据传输模块发送至人机交互单元；人机交互单元接收数字信号并完成数据存储、水稻需水量计算和结果显示；供电模块为各用电模块供电。本发明实时连续准确采集水稻田间水层深度、测渗筒水层深度、降雨量和田间灌排水量，进而推算出水稻需水量，无需人工计算，保证水稻灌溉试验成果的准确性。

技术领域

本发明涉及农业水利技术领域，具体涉及一种水稻需水量一体化观测系统。

背景技术

水稻是我国种植面积最广的粮食作物，受水资源短缺和空间分布不均的影响，许多地区均有水源不足等问题。因此，在水稻种植区推广水稻节水灌溉技术对促进农业生产具有重要意义。

灌溉试验是一门综合性科学，其研究内容侧重于探究水资源如何能被植物最有效利用并产生最大效益。因此，开展水稻灌溉试验并在试验中精准观测水稻需水量，能为水稻节水灌溉提供重要依据。水稻需水量受作物蒸散发量、降雨量、地下水补给量和灌排水量等水平衡要素影响，通过测量上述要素，利用水量平衡方程可推求水稻需水量。随着农业设备新技术的不断升级，水稻灌溉试验正在向精量化和自动化方向发展，重点在实现各水平衡要素信息的实时采集；高精度的水位传感器的测量精度可达到1mm，翻斗雨量计的分辨率可达到0.5mm，满足需水量测算的要求。但在目前的灌溉试验中，对水稻需水量的观测方法仍采用人工每日定时对水位进行观测，造成数据采集少、不连续、不及时、观测人员主观观测误差大等问题；尤其对于大面积种植水稻的灌区，还需要安排较多劳动力导致成本上升，且采集后的数据不能及时和准确的处理，影响了水稻灌溉试验结果的准确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有水稻需水量的观测存在的上述不足，提供一种水稻需水量一体化观测系统，能够实时采集水稻田间水层深度、测渗筒水层深度、降雨量和田间灌排水量，进而推算出水稻需水量，从而保证了水稻灌溉试验成果的准确性。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种水稻需水量一体化观测系统，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(数字信号通过数据传输模块发送至人机交互单元)；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。