(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210746213.3 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市钱塘新区白杨 街道2号大街1 158号 (72)发明人 武子健　陈凯　刘荣　 (51)Int.Cl. A01C 23/04(2006.01) A01G 25/16(2006.01) E02B 11/00(2006.01) H04N 7/18(2006.01) H04N 5/225(2006.01) H04N 5/247(2006.01) G01F 23/00(2022.01) G01N 33/18(2006.01) G01F 1/00(2022.01) (54)发明名称 一种水稻田智能化灌排水系统 (57)摘要 本发明属于农田灌排水技术领域， 涉及一种 水稻田智能化灌排水系统， 包括由溶液供给单元 和养分补充单元组成且将养分溶液与灌溉水溶 合并输送至稻田的灌溉首部， 灌溉终端、 监测模 块和控制模块。 本发明结合多传感器监测和实时 图像监测综合分析水稻生长状态， 以数据论证水 稻对水分与养料的需求， 避免传统的经验之谈， 用更加科学的方式进行灌溉作业； 通过无线控制 的进水口电磁阀和排水装置， 让农业生产者能足 不出户地完成对稻田 的补水与排水作业， 更加方 便与快捷， 具有较高的可靠性。 该系统不仅能满 足水稻生理、 生态需水， 提高单产， 改善品质， 改 善稻田生态， 而且能显著节水节本， 符合未来智 能化农业的发展方向。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 115088453 A 2022.09.23 CN 115088453 A 1.一种水稻 田智能化灌排水系统， 其特征在于： 包括由溶液供给单元和养分补充单元 组成且将养分溶液与灌溉水溶合并输送至稻田的灌溉首部， 灌溉终端、 监测模块和控制模 块； 所述灌溉终端包括位于稻田中的排水管， 分别与排水管和循环池相连的排水沟渠和位 于所述排水管正上方且且用于打开或关闭排水 管中排水口 的排水装置； 所述排水装置包括横梁架， 横跨于横梁架上的U型悬架， 通过U型悬架上的限位孔限制U 型悬架上下移动的 限位杆， 通过支撑杆与U 型悬架连接的推杆固定座， 通过螺栓与推杆固定 座连接的电动推杆， 通过销钉与电动推杆固定的缓冲器， 与缓冲器通过螺纹连接的锥体连 接件， 由电动推杆 带动进行打开或关闭排水 管中排水口 的椎体塞； 所述监测模块包括由多个摄像头组成的图像监测单元、 监测养分浓度的浓度传感器、 监测水位的液位传感器； 所述控制模块包括用于收集和 处理监测模块信号的中央控制单元和均匀分布于田间 且控制灌溉首部电磁阀出 水口与排水装置电动推杆的启动和关闭的无线控制柜。 2.根据权利要求1所述的一种水稻田智能化灌排水系统， 其特征在于： 所述溶液供给单 元由循环池、 由电机驱动且通过管路将灌溉水 由循环池输送到过滤器的水泵， 可调节水泵 功率的水泵变频控制柜， 可吸附灌溉水中的重金属元素、 去除水中的异味的过滤器， 溶液流 量计、 电磁阀组成； 所述养分补充单元包括出 口均安装有养分流量计的肥料桶和通过管道 与肥料桶连接的施肥机 。 3.根据权利要求1或2所述的一种水稻田智能化灌排水系统， 其特征在于： 所述灌溉首 部中的水泵变频控制柜和施肥机由中央控制单 元控制。 4.根据权利要求1或2所述的一种水稻田智能化灌排水系统， 其特征在于： 所述排水口 的高度高于地 面高度。 5.根据权利要求2所述的一种水稻田智能化灌排水系统， 其特征在于： 所述U型悬架可 在横梁架上左右调节 移动， 以适应锥体塞与排水口在左右方向上的误差 。 6.根据权利要求2所述的一种水稻田智能化灌排水系统， 其特征在于： 所述监测模块的 图像监测单元能实时传递稻田的状况给中央控制单元； 浓度传感器可采集稻田中各营养成 分的含量， 液位传感器监测稻田的水位， 各传感器在每块稻田中均匀布置； 所述循环池内布 置有浓度传感器和液位传感器监测循环池内的水质和水位。 7.根据权利要求1所述的一种水稻田智能化灌排水系统， 其特征在于： 所述中央控制单 元在接收到监测模块传递来的各数据信号后， 对养分浓度数据和水位数据进行分析， 确定 是否需要对稻田进 行养分和水位补 充， 根据水稻返青期、 分蘖期、 晒田促根期、 幼 穗发育期、 出穗开花期、 灌浆结实期对水位要求的不同， 灵活控制进水 口电磁阀与排水 口电动推杆 的 启停。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115088453 A 2一种水稻田智能化灌排水系统 技术领域 [0001]本发明涉及一种水稻田智能化灌排水系统。 属于农田灌排水技 术领域。 背景技术 [0002]国内外研究结果表明,水稻具有一定的水旱两栖 性,有很大的节水潜力。 [0003]田间灌水既是提高灌溉水利用率的最后 环节， 又是引水、 输水和配水的基础， 改进 田间灌水技术是农业节水的重点。 由于水稻在不同的生长周期对水分的需求程度大有不 同， 因此在水稻的整个生长周期内需要多次对稻田进行灌水和排水操作。 农业生产者一般 依靠经验判断灌水和 排水的时机， 不能及时有效的对稻田进行灌溉或排水作业； 且往往采 用传统的效率低下的人工作业方式， 在人口老龄化严重、 劳动力缺 失的大环境下， 水稻田智 能化灌排水系统更符合未来农业的发展趋势。 大多农业灌溉控制系统采用定时控制或者手 动控制方式， 不能进 行远程监控， 其灌溉精 准度低， 存在浇水不及时、 不均、 灌 水不足或过量 灌水等现象， 没有与农作 物生长周期所需水规律及需水量和各生长周期需肥量融为一体的 精准灌溉 技术， 造成肥 料利用率极低、 成本较高的现状， 降低了生产力。 [0004]针对上述问题， 本发明设计了一种水稻田智能化灌排水系统。 此系统依靠多传感 器监测和实时图像监测综合分析水稻生长状态， 以数据论证水稻对水分与养料 的需求， 避 免传统的经验之谈， 用更加科学 的方式进行灌溉作业； 通过无线控制的进水 口电磁阀和排 水装置， 让农业生产者能足不出户地完成对稻田的补水与排水作业， 更加方便与快捷。 该系 统不仅能满足水稻生理、 生态需水， 提高单产， 改善品质， 改善稻田生态， 而且能显著节水节 本。 发明内容 [0005]本发明提出一种水稻田智能化灌排水系统， 通过智能监测单元与无线控制的输 水、 排水装置， 农业生产者能更加方便、 快捷地完成灌溉作业， 使稻田灌溉更加智能化、 科学 化， 具有良好的应用前 景。 [0006]为实现上述目的， 本发明的技 术方案是： [0007]一种水稻田智能化灌排水系统， 包括由溶液供给单元和养分补充单元组成且将养 分溶液与灌溉水 溶合并输送至稻田的灌溉首部， 灌溉终端、 监测模块和控制模块； [0008]所述灌溉终端包括预埋在稻田里的排水管， 分别与排水管和循环池相连的排水沟 渠和位于所述排水管正上方且且用于打开或关闭排水管中排水口的排水装置； 输水管道与 排水沟渠彼此独立， 排水 管预埋于稻田底部与排水沟渠连通。 [0009]所述排水装置包括横梁架， 横跨于横梁架上的U型悬架， 通过U型悬架上的限位孔 限制U型悬架上下移动的限位杆， 通过支撑杆与U型悬架连接的推杆固定座， 通过螺栓与推 杆固定座连接的电动推杆， 通过销钉与电动推杆固定的缓冲器， 与缓冲器通过螺纹连接的 锥体连接件， 由电动推杆带动进行打开或关闭排水管中排水 口的椎体塞； 横梁架由地脚螺 栓固定在排水 口处的水泥墩上， 推杆固定座的下方是一平面， 电动推杆与推杆固定座采用说　明　书 1/4 页 3 CN 115088453 A 3