本發(fā)明涉及作物的水分自動(dòng)供給，特別是涉一種自動(dòng)灌溉系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，主要依賴作物維持經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。作物生長(zhǎng)過程中，可能會(huì)遇到水資源不足或季節(jié)性干旱，水分不足會(huì)阻礙作用的生長(zhǎng)和發(fā)育，因此，有必要根據(jù)需求開發(fā)自動(dòng)節(jié)水灌溉系統(tǒng)，滿足作物的生長(zhǎng)需求，促使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和高效的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。

現(xiàn)有的自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，通常是僅僅根據(jù)植物生長(zhǎng)期所需的水分定時(shí)、定量進(jìn)行水分供給，水分通過主管道流入各支管，漫灌于作物根部，該方法會(huì)在土壤表面出現(xiàn)大面積的水分流失，而不能完全被作用根部吸收，造成水資源浪費(fèi)，水的利用率低，作物也不能獲得最佳生長(zhǎng)。

現(xiàn)有的微灌技術(shù)，僅對(duì)有效范圍內(nèi)的土壤進(jìn)行灌溉，可人為控制滴水速度，還可根據(jù)作物生長(zhǎng)所需調(diào)節(jié)滴水速度，在保證作物根系獲得充分水分的同時(shí)，避免出現(xiàn)地面徑流、根系水分過度飽和、深層滲漏等，其缺點(diǎn)在于，只考慮作物生長(zhǎng)階段所需水分，而不考慮作物生長(zhǎng)環(huán)境因素，而不考慮作物生長(zhǎng)環(huán)境引起騰發(fā)量，在給作物供水時(shí)，會(huì)出現(xiàn)供水不足的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，解決現(xiàn)有灌溉系統(tǒng)存在的水的利用率低，不能為作物提供所需的充足水分的問題。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述問題：

一種自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，包括溫濕度檢測(cè)模塊、光強(qiáng)檢測(cè)模塊、凈輻射檢測(cè)模塊、控制器模塊、箱體以及微潤(rùn)帶；所述溫濕度檢測(cè)模塊的輸出端與控制器模塊相連；所述光強(qiáng)檢測(cè)模塊的輸出端與控制器模塊相連；所述凈輻射檢測(cè)模塊的輸出端與控制器模塊相連；所述箱體設(shè)有出口，在所述出口設(shè)有控制開關(guān)，所述控制開關(guān)與控制器模塊相連，所述控制開關(guān)根據(jù)控制器模塊的指令打開或關(guān)閉出口；所述箱體的出口與微潤(rùn)帶固連，出口打開時(shí)，箱體內(nèi)的水流入微潤(rùn)帶；所述微潤(rùn)帶埋設(shè)于外部土壤下。

進(jìn)一步地，還包括無線傳輸模塊和終控端；所述控制器模塊經(jīng)無線傳輸模塊與終控端相連。

進(jìn)一步地，還包括液位檢測(cè)模塊、泵以及電磁閥；所述液位檢測(cè)模塊置于箱體中，所述液位檢測(cè)模塊的輸出端與控制器模塊相連；所述控制器模塊經(jīng)繼電器模塊與泵的控制端相連；控制器模塊向繼電器模塊發(fā)送觸發(fā)信號(hào)，泵上電，將外部蓄物池的水抽至箱體中；所述泵經(jīng)輸送管與箱體相連，所述電磁閥設(shè)置在輸送管內(nèi)，所述電磁閥的控制端與控制器模塊相連。

進(jìn)一步地，所述微潤(rùn)帶為三層管狀結(jié)構(gòu)，分別為內(nèi)層、中間層和外層；所述內(nèi)層為半透膜層，所述中間層為支撐層，所述外層為無紡布層；所述支撐層的兩側(cè)分別嵌入至半透膜層和無紡布層中；所述無紡布層緊密包裹在支撐層上。

進(jìn)一步地，所述微潤(rùn)帶埋設(shè)在土壤下10-15cm處。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是：

1、設(shè)置溫濕度檢測(cè)模塊檢測(cè)作物生長(zhǎng)環(huán)境的溫濕度，溫濕度數(shù)據(jù)用于判斷作物是否需要添加水分；設(shè)置凈輻射檢測(cè)模塊檢測(cè)作物生長(zhǎng)環(huán)境中空氣的凈輻射，設(shè)置光強(qiáng)檢測(cè)模塊檢測(cè)作用生長(zhǎng)環(huán)境中的光照強(qiáng)度，凈輻射數(shù)據(jù)和光強(qiáng)數(shù)據(jù)用于計(jì)算作物的騰發(fā)量，用于推導(dǎo)作物即將需要的更準(zhǔn)確的水分量；微潤(rùn)帶埋設(shè)于土壤下，將水直接作用于根部下方，而不是裸露在空氣中，避免水分流失，提高水的利用率；本發(fā)明可檢測(cè)箱體內(nèi)儲(chǔ)備水量是否充足，還可基于理論上的作物生長(zhǎng)所需的水分?jǐn)?shù)值的基礎(chǔ)上，根據(jù)溫濕度、凈輻射、光強(qiáng)調(diào)整水分的供給，本發(fā)明通過微潤(rùn)帶進(jìn)行灌溉，并考慮作物生長(zhǎng)環(huán)境來調(diào)整水分的供給，在提高水的利用率的同時(shí)，還給作物提供所需的充足水分；

2、設(shè)置無線傳輸模塊和終控端，用戶可在終控端手動(dòng)調(diào)整各檢測(cè)參數(shù)的閾值，人為改動(dòng)作用的水分需求，實(shí)現(xiàn)灌溉的自動(dòng)和手動(dòng)操作；

3、微潤(rùn)帶為三層管狀結(jié)構(gòu)，設(shè)有半透膜層、支撐層和無紡布層，支撐層的兩側(cè)分別嵌入至半透膜層和無紡布層中，增強(qiáng)了微潤(rùn)帶的抗壓能力，延長(zhǎng)使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理框圖。

圖2為本發(fā)明微潤(rùn)帶的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)為：1、半透膜層；2、支撐層；3、無紡布層。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。

一種自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，包括溫濕度檢測(cè)模塊、光強(qiáng)檢測(cè)模塊、凈輻射檢測(cè)模塊、控制器模塊、箱體以及微潤(rùn)帶；所述溫濕度檢測(cè)模塊的輸出端與控制器模塊相連；所述光強(qiáng)檢測(cè)模塊的輸出端與控制器模塊相連；所述凈輻射檢測(cè)模塊的輸出端與控制器模塊相連；所述箱體設(shè)有出口，在所述出口設(shè)有控制開關(guān)，所述控制開關(guān)與控制器模塊相連，所述控制開關(guān)根據(jù)控制器模塊的指令打開或關(guān)閉出口；所述箱體的出口與微潤(rùn)帶固連，出口打開時(shí)，箱體內(nèi)的水流入微潤(rùn)帶；所述微潤(rùn)帶埋設(shè)于外部土壤下。

溫濕度檢測(cè)模塊為溫濕度傳感器，檢測(cè)作物生長(zhǎng)環(huán)境的溫度和濕度，將溫度和濕度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸入至控制器模塊中，由控制器模塊根據(jù)溫濕度信號(hào)判斷是否需要給作物輸送水。溫濕度信號(hào)可用于計(jì)算作物的騰發(fā)量，用于預(yù)測(cè)作物下一步需要多少水。

光強(qiáng)檢測(cè)模塊為光強(qiáng)傳感器，檢測(cè)作物生長(zhǎng)環(huán)境的光照強(qiáng)度，將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸入至控制器模塊中，用于計(jì)算作物的騰發(fā)量，便于獲知作物即將需要多少水，及時(shí)為作物輸送水。

凈輻射檢測(cè)模塊為凈輻射傳感器，檢測(cè)作物生長(zhǎng)環(huán)境的凈輻射，將凈輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸入至控制器模塊中，用于計(jì)算作物的騰發(fā)量，獲知作物下一步需要多少水，以便及時(shí)調(diào)整灌溉策略，為作物輸送水。凈輻射傳感器檢測(cè)地表與大氣體系輻射收支的結(jié)果，檢測(cè)的是全波段輻射。

控制器模塊主要是接收各檢測(cè)模塊的數(shù)據(jù)，進(jìn)行運(yùn)算、處理和控制?？刂破髂K根據(jù)溫度、凈輻射數(shù)據(jù)，計(jì)算作物的騰發(fā)量，再根據(jù)土壤水分修正系數(shù)、光照強(qiáng)度、不同作物系數(shù)，推導(dǎo)出作物的日常需水量，便于實(shí)時(shí)發(fā)出灌溉預(yù)報(bào)。

箱體用于放置水，控制器模塊控制箱體的控制開關(guān)的通斷，打開或關(guān)閉箱體的出口，向微潤(rùn)帶提供水，或停止向微潤(rùn)帶提供水。

微潤(rùn)帶微潤(rùn)帶為三層管狀結(jié)構(gòu)，分別為內(nèi)層、中間層和外層；所述內(nèi)層為半透膜層1，所述中間層為支撐層2，所述外層為無紡布層3；所述支撐層2的兩側(cè)分別嵌入至半透膜層1和無紡布層3中；所述無紡布層3緊密包裹在支撐層2上。半透膜層1的內(nèi)外表面均設(shè)有均勻密集布置的微潤(rùn)孔，使得內(nèi)部水分緩緩向外溢出；支撐層2增加微潤(rùn)帶的強(qiáng)度，提高抗壓力，地表重型機(jī)械裝置經(jīng)過時(shí)，微潤(rùn)帶不產(chǎn)生形變或損壞；無紡布層用于實(shí)現(xiàn)外部防護(hù)。

半透膜是一種只允許某種分子或離子擴(kuò)散進(jìn)出的薄膜，是對(duì)不同粒子的通過具有選擇性的薄膜。半透膜由高分子材料經(jīng)特殊工藝制程，只允許水分子透過，不允許溶質(zhì)通過。本發(fā)明半透膜層的厚度為0.045mm至0.055mm，該厚度下水分自由滲通過微潤(rùn)孔滲透出微潤(rùn)帶。

無紡布由定向或隨機(jī)的纖維構(gòu)成，是一種不需要紡紗織布形成的織物，具有防潮、透氣、柔韌、可循環(huán)再用的特點(diǎn)。無紡布由100％纖維組成，多孔、透氣性佳，可用作農(nóng)業(yè)用灌溉布。

在微潤(rùn)帶還可設(shè)置泥沙排泄口和控制開關(guān)，可在控制器模塊的控制下，定時(shí)向微潤(rùn)帶控制開關(guān)發(fā)送信號(hào)，打開泥沙排泄口，將灌溉過程中水中的廢物排出微潤(rùn)帶。

本發(fā)明的微潤(rùn)帶埋設(shè)在土壤下10-15cm處，在該深度范圍內(nèi)，水通過微潤(rùn)帶滲透到作用，實(shí)現(xiàn)自上而下的灌溉，滿足作用生長(zhǎng)發(fā)育的需求。進(jìn)一步地，埋設(shè)在該深度下，大型機(jī)械裝置經(jīng)過時(shí)，能避免產(chǎn)生形變或損壞。

進(jìn)一步還包括無線傳輸模塊和終控端；所述控制器模塊經(jīng)無線傳輸模塊與終控端相連。用戶可在終控端手動(dòng)調(diào)整各檢測(cè)參數(shù)的參數(shù)值，相應(yīng)指令通過無線傳輸模塊發(fā)送至控制器模塊中，控制器模塊根據(jù)指令調(diào)整箱體向微潤(rùn)帶輸送的供水量。本發(fā)明該方式的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)灌溉的自動(dòng)和手動(dòng)雙向操作。

進(jìn)一步還包括液位檢測(cè)模塊、泵以及電磁閥；所述液位檢測(cè)模塊置于箱體中，所述液位檢測(cè)模塊的輸出端與控制器模塊相連；所述控制器模塊經(jīng)繼電器模塊與泵的控制端相連；控制器模塊向繼電器模塊發(fā)送觸發(fā)信號(hào)，泵上電，將外部蓄物池的水抽至箱體中；所述泵經(jīng)輸送管與箱體相連，所述電磁閥設(shè)置在輸送管內(nèi)，所述電磁閥的控制端與控制器模塊相連。

液位檢測(cè)模塊用于檢測(cè)箱體的水量，在水量低于預(yù)設(shè)的下限液位值時(shí)，控制器模塊啟動(dòng)泵，將外部蓄水池的水抽至箱體中存儲(chǔ)，直至水量達(dá)到預(yù)設(shè)的上限液位值。還設(shè)置有電磁閥，主要用于防止在關(guān)閉水泵時(shí)產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象。每次停止向箱體送水時(shí)，先關(guān)閉電磁閥，再關(guān)閉水泵。

本發(fā)明的工作過程為：

控制器模塊運(yùn)用程序算法，根據(jù)溫濕度、光強(qiáng)和凈輻射信號(hào)計(jì)算騰發(fā)量，并推導(dǎo)作物所需水量日常需水量，控制器模塊根據(jù)推導(dǎo)結(jié)果控制箱體流向微潤(rùn)帶的流水量，微潤(rùn)帶的水滲入作物根系，為作物提供水分；檢測(cè)箱體內(nèi)水的液位，在液位低于下限閾值時(shí)，通過泵向箱體輸送水，以保證用水供給；溫濕度、光強(qiáng)、凈輻射、騰發(fā)量、所需水量、液位等信息經(jīng)無線傳輸模塊發(fā)送至終控端，用戶可在終控端查看數(shù)據(jù)，還可在終控端設(shè)置需水量，并將信息傳送至控制器模塊，由控制器模塊根據(jù)傳輸來的信息調(diào)整箱體向微潤(rùn)帶的輸水量，以調(diào)整灌溉策略。