一种适用于柑橘种植的智慧灌溉系统的制作方法

1.本实用新型涉及智慧农业领域，尤其涉及一种适用于柑橘种植的智慧灌溉系统。


背景技术：

2.柑橘是中国栽培面积最大、产量最高和消费量最大的水果，我国主要的柑橘生产区位于广西、湖南、江西、四川等季节性干旱区，由于受季风和地形条件的影响，水资源时空分布不均，季节性干旱频发，工程性缺水问题突出，严重限制了柑橘产量和品质的稳步提升，粗放的农业用水管理模式也制约了柑橘产业的可持续发展。
3.因此，一种具有节水、省力、增效优点的节水灌溉方案就成了本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.为了解决以上问题，本实用新型的目的是提供一种具有节水、省力、增效优点的节水灌溉方案。
5.为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：
6.一种适用于柑橘种植的智慧灌溉系统，包括远程控制平台、田间监测中心和田间灌溉系统；
7.所述远程控制平台包括用于计算和决策的云计算平台；
8.所述田间监测中心与所述远程控制平台信号连接；所述田间监测中心包括用于监测和预报农田气象信息的农田气象监测单元和用于监测果树生理生长指标的作物长势监测单元；
9.所述田间灌溉系统与所述远程控制平台信号连接；所述田间灌溉系统包括无线控制单元、被所述无线控制单元控制用于实现灌溉的灌溉设备单元。
10.在一些较优的实施例中，所述田间监测中心还包括用于土壤物理指标连续监测的土壤墒情监测单元。
11.在一些较优的实施例中，所述农田气象监测单元包括可对空气温度、空气湿度、照度、风向、风速、雨量、总辐射进行全天候原位测量的小型气象站。
12.在一些较优的实施例中，所述作物长势监测单元包括网络型高清摄像机。
13.在一些较优的实施例中，所述无线控制单元包括电连接的无线阀门控制器和脉冲电磁阀；所述无线阀门控制器安装于所述灌溉设备单元的进水管路上。
14.在一些较优的实施例中，所述灌溉设备单元包括采用顶帽折射微喷头的微喷灌设备、采用4爪滴箭的滴灌设备、采用环形滴灌管或渗灌小管的渗灌设备。
15.在一些较优的实施例中，所述土壤墒情监测单元包括可实时测量土壤温度、土壤湿度及土壤电导率信息的三合一监测站。
16.在一些较优的实施例中，所述远程控制平台实现农田环境信息的接收，综合田间监测中心提供的数据，根据灌溉模型生成匹配的灌溉决策，对灌溉设备进行参数配置和联
网控制，并提供可视化的农田环境信息和设备控制信息。
17.有益效果
18.本实用新型能够提高柑橘种植园区的管理水平，节省劳动力，具有良好的节水效果，提高柑橘品质和产量，促进农业增产、农民增收，经济效益显著。
附图说明
19.图1为本实用新型一种较优实施例的结构示意图；
20.图2为本实用新型另一种较优实施例的结构示意图；
21.图中：1、远程控制平台；2、田间监测中心；3、田间灌溉系统；101、云计算平台；201、农田气象监测单元；202、作物长势监测单元；203、土壤墒情监测单元；301、无线控制单元；302、灌溉设备单元；
具体实施方式
22.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.实施例1
24.如图1所示，本实施例提供了一种适用于柑橘种植的智慧灌溉系统，包括远程控制平台1、田间监测中心2和田间灌溉系统3；
25.所述远程控制平台1包括用于计算和决策的云计算平台101；
26.所述田间监测中心2与所述远程控制平台1信号连接；所述田间监测中心2包括用于监测和预报农田气象信息的农田气象监测单元201和用于监测果树生理生长指标的作物长势监测单元202；
27.所述田间灌溉系统3与所述远程控制平台1信号连接；所述田间灌溉系统3包括无线控制单元301、被所述无线控制单元301控制用于实现灌溉的灌溉设备单元302。
28.应当理解的是，本实用新型所提出的系统按照柑橘的需水要求进行精准、智慧灌溉。在柑橘的不同生长阶段，通过田间监测中心2原位实时监测，将数据传输至远程控制平台1，经云计算平台101计算分析后，将灌溉控制指令发送至田间灌溉系统3，达到灌溉要求后，停止灌溉，实现了“按需灌溉”。
29.进一步的是，如图2所示，为了始终将土壤湿度控制在最佳范围，保证柑橘优质生长，不会发生过量灌溉和灌溉不足的情况，在一些较优的实施例中，所述田间监测中心2还包括用于土壤物理指标连续监测的土壤墒情监测单元203。
30.通过土壤墒情监测单元203可以实时监测不同深度的土壤湿度，保证柑橘在不同生长阶段其根系所处位置的水分供给，同时又避免因为过分灌溉导致空气不足的问题，有效提高水分利用率，节约资源，科学调控。
31.实施例2
32.本实施例是在上述实施例1的基础上展开的，具体给出了上述系统的具体组成。
33.所述农田气象监测单元201包括可对空气温度、空气湿度、照度、风向、风速、雨量、总辐射进行全天候原位测量的小型气象站。所述小型气象站可以安装在田间合适位置，通过无线传输协议如rs485通讯协议等将数据传输到远程控制平台1上，用于统计分析和处理。应当理解的是，为了存储田间长时间监测累积的大量数据，所述远程控制平台1可以包括数据存储服务器。
34.所述作物长势监测单元202包括网络型高清摄像机。所述网络型高清摄像机可以采用高清红外相机摄像头，通过有线网桥和有线路由器的方式实现对农田的覆盖。通过相机摄像头可获取果树长势情况及病虫害情况，管理人员观察到图像进行判断病虫害，并且可通过网络向专家进行咨询。只要能够上网就可以根据用户权限进行远程的图像访问，实现多点、在线、便捷的监测方式。进一步的是，所述作物长势监测单元202与所述远程控制平台1信号连接，且将所述视频图像数据存储在数据存储服务器，方便管理人员可在任意地点通过浏览器查看视频，实时动态了解作物生长状况及井房设备的运行状况。
35.所述无线控制单元301包括电连接的无线阀门控制器和脉冲电磁阀；所述无线阀门控制器安装于所述灌溉设备单元302的进水管路上。所述无线阀门控制器通过线缆连接脉冲电磁阀，实现脉冲电磁阀启闭控制，无线阀门控制器采用高性能蓄电池配合太阳能充电，具有无线通讯组网功能，能够支持控制一路脉冲电磁阀、接收一路状态反馈，是无线通讯的终端节点。采用全无线漫游组网，田间不铺设线路，通过分区管理，级联通讯，实现数据的远程传输，无线通讯距离最远达到3km。每一个无线阀门控制器都有1个专用地址，根据轮灌制度确定启闭，远程控制平台1给开启的无线阀门控制器的专用地址下命令，无线阀门控制器控制脉冲电磁阀开启灌水。
36.所述灌溉设备单元302包括采用顶帽折射微喷头的微喷灌设备、采用4爪滴箭的滴灌设备、采用环形滴灌管或渗灌小管的渗灌设备。在另一些较优的实施例中，所述顶帽折射微喷头的工作流量为60l/h,工作压力0.25mpa；4爪滴箭的工作流量为16l/h,工作压力0.25mpa；环形滴灌管工作流量为32l/h,工作压力0.25mpa；渗灌小管的工作流量为16l/h,工作压力0.25mpa。
37.实施例3
38.本实施例是在上述实施例1的基础上展开的，具体给出了上述系统的具体工作方法和原理。
39.所述远程控制平台1实现农田环境信息的接受，综合田间监测中心2提供的数据，生成匹配的灌溉模型，对灌溉设备进行参数配置和联网控制，并提供可视化的农田环境信息和设备控制信息。
40.应当理解的是，本实施例所述灌溉模型可以由本领域技术人员根据具体的柑橘种植区因地制宜，根据作物类别、种植方式和土壤环境等因素选择适宜的灌溉模型。在一些较优的实施例中，可以采用原位观测、理论分析和数值模拟相结合的方法，分析柑橘种植区水碳通量变化特征及水分运移转化规律，以提高水分利用效率为原则，以节水提质稳产为目标提出一种基于水分精准调控的滴灌柑橘智慧灌溉模型。进一步的，还可以通过分析不同灌水处理下柑橘叶片生理指标(净光合速率、蒸腾速率及气孔导度)和冠层结构(lai、叶倾角、空隙度)的变化过程，以及不同灌水处理下柑橘果实产量和品质(可溶性糖、有机酸、vc等)的变化规律，揭示柑橘节水提质稳产的水分调控机制。在厘清柑光合指标及果实产量、
品质对水分调控响应机制的基础上，通过构建柑橘“水分-产量”模型和“水分-品质”模型提出不同生育期抑制冠层生长冗余和奢侈蒸腾、提高水光利用效率、提高品质稳定产量的水分调控阈值，进而构建一种适用于滴灌柑橘的智慧灌溉模型。
41.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。