[发明专利]一种基于土壤湿度调节的智能高效喷灌系统和方法

权利要求书

1.一种基于土壤湿度调节的智能高效喷灌系统，其特征在于，包括环境信息采集模块、喷灌量信息采集模块、数据采集仪(3)、控制监测模块和喷灌装置；所述环境信息采集模块包括湿度传感器(4)、风速传感器(5)和蒸发传感器(6)，所述湿度传感器(4)用于收集作物生长过程中的土壤湿度信息；所述风速传感器(5)用于收集作物生长过程的风速信息；所述蒸发传感器(6)用于收集作物生长过程中的蒸发量信息；所述喷灌量信息采集模块包括出口压力传感器(9)和涡轮流量计(8)；所述出口压力传感器(9)用于采集深井水泵的扬程信息；所述涡轮流量计(8)用于采集深井水泵的流量信息；所述环境信息采集模块和喷灌量信息采集模块将采集到的信息传递至数据采集仪(3)；所述数据采集仪(3)将接收到的信息传递至控制监测模块；所述控制监测模块分析、处理接收到的信息、发出相应指令给喷灌装置，且显示处理后的信息；所述喷灌装置接收控制监测模块发出的指令后依指令执行；

所述喷灌装置包括深井水泵(10)、深水井(17)、配电柜(7)、变频器(12)、电机(11)、开关阀(13)、喷管(16)、喷头(15)和泵出水管(14)；所述深井水泵(10)放置于深水井(17)中，深井水泵(10)上端接泵出水管(14)；所述泵出水管(14)上依次设有出口压力传感器(9)、涡轮流量计(8)和开关阀(13)；所述泵出水管(14)的出水段设有多个喷管(16)，所述喷管(16)末端均连接喷头(15)。

2.根据权利要求1所述的一种基于土壤湿度调节的智能高效喷灌系统，其特征在于，所述控制监测模块为计算机(1)。

3.根据权利要求2所述的一种基于土壤湿度调节的智能高效喷灌系统，其特征在于，所述控制监测模块还包括手机(2)。

4.一种基于土壤湿度调节的智能高效喷灌系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)：装配好喷灌装置，连接并开启环境信息采集模块、喷灌量信息采集模块、数据采集仪(3)和控制监测模块；

(2)环境信息采集模块中的湿度传感器(4)、风速传感器(5)、蒸发传感器(6)实时采集作物生长过程的土壤湿度信息、风速信息、蒸发量信息；喷灌量信息采集模块中的出口压力传感器(9)和涡轮流量计(8)实时采集深井水泵的扬程和流量信息；数据采集仪(3)将采集到的环境信息和喷灌量信息传递至控制监测模块；

(3)控制监测模块分析、处理接收到的信息，并发出指令给喷灌装置；喷灌装置接收相应指令后调节喷灌量和喷头仰角；步骤(3)中所述控制监测模块分析、处理过程如下：

(1)当S≤S2时，直接启动喷灌装置喷灌，直至S＝S1时，停止喷灌；其中，S为该作物生长的实时土壤湿度，S2为该作物最佳浇水土壤湿度，S1为该作物最佳生长土壤湿度；

(2)当S2＜S＜S1，且V＜V₀，且M＜M₀时，启动喷灌，直至满足S＝S1或V＞V₀或M＞M₀中任意条件时，停止喷灌；其中，V为该作物生长环境的风速；V₀＝5.5m/s；M为该作物生长环境的蒸发量；M₀为该作物不适宜喷灌的蒸发量；

(3)当该作物的土壤湿度S≥S1时，不喷灌。

5.根据权利要求4所述的一种基于土壤湿度调节的智能高效喷灌系统的方法，其特征在于，还包括步骤(4)：通过手机的APP端输入作物特殊需水环境下的喷灌量信息和喷头仰角信息进行人工干预，将指令信息通过wifi传递至计算机，进而传递至喷灌装置，喷灌装置接收指令后相应执行。