[发明专利]基于Arduino板的水面蒸发量的精确测量和灌溉控制装置

说明书

本发明公开了一种基于Arduino板的水面蒸发量的精确测量和灌溉控制装置，其包括水面蒸发机构、补水机构、雨滴传感器、灌溉机构、监测模块、检测机构、平移机构、底座；水面蒸发模块包括蒸发器、蒸发器底座，补水模块包括微型水泵，平移机构包括平移行程控制开关Ⅰ、导杆Ⅰ、平移行程控制开关Ⅱ、步进电机Ⅰ、丝杆Ⅰ，检测机构包括底板、移动板、顶板、步进电机Ⅱ、丝杆Ⅱ、支撑杆、导杆Ⅱ、水位传感器；本发明装置工作效率高，自动化程度高，操作简单，大大的节省人力，降低了成本，同时能对农作物的精准灌溉进行指导。

技术领域

本发明属于蒸发量检测和灌溉控制领域，具体为一种监测水面蒸发量自动灌溉的一体发明。

背景技术

使用蒸发器测量的蒸发量以指导农田灌溉是种精准灌溉的方式，但是传统水面蒸发量测量方法自动化程度低，操作过程繁多，往往导致人工检测费时费力，检测精度不高等突出问题。此外，由于自然降雨造成的蒸发器引入外部水源，很难得出对实际水分蒸发的准确测量。因此传统灌溉的方法无法快速精准检测蒸发量，实现精准灌溉，从而导致灌溉效率低下，对水资源造成浪费。

发明内容

对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种基于Arduino板的水面蒸发量的精确测量和灌溉控制装置；本发明工作效率高，自动化程度高，操作简单，大大的节省监测水面蒸发量所消耗的人力与时间成本，同时能实现精准灌溉。

本发明基于Arduino板的水面蒸发量的精确测量和灌溉控制装置包括包括水面蒸发机构、补水机构、雨滴传感器、灌溉机构、监测模块、检测机构、平移机构、底座；所述水面蒸发模块包括蒸发器、蒸发器底座，蒸发器底座固定在底座上方左侧，蒸发器设置在蒸发器底座上；补水模块包括微型水泵，蒸发器通过水管与微型水泵连通，微型水泵与水源连接；雨滴传感器固定在蒸发器底座上；平移机构包括平移行程控制开关Ⅰ、导杆Ⅰ、平移行程控制开关Ⅱ、步进电机Ⅰ、丝杆Ⅰ，步进电机Ⅰ固定在底座上方右侧，丝杆Ⅰ两端通过轴承座Ⅰ和轴承座Ⅱ分别设置在底座的2个支座上且丝杆Ⅰ位于蒸发器底座下方，步进电机Ⅰ输出轴通过联轴器Ⅰ与丝杆Ⅰ一端连接，2根导杆Ⅰ通过导杆支撑座固定在底座的支座上且位于丝杆Ⅰ两侧，平移行程控制开关Ⅰ、平移行程控制开关Ⅱ固定在底座上并位于2个支座之间；检测机构包括底板、移动板、顶板、步进电机Ⅱ、丝杆Ⅱ、支撑杆、导杆Ⅱ、水位传感器；底板两端通过固定导轨分别设置在2根导杆Ⅰ上，底板下方固定有丝杆螺母，丝杆Ⅰ穿过丝杆螺母并与其螺纹配合，顶板通过4根支撑杆固定在底板上方，移动板设置在底板、顶板之间，2个步进电机Ⅱ固定在顶板上，步进电机Ⅱ的输出轴穿过顶板并通过联轴器Ⅱ与丝杆Ⅱ连接，丝杆Ⅱ穿过安装在移动板上的丝杆螺母Ⅱ并与其螺纹配合，4根导杆Ⅱ穿过安装在移动板上的直线轴承固定在底板、顶板之间，水位传感器固定在移动板的下方，顶板下方固定有行程开关；监测模块包括Arduino板、Esp8266无线模块，Arduino板安装在底座上，Arduino板分别与雨滴传感器、微型水泵、平移行程控制开关Ⅰ、平移行程控制开关Ⅱ、步进电机Ⅰ、步进电机Ⅱ、行程开关、水位传感器连接，Arduino板通过Esp8266无线模块与电脑或智能手机连接，Arduino板按常规控制方式控制上述组件的开闭；灌溉机构为常规用于灌溉的装置，结构不限。

所述蒸发器为AM3水面蒸发器。

所述底座通过支撑螺栓放置在地面上或安装能移动的轮子。

Arduino板还包括计算模块，用于将蒸发器中水位高度变化值换算成实际灌溉需水量，并计算灌水周期和一次灌水持续时间，计算方式如下：

（1）根据蒸发器中水位高度变化值计算作物需水量ET_c=αE0 ，式中α为作物需水系数， E0为蒸发器中水位高度变化值；