CN111272228A - 一种水田灌水量自动监测装置 - Google Patents

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CN111272228A CN202010215732.8A CN202010215732A CN111272228A CN 111272228 A CN111272228 A CN 111272228A CN 202010215732 A CN202010215732 A CN 202010215732A CN 111272228 A CN111272228 A CN 111272228A
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郭相平
朱建彬
陈盛
郭守岩
张秫瑄
曹克文
程济帆
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    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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Abstract

本发明公开了一种水田灌水量自动监测装置，包括自记雨量计、水位计、支柱，所述自记雨量计与水位计从上到下依序固定在支柱上方；支柱为空腔结构，一部分***地面以下，***地下与地上部分之间设置隔板，地上部分侧壁设透水孔和过滤材料；所述自动监测装置还包括GPRS无线发射器、电源模块、远程控制模块，电源模块为自记雨量计、水位计、GPRS无线发射器供电；所述远程控制模块包括GPRS无线接收器、数据处理器和显示终端。本发明提供的水田灌水量自动监测装置，采用太阳能电池作为供电电源，持续供电，适合长时间的野外工作环境；利用雨量计、水位计自动监测水田的有效灌水量及耗水量信息并存储、发送至接收终端，实现水田灌水量的自动监测。

Description

一种水田灌水量自动监测装置
技术领域
本发明涉及一种水田灌水量自动监测装置，属于农业灌溉科研与生产技术领域。
背景技术
灌溉用水量监测是实现节水优先、定额管理的基础。尤其是近年来全国开展的灌溉水有效利用系数测算工作，需要在各灌区开展作物灌溉用水量观测工作。水稻是南方灌溉耗水最大的作物，目前常用的灌水量测算方法包括两种：一是人工采用测针或者水尺现场额定，精度较高，但工作量大，人工成本高，不适合大面积应用；二是采用自计水位计测定，该方法自动化程度高，但该方法只能测算水田水位变化，无法直接分析灌溉用水量，必须和雨量计配合，通过人工分析获得灌水量数据。而且目前市场上未见具有适于水田浅水层测量，且能长时间连续记录的仪器。开发一种能长时间野外工作，具有测算和自动分析功能的灌水监测仪，对于科学研究和灌溉管理，具有重要意义。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种水田灌水量自动监测装置，解决了目前人工测量效率低以及缺少自动记录和分析灌水量的技术问题。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种水田灌水量自动监测装置，包括自记雨量计、水位计、支柱，所述自记雨量计与水位计从上到下依序固定在支柱上方；
所述支柱为空腔结构，支柱的一部分***地面以下，***地下的部分与地上部分之间设置隔板，地上部分支柱侧壁设有透水孔和过滤材料；
所述自动监测装置还包括GPRS无线发射器、电源模块、远程控制模块，电源模块为自记雨量计、水位计、GPRS无线发射器供电，水位计与自记雨量计均与GPRS无线发射器进行数据传输连接；所述远程控制模块包括GPRS无线接收器、数据处理器和显示终端。
进一步地，所述自记雨量计包括盛水器、称重传感器和数据存储器，所述称重传感器设于盛水器底部，称重传感器与数据存储器通过数据线连接，数据存储器与GPRS无线发射器通过数据线连接。
进一步地，所述水位计为激光测距仪。
进一步地，所述电源模块为太阳能电池。
进一步地，所述太阳能电池通过支架固定在支柱外壁。
进一步地，所述水位计的测距探头距离地面至少25cm。
有益效果：本发明所提供的一种水田灌水量自动监测装置，采用太阳能电池作为供电电源，可持续供电，适合长时间的野外工作环境；利用雨量计、水位计自动监测水田的有效灌水量及耗水量信息并存储、发送至接收终端，实现水田灌水量的自动监测。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为自记雨量计、水位计及支柱的结构示意图；
图3为支柱的剖面示意图；
图4为支柱与电源模块的连接关系示意图；
图5为自记雨量计的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
参阅图1-图5，一种水田灌水量自动监测装置，包括自记雨量计3、水位计2、支柱1，所述自记雨量计3与水位计2从上到下依序固定在支柱1上方。所述支柱1为空腔结构，支柱1的一部分***地面以下，***地下的部分与地上部分之间设置隔板11，以防止杂草生长影响测量结果；支柱的地上部分侧壁设有透水孔12和过滤材料。
所述自动监测装置还包括GPRS无线发射器5、电源模块4、远程控制模块，电源模块4为自记雨量计3、水位计2、GPRS无线发射器5供电，电源模块4具体采用太阳能电池，通过支架及螺丝、螺母安装在支柱外壁上。所述远程控制模块包括GPRS无线接收器6、数据处理器7和显示终端8，显示终端8可以是电脑或手机、平板等。GPRS无线发射器5与GPRS无线接收器6进行信息的无线传输。
所述自记雨量计3包括盛水器31、称重传感器32和数据存储器33，所述称重传感器32设于盛水器31底部，称重传感器32与数据存储器33通过数据线连接，数据存储器33与GPRS无线发射器5通过数据线连接。自记雨量计3以可调的测量频率自动监测降水量并进行数据存储和传输。
所述水位计2采用激光测距仪，以与自记雨量计3相同的测量频率动态监测水田水位变化，并存储水位信息，通过GPRS无线发射器5进行数据发送传输。安装水位计时，激光测距仪的测距探测头距离地面至少25cm。
本发明提供的水田灌水量自动监测装置工作原理及过程如下：
将支柱1埋入需要监测的水田内，地下部分30cm，以固定监测装置，地上部分20cm，然后从上到下依次将自记雨量计3、水位计2安装在支柱1上方，使得水位计2的测距探头距离地面25cm。安装好电源模块4，将水位计2、自记雨量计3、GPRS无线发射器5与电源模块4电连接，根据需求设定水位计2、自记雨量计3、GPRS无线发射器5的工作频率。灌水量自动监测装置正常工作时，自计雨量计3、水位计2将自动记录并保存水位信息，并将该信息在设定的频率下通过GPRS无线发射器5发送给GPRS无线接收器6，再传递给数据处理器7，数据处理器7中的分析软件将通过对接收到的信息进行分析，判别出由降雨及灌溉引起的田间水深变化，从而计算出有效灌水量和耗水强度，保存，并通过显示终端8实时显示出具体数据。
数据处理器7对接收到的来自自记雨量计3与水位计2的数据分析如下：
自记雨量计3监测到的某单位时间内的降雨量w1，盛水器31的盛水面积为S，计算降水深度值为h1=w1/(ρS)，根据水位计2监测田间实际水深h2，计算水田的有效灌水深度值h=h2-h1。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种水田灌水量自动监测装置，其特征在于：包括自记雨量计（3）、水位计（2）、支柱（1），所述自记雨量计（3）与水位计（2）从上到下依序固定在支柱（1）上方；
所述支柱（1）为空腔结构，支柱（1）的一部分***地面以下，***地下的部分与地上部分之间设置隔板（11），地上部分支柱侧壁设有透水孔（12）和过滤材料；
所述自动监测装置还包括GPRS无线发射器（5）、电源模块（4）、远程控制模块，电源模块（4）为自记雨量计（3）、水位计（2）、GPRS无线发射器（5）供电，水位计（2）与自记雨量计（3）均与GPRS无线发射器（5）进行数据传输连接；所述远程控制模块包括GPRS无线接收器（6）、数据处理器（7）和显示终端（8）。
2.根据权利要求1所述的一种水田灌水量自动监测装置，其特征在于：所述自记雨量计（3）包括盛水器（31）、称重传感器（32）和数据存储器（33），所述称重传感器（32）设于盛水器（31）底部，称重传感器（32）与数据存储器（33）通过数据线连接，数据存储器（33）与GPRS无线发射器（5）通过数据线连接。
3.根据权利要求1所述的一种水田灌水量自动监测装置，其特征在于：所述水位计（2）为激光测距仪。
4.根据权利要求1所述的一种水田灌水量自动监测装置，其特征在于：所述电源模块（4）为太阳能电池。
5.根据权利要求4所述的一种水田灌水量自动监测装置，其特征在于：所述太阳能电池通过支架固定在支柱（1）外壁。
6.根据权利要求1所述的一种水田灌水量自动监测装置，其特征在于：所述水位计（2）的测距探头距离地面至少25cm。
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