[发明专利]一种光伏计量泵阀智能化系统

说明书

本发明涉及一种光伏计量泵阀智能化系统，包括：微波雷达仪、多光谱仪、多个传感器模块、信息采集与传输模块、处理器和水泵；其中，微波雷达仪和多光谱仪设置在农田上部；水渠与田埂之间设置有进水口，田埂之下设置有灌水通道，田埂与农田间设置有出水口；水泵设置在灌水通道一侧，灌水通道上设置有自流阀门和流量计；处理器集成历史遥感、土壤和气象数据并接受实时遥感、土壤和气象数据通过耦合计算待灌溉农田中作物的需水量和需肥量，通过自流阀门以及流量计向待灌溉农田注入水，直至灌水量达到农田的需水量。当自流满足不了灌水量时启动水泵，直至灌水量达到农田的需水量。通过本发明提供系统及方法，可以按需自动供水，提高水的利用率，可以实现无人值守，大大节约了人力和资源成本。

技术领域

本发明涉及灌溉技术，尤其是一种光伏计量泵阀智能化系统。

背景技术

我国水资源严重缺乏，农业用水占年度总水资源用量70％以上，而水稻用水又占年度农业用水70％左右，而我国水稻种植绝大部分地区都采用满灌或漫灌，水的大量排放导致浪费和二次污染。有些地区开始推广“浅、薄、湿、晒、干”控制灌溉技术，控制灌溉技术是根据水稻不同生育期根层土壤水分含量，确定灌水时间、次数、数量的灌溉技术，灌溉过程“浅、干、湿、晒”循环交替进行。“浅”指灌溉水层上限为10厘米，“薄”指水层为5厘米，“湿”指水层为零，土壤含水量100％，“干”指各生育期土壤含水量要求的下限值，农民可通过土壤裂缝宽度、脚印深度等土壤表象进行判断。但是，控制灌溉技术是根据传统经验进行估算，并没有根据土壤和作物生长真正的需水量进行灌溉。现有的控制灌溉技术的实施，主要依靠老百姓自己来把握。因此存在许多不足。不足之处主要在于(1)劳动工作量大；(2)难以精确把握；(3)进水口放水和关闭过于传统简单。(4)周边田块难以协调。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有田间灌溉技术存在上述的不足，提供了一种光伏计量泵阀智能化系统及自动灌溉方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种光伏计量泵阀智能化系统。第一方面，本发明提供了一种光伏计量泵阀智能化系统，包括：微波雷达仪、多光谱仪、多个传感器模块、信息采集与传输模块、处理器和水泵；其中，微波雷达仪和多光谱仪设置在农田上部；水渠与田埂之间设置有进水口，田埂之下设置有灌水通道，田埂与农田间设置有出水口；水泵设置在灌水通道上，灌水通道上设置有自流阀门；微波雷达仪用于检测待灌溉的农田的参数并将其发送至信息采集与传输模块，待灌溉的农田的参数包括：土壤含水量、含盐量、酸碱度、土壤上的水位高度中一种或多种；多光谱仪用于检测农作物的参数并将其发送至信息采集与传输模块，农作物的参数包括：叶绿素含量、氮含量和生物通量中的一种或多种；多个传感器模块用于检测待灌溉农田周围的环境参数，并将信息发送至信息采集与传输模块，其中，待灌溉农田周围的环境参数包括：土壤的水分蒸发量、土壤的含气量以及农作物的二氧化碳、二氧化氮和甲烷的排放量、历史遥感、气象信息和病虫害信息中一种或多种；信息采集与传输模块与处理器连接，用于将微波雷达仪、多光谱仪和多个传感器模块采集到的信息发送至处理器；处理器用于接收信息采集与传输模块发送的信息，并处理多个传感器模块采集到的土壤的水分蒸发量、土壤的含气量以及农作物的二氧化碳、二氧化氮和甲烷的排放量、历史遥感、气象信息和病虫害信息，以及根据微波雷达仪检测的农田的参数计算土壤的需肥量、根据多光谱仪检测到的农作物的参数分析农作物长势，耦合计算农作物的需水量；分别通过微波雷达仪、多光谱仪和多个传感器模块检测上述多种信息，通过处理器计算待灌溉农田中作物的需水量和需肥量，通过水泵、自流阀门向待灌溉农田注入水，直至灌水量达到农田的需水量。

优选的，系统还包括流量计，用于记录农田的灌水量。

优选的，系统还包括光伏系统，光伏系统设置在田埂上，光伏系统与微波雷达仪和多光谱仪、多个传感器模块、信息采集与传输模块、处理器、水泵、自流阀门中一个或多个连接，用于为其供电。