[发明专利]一种基于超前运算控制的农业多级灌溉系统

说明书

本发明提供了一种基于超前运算控制的农业多级灌溉系统，其特征在于，包括土壤湿度检测单元、一阶超前运算单元、比较单元、控制单元、以及泵站阀门；所述土壤湿度检测单元、所述一阶超前运算单元、所述控制单元、以及所述泵站阀门依次连接形成第一控制回路；所述第一控制回路可以控制所述泵站阀门周期性地开启；所述土壤湿度检测单元、所述比较单元、所述控制单元、以及所述泵站阀门依次连接形成第二控制回路；所述第二控制回路可以控制所述泵站阀门周期性地开启，也可以控制所述泵站阀门持续性地关闭。

技术领域

本发明涉及农业灌溉技术领域，特别涉及一种基于超前运算控制的农业多级灌溉系统。

背景技术

闸门泵站控制系统，是用于农作物灌溉领域的一种控制系统。在农作物灌溉领域中，受水资源短缺的限制，节水灌溉显得越来越重要。目前，已有申请号为201710237924.7的专利申请公开了一种可以改善传统控制所存在滞后性的闸门泵站控制系统。并且是通过超前运算来实现对泵站阀门的开关，使闸门泵站及时动作。

但是，不管是该专利申请公开的闸门泵站控制系统所控制的农业灌溉系统，还是传统的闸门泵站控制系统所控制的农业灌溉系统。对于灌溉量的调节都是相当粗狂的，尤其当闸门泵站控制系统基于超前运算控制之后，是超前判断土壤湿度低值，从而超前控制泵站阀门的开启。因此，更加容易导致灌溉过量的问题。

发明内容

为解决上述的技术问题，本发明提出一种基于超前运算控制的农业多级灌溉系统，可以解决在超前运算控制下的灌溉过量问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种基于超前运算控制的农业多级灌溉系统，包括土壤湿度检测单元、一阶超前运算单元、比较单元、控制单元、以及泵站阀门；

所述土壤湿度检测单元、所述一阶超前运算单元、所述控制单元、以及所述泵站阀门依次连接形成第一控制回路；所述土壤湿度检测单元用于检测土壤湿度；所述一阶超前运算单元用于对土壤湿度值进行超前运算；所述控制单元用于根据所述土壤湿度值的超前运算结果输出第一离散控制信号至所述泵站阀门；所述泵站阀门响应于所述第一离散控制信号周期性地开启；

所述土壤湿度检测单元、所述比较单元、所述控制单元、以及所述泵站阀门依次连接形成第二控制回路；所述土壤湿度检测单元包括分别用于检测灌溉起点位置、灌溉中点位置、以及灌溉终点位置的土壤湿度的第一湿度检测电极、第二湿度检测电极、以及第三湿度检测电极；所述比较单元用于将所述灌溉起点位置的土壤湿度值、所述灌溉中点位置的土壤湿度值、以及所述灌溉终点位置的土壤湿度值分别和所述预设值进行比较；所述控制单元还用于当灌溉起点位置的土壤湿度值大于所述预设值时输出第二离散控制信号至所述泵站阀门、当灌溉中点位置的土壤湿度值大于所述预设值时输出第三离散控制信号至所述泵站阀门、当所述灌溉终点位置的土壤湿度值大于所述预设值时输出连续控制信号至所述泵站阀门；所述泵站阀门响应于所述第二离散控制信号或者所述第三离散控制信号周期性地开启，并且响应于所述连续控制信号持续性地关闭；其中，所述第一离散控制信号、所述第二离散控制信号、所述第三离散控制信号的占空比依次减小。

作为一种可实施方式，所述一阶超前运算单元、所述比较单元、以及所述控制单元均集成于单片机内；

所述单片机外设有金属罩，所述金属罩包括分别位于所述单片机接收信号侧和位于所述单片机发送信号侧的正极板和负极板；并且，所述正极板和所述负极板之间形成的电场方向和所述单片机内的信号传递方向相同。

作为一种可实施方式，还包括移动终端；

所述移动终端无线连接所述控制单元并且用于通过所述控制单元控制所述泵站阀门远程开启或者远程关闭。

作为一种可实施方式，所述土壤湿度检测单元包括第一变压器、第一稳压单元、第一湿度电压转换单元、以及第一湿度电压输出单元；