[发明专利]土壤墒情和预交水费双因子自动灌溉控制系统

说明书

（一）技术领域

    本发明涉及一种土壤墒情和预交水费双因子自动灌溉控制系统，属于水利建设领域。

（二）背景技术

我国水资源非常短缺，而用于粮食生产的灌溉水量又非常之大。异常突出的水资源供需矛盾迫使人们从技术和管理两个方面进行节水和提高粮食产量。虽然传统的大水漫灌已基本得到控制，但灌溉技术和管理依然十分粗放、灌溉水利用率还较低。用现代先进的监测控制技术提高灌溉水利用率和灌溉管理水平是当前发展节水农业的重要内容。

（三）发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种土壤墒情和预交水费双因子自动灌溉控制系统，专门用于预交水费和基于作物根系适宜土壤含水率的双因子精准灌溉控制。

一种土壤墒情和预交水费双因子自动灌溉控制系统，由安装在电机泵或电动阀现场、需浇灌农田和预收费灌溉管理中心的各种设备组成；其中：

在电机泵或电动阀现场，安装有电机泵或电动阀、泵阀电气控制箱、远传发信水表、灌溉输水管道、预收费控制器、移动通信模块；远传发信水表和电机泵或电动阀安装在灌溉输水管道上；泵阀电气控制箱与电机泵或电动阀连接；泵阀电气控制箱上连接有预收费控制器和移动通信模块；

在需浇灌的农田，安装有土壤水分传感器、单路输入数显控制仪、移动通信模块；单路输入数显控制仪上连接有土壤水分传感器和移动通信模块；

在预收费灌溉管理中心安装有预收水费管理软件的计算机、写卡器、射频卡；写卡器连接到装有预收水费管理软件的计算机上，使用时，射频卡可放置在写卡器上。

所述的电机泵或电动阀现场和需浇灌农田之间通过无线通信模块发送或接收信息。

本发明采用的所有元器件易于购买且质量成熟可靠，系统连接组装简单，仪表设置易于掌握，系统运行安全可靠。应用本发明既可实时监测农田土壤含水率的数值和变化过程、又可根据某种作物正常生长所要求的各生育阶段根系土壤含水率适宜范围进行控制的上下限设定、又能要求用水户于灌溉前到预收费灌溉管理中心先交水费再进行刷卡赋值，从而实现了基于作物根系适宜土壤含水率监测和预交水费的双因子自动精准灌溉控制。

（四）附图说明

图1为安装在电机泵或电动阀现场的设备连接示意图；

图2为安装在需浇灌农田的设备连接示意图；

图3为安装在预收费灌溉管理中心设备连接示意图。

图中：1.电机泵或电动阀   2.泵阀电气控制箱  3.远传发信水表   4.灌溉输水管道  5.预收费控制器   6.移动通信模块   7.土壤水分传感器   8.单路输入数显控制仪 9.装有预收水费管理软件的计算机  10.写卡器  11.射频卡

（五）具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：

如图1、图2和如图3所示为本发明的一个实施例。

如图1所示，远传发信水表3和电机泵或电动阀1安装在灌溉输水管道4上；泵阀电气控制箱2与电机泵或电动阀1连接；泵阀电气控制箱上连接有预收费控制器5和移动通信模块6；

如图2所示，单路输入数显控制仪8上连接有土壤水分传感器7和移动通信模块；

如图3所示，写卡器10连接到装有预收水费管理软件的计算机9上，使用时，射频卡11可放置在写卡器10上。

电机泵或电动阀现场、需浇灌农田之间可通过无线通信模块发送或接收信息。

本发明所述系统中的各设备按上述顺序连接后，可按如下步骤进行：

第一步，用水户人员持射频卡11到预收费灌溉管理中心办公室，预交一定数额的水费后，由管理人员将其携带的射频卡11放置写卡器10上，再操作装有预收水费管理软件的计算机9，将已预交的水费额充到射频卡11上；

第二步，用水户人员持射频卡11到电机泵或电动阀1现场，对着预收费控制器5进行刷卡赋值将水费转存到预收费控制器5上；

第三步，在需浇灌的农田现场，土壤水分传感器7和单路输入数显控制仪8实时监测和显示着作物根系活动层土壤含水率的数值，当该数值低至预先设定的适宜含水率下限时，立即发出开启信号并由移动通信模块6发送和接收，将开启信号传给泵阀电气控制箱2；

第四步，接到开启信号的泵阀电气控制箱2立即启动电机泵或电动阀1，开始向灌溉输水管道4送水进行灌溉；

第五步，与此同时远传发信水表3准确记录着输出的灌溉水量之数值，并将该灌溉水量数值信号传送给预收费控制器5，在预收费控制器5的显示屏上随灌溉水量的累加不断递减着水费数额值；