一种自动灌溉系统的制作方法

本发明涉及作物的水分自动供给，特别是涉一种自动灌溉系统。

背景技术：

我国是农业大国，主要依赖作物维持经济的发展。作物生长过程中，可能会遇到水资源不足或季节性干旱，水分不足会阻碍作用的生长和发育，因此，有必要根据需求开发自动节水灌溉系统，满足作物的生长需求，促使传统农业向优质、高产和高效的现代农业发展。

现有的自动灌溉系统，通常是仅仅根据植物生长期所需的水分定时、定量进行水分供给，水分通过主管道流入各支管，漫灌于作物根部，该方法会在土壤表面出现大面积的水分流失，而不能完全被作用根部吸收，造成水资源浪费，水的利用率低，作物也不能获得最佳生长。

现有的微灌技术，仅对有效范围内的土壤进行灌溉，可人为控制滴水速度，还可根据作物生长所需调节滴水速度，在保证作物根系获得充分水分的同时，避免出现地面径流、根系水分过度饱和、深层渗漏等，其缺点在于，只考虑作物生长阶段所需水分，而不考虑作物生长环境因素，而不考虑作物生长环境引起腾发量，在给作物供水时，会出现供水不足的情况。

技术实现要素：

本发明提供一种自动灌溉系统，解决现有灌溉系统存在的水的利用率低，不能为作物提供所需的充足水分的问题。

本发明通过以下技术方案解决上述问题：

一种自动灌溉系统，包括温湿度检测模块、光强检测模块、净辐射检测模块、控制器模块、箱体以及微润带；所述温湿度检测模块的输出端与控制器模块相连；所述光强检测模块的输出端与控制器模块相连；所述净辐射检测模块的输出端与控制器模块相连；所述箱体设有出口，在所述出口设有控制开关，所述控制开关与控制器模块相连，所述控制开关根据控制器模块的指令打开或关闭出口；所述箱体的出口与微润带固连，出口打开时，箱体内的水流入微润带；所述微润带埋设于外部土壤下。

进一步地，还包括无线传输模块和终控端；所述控制器模块经无线传输模块与终控端相连。

进一步地，还包括液位检测模块、泵以及电磁阀；所述液位检测模块置于箱体中，所述液位检测模块的输出端与控制器模块相连；所述控制器模块经继电器模块与泵的控制端相连；控制器模块向继电器模块发送触发信号，泵上电，将外部蓄物池的水抽至箱体中；所述泵经输送管与箱体相连，所述电磁阀设置在输送管内，所述电磁阀的控制端与控制器模块相连。

进一步地，所述微润带为三层管状结构，分别为内层、中间层和外层；所述内层为半透膜层，所述中间层为支撑层，所述外层为无纺布层；所述支撑层的两侧分别嵌入至半透膜层和无纺布层中；所述无纺布层紧密包裹在支撑层上。

进一步地，所述微润带埋设在土壤下10-15cm处。

本发明的优点与效果是：

1、设置温湿度检测模块检测作物生长环境的温湿度，温湿度数据用于判断作物是否需要添加水分；设置净辐射检测模块检测作物生长环境中空气的净辐射，设置光强检测模块检测作用生长环境中的光照强度，净辐射数据和光强数据用于计算作物的腾发量，用于推导作物即将需要的更准确的水分量；微润带埋设于土壤下，将水直接作用于根部下方，而不是裸露在空气中，避免水分流失，提高水的利用率；本发明可检测箱体内储备水量是否充足，还可基于理论上的作物生长所需的水分数值的基础上，根据温湿度、净辐射、光强调整水分的供给，本发明通过微润带进行灌溉，并考虑作物生长环境来调整水分的供给，在提高水的利用率的同时，还给作物提供所需的充足水分；

2、设置无线传输模块和终控端，用户可在终控端手动调整各检测参数的阈值，人为改动作用的水分需求，实现灌溉的自动和手动操作；

3、微润带为三层管状结构，设有半透膜层、支撑层和无纺布层，支撑层的两侧分别嵌入至半透膜层和无纺布层中，增强了微润带的抗压能力，延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明结构原理框图。

图2为本发明微润带的结构示意图。

图中标号为：1、半透膜层；2、支撑层；3、无纺布层。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

一种自动灌溉系统，包括温湿度检测模块、光强检测模块、净辐射检测模块、控制器模块、箱体以及微润带；所述温湿度检测模块的输出端与控制器模块相连；所述光强检测模块的输出端与控制器模块相连；所述净辐射检测模块的输出端与控制器模块相连；所述箱体设有出口，在所述出口设有控制开关，所述控制开关与控制器模块相连，所述控制开关根据控制器模块的指令打开或关闭出口；所述箱体的出口与微润带固连，出口打开时，箱体内的水流入微润带；所述微润带埋设于外部土壤下。

温湿度检测模块为温湿度传感器，检测作物生长环境的温度和湿度，将温度和湿度信号转换为电信号，输入至控制器模块中，由控制器模块根据温湿度信号判断是否需要给作物输送水。温湿度信号可用于计算作物的腾发量，用于预测作物下一步需要多少水。

光强检测模块为光强传感器，检测作物生长环境的光照强度，将光照强度转换为电信号，输入至控制器模块中，用于计算作物的腾发量，便于获知作物即将需要多少水，及时为作物输送水。

净辐射检测模块为净辐射传感器，检测作物生长环境的净辐射，将净辐射信号转换为电信号，输入至控制器模块中，用于计算作物的腾发量，获知作物下一步需要多少水，以便及时调整灌溉策略，为作物输送水。净辐射传感器检测地表与大气体系辐射收支的结果，检测的是全波段辐射。

控制器模块主要是接收各检测模块的数据，进行运算、处理和控制。控制器模块根据温度、净辐射数据，计算作物的腾发量，再根据土壤水分修正系数、光照强度、不同作物系数，推导出作物的日常需水量，便于实时发出灌溉预报。

箱体用于放置水，控制器模块控制箱体的控制开关的通断，打开或关闭箱体的出口，向微润带提供水，或停止向微润带提供水。

微润带微润带为三层管状结构，分别为内层、中间层和外层；所述内层为半透膜层1，所述中间层为支撑层2，所述外层为无纺布层3；所述支撑层2的两侧分别嵌入至半透膜层1和无纺布层3中；所述无纺布层3紧密包裹在支撑层2上。半透膜层1的内外表面均设有均匀密集布置的微润孔，使得内部水分缓缓向外溢出；支撑层2增加微润带的强度，提高抗压力，地表重型机械装置经过时，微润带不产生形变或损坏；无纺布层用于实现外部防护。

半透膜是一种只允许某种分子或离子扩散进出的薄膜，是对不同粒子的通过具有选择性的薄膜。半透膜由高分子材料经特殊工艺制程，只允许水分子透过，不允许溶质通过。本发明半透膜层的厚度为0.045mm至0.055mm，该厚度下水分自由渗通过微润孔渗透出微润带。

无纺布由定向或随机的纤维构成，是一种不需要纺纱织布形成的织物，具有防潮、透气、柔韧、可循环再用的特点。无纺布由100％纤维组成，多孔、透气性佳，可用作农业用灌溉布。

在微润带还可设置泥沙排泄口和控制开关，可在控制器模块的控制下，定时向微润带控制开关发送信号，打开泥沙排泄口，将灌溉过程中水中的废物排出微润带。

本发明的微润带埋设在土壤下10-15cm处，在该深度范围内，水通过微润带渗透到作用，实现自上而下的灌溉，满足作用生长发育的需求。进一步地，埋设在该深度下，大型机械装置经过时，能避免产生形变或损坏。

进一步还包括无线传输模块和终控端；所述控制器模块经无线传输模块与终控端相连。用户可在终控端手动调整各检测参数的参数值，相应指令通过无线传输模块发送至控制器模块中，控制器模块根据指令调整箱体向微润带输送的供水量。本发明该方式的设置，实现灌溉的自动和手动双向操作。

进一步还包括液位检测模块、泵以及电磁阀；所述液位检测模块置于箱体中，所述液位检测模块的输出端与控制器模块相连；所述控制器模块经继电器模块与泵的控制端相连；控制器模块向继电器模块发送触发信号，泵上电，将外部蓄物池的水抽至箱体中；所述泵经输送管与箱体相连，所述电磁阀设置在输送管内，所述电磁阀的控制端与控制器模块相连。

液位检测模块用于检测箱体的水量，在水量低于预设的下限液位值时，控制器模块启动泵，将外部蓄水池的水抽至箱体中存储，直至水量达到预设的上限液位值。还设置有电磁阀，主要用于防止在关闭水泵时产生虹吸现象。每次停止向箱体送水时，先关闭电磁阀，再关闭水泵。

本发明的工作过程为：

控制器模块运用程序算法，根据温湿度、光强和净辐射信号计算腾发量，并推导作物所需水量日常需水量，控制器模块根据推导结果控制箱体流向微润带的流水量，微润带的水渗入作物根系，为作物提供水分；检测箱体内水的液位，在液位低于下限阈值时，通过泵向箱体输送水，以保证用水供给；温湿度、光强、净辐射、腾发量、所需水量、液位等信息经无线传输模块发送至终控端，用户可在终控端查看数据，还可在终控端设置需水量，并将信息传送至控制器模块，由控制器模块根据传输来的信息调整箱体向微润带的输水量，以调整灌溉策略。