本實(shí)用新型涉及農(nóng)田自動(dòng)化灌溉領(lǐng)域，具體涉及一種光能風(fēng)能相耦合的灌溉提水智能控制調(diào)度系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在我國農(nóng)業(yè)灌溉是最主要的用水大戶，其用水量約占總用水量的70%。長期以來，由于管理粗放、技術(shù)落后，我國農(nóng)村大部分地區(qū)的農(nóng)田灌溉通常由人工判斷土壤干濕情況，或根據(jù)不同作物生長期大致的需水量進(jìn)行澆灌，做不到更進(jìn)一步的根據(jù)作物生長需要的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)灌溉，導(dǎo)致灌溉不及時(shí)，造成作物生長受到影響，或者灌溉效率不高造成水資源浪費(fèi)；還有部分農(nóng)田由于地理原因，很難進(jìn)行自動(dòng)引水灌溉，需要農(nóng)民手動(dòng)添加灌溉水，加大了農(nóng)民的勞動(dòng)量。

近年來世界各國逐漸認(rèn)識(shí)到能源對(duì)人類的重要性，更認(rèn)識(shí)到常規(guī)能源利用過程中對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的破壞，紛紛轉(zhuǎn)向?qū)稍偕?、無污染的新能源的開發(fā)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實(shí)用新型提供的一種光能風(fēng)能相耦合的灌溉提水智能控制調(diào)度系統(tǒng)解決了現(xiàn)有農(nóng)田灌溉用水量大，灌溉效率低，部分農(nóng)田由于地理原因無法自動(dòng)引水灌溉的問題。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

提供一種光能風(fēng)能相耦合的灌溉提水智能控制調(diào)度系統(tǒng)，其包括發(fā)電模塊、控制模塊、傳感器模組、水泵和控制變頻器，發(fā)電模塊通過控制變頻器連接水泵，發(fā)電模塊連接控制模塊；控制模塊包括依次連接的輸入電路、控制電路和輸出電路，以及與控制電路相連接的存儲(chǔ)器和無線接收電路，控制模塊的輸出電路連接控制變頻器，控制模塊的輸入電路連接傳感器模組，水泵設(shè)置在灌溉渠中。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型根據(jù)作物的需水量以及傳感器模組測(cè)得土壤的含水量，進(jìn)行提水灌溉，其中提水灌溉使用的能源由發(fā)電模塊提供，獨(dú)立的發(fā)電模塊使得本系統(tǒng)在偏遠(yuǎn)地區(qū)也可以使用，不受線纜與地理的局限，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化灌溉。

進(jìn)一步地，發(fā)電模塊包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏板、蓄電池、逆變器、變壓器和無線發(fā)送電路，光伏板設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片上，光伏板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接蓄電池，蓄電池連接逆變器，逆變器通過無線發(fā)射電路連接無線接收電路，逆變器連接控制變頻器，變壓器連接控制模塊。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：控制模塊可以通過無線傳輸獲得逆變器輸出電流的大小，進(jìn)而獲取蓄電池中存儲(chǔ)的電能信息，防止蓄電池過度放電，提高蓄電池的使用壽命。

進(jìn)一步地，傳感器模組包括分別連接控制模塊輸入電路的蒸發(fā)傳感器、液位傳感器、土壤水分傳感器和降雨量傳感器，蒸發(fā)傳感器和降雨量傳感器設(shè)置在土壤上方，土壤水分傳感器設(shè)置在土壤中，液位傳感器設(shè)置在灌溉渠中。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：蒸發(fā)傳感器可以檢測(cè)田間水分的蒸發(fā)量，降雨傳感器可以檢測(cè)降雨補(bǔ)充的水量，土壤水分傳感器可以檢測(cè)土壤的含水量，避免作物出現(xiàn)干旱或澇漬，液位傳感器可以檢測(cè)灌溉渠中的水位，防止水泵空轉(zhuǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本實(shí)用新型，但應(yīng)該清楚，本實(shí)用新型不限于具體實(shí)施方式的范圍，對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本實(shí)用新型構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。

如圖1所示，該光能風(fēng)能相耦合的灌溉提水智能控制調(diào)度系統(tǒng)包括發(fā)電模塊、控制模塊、傳感器模組和水泵，發(fā)電模塊連接控制模塊和水泵，控制模塊包括依次連接的輸入電路、控制電路和輸出電路，以及與控制電路相連接的存儲(chǔ)器和無線接收電路，控制模塊的輸入電路連接傳感器模組；水泵設(shè)置在灌溉渠中，水泵上設(shè)置有控制變頻器，控制變頻器連接控制模塊的輸出電路。

其中存儲(chǔ)器保存有不同作物在生長中各個(gè)階段的需水模型，控制電路通過將標(biāo)準(zhǔn)需水模型與傳感器模組所檢測(cè)的土壤含水量相比較，若土壤含水量低，則啟動(dòng)水泵進(jìn)行自動(dòng)化灌溉，并根據(jù)不同作物在生長中各個(gè)階段的需水模型與土壤的實(shí)際含水量相差的數(shù)量對(duì)應(yīng)灌溉量。

發(fā)電模塊包括撐桿、風(fēng)向板、發(fā)電機(jī)，風(fēng)向調(diào)整槳、蓄電池、逆變器和變壓器，撐桿底端固定安裝在地面上，撐桿的頂端連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)，撐桿與風(fēng)力發(fā)電機(jī)之間設(shè)置有角度調(diào)整裝置，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一端通過聯(lián)軸與風(fēng)向板相連接，風(fēng)向板的表面采用光伏板，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的另一端與風(fēng)向調(diào)整槳相連接，發(fā)電機(jī)與風(fēng)向板通過電線連接蓄電池，蓄電池連接逆變器，逆變器連接水泵的控制變頻器，變壓器將蓄電池的電壓調(diào)整為控制模塊所需電壓并向控制模塊供電，逆變器上設(shè)置有無線發(fā)射電路，無線發(fā)射電路將逆變器的輸出電流信息發(fā)送至與控制電路相連接的無線接收電路。

傳感器模組包括分別連接控制模塊輸入電路的蒸發(fā)傳感器、液位傳感器、土壤水分傳感器和降雨量傳感器，蒸發(fā)傳感器和降雨量傳感器設(shè)置在土壤上方，土壤水分傳感器設(shè)置在土壤中；液位傳感器設(shè)置在灌溉渠中，并不低于水泵的設(shè)置高度。

本實(shí)用新型將農(nóng)田間的部分風(fēng)能和光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軆?chǔ)存在蓄電池內(nèi)，為水泵以及整個(gè)系統(tǒng)提供電能，當(dāng)蒸發(fā)傳感器獲得的數(shù)據(jù)大于閾值時(shí)，表示田間水資源蒸發(fā)過快，當(dāng)土壤水分傳感器獲得的數(shù)據(jù)達(dá)到閾值時(shí)，表示作物即將出現(xiàn)干旱，應(yīng)進(jìn)行灌溉操作；當(dāng)液位傳感器獲得的數(shù)據(jù)達(dá)到閾值時(shí)，表示灌溉渠中的水位即將低于水泵的工作水位；降雨量傳感器可以檢測(cè)作物是否會(huì)遭受洪災(zāi)或澇漬侵害；

控制模塊根據(jù)降雨傳感器和蒸發(fā)傳感器獲得的數(shù)據(jù)初步判斷農(nóng)田中的水位，并根據(jù)土壤水分傳感器獲得的數(shù)據(jù)計(jì)算需要灌溉的數(shù)量，控制電路通過控制控制變頻器調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速與工作時(shí)間，控制模塊隨時(shí)接收逆變器的無線發(fā)射電路發(fā)送的電流信息，當(dāng)灌溉過程中逆變器的無線發(fā)射電路發(fā)送的電流信息大幅度減小，表示蓄電池電力不足，為了保證本系統(tǒng)的正常工作，將延緩水泵的工作，當(dāng)蓄電池具有一定的電量時(shí)（通過逆變器檢測(cè)，如足夠水泵啟動(dòng)10分鐘的電量），再次啟動(dòng)水泵進(jìn)行灌溉；當(dāng)灌溉渠中的水位達(dá)到閾值時(shí)，控制電路停止水泵工作，防止水泵空轉(zhuǎn)，并記錄灌溉量與待灌溉量，當(dāng)灌溉渠中的水位恢復(fù)正常時(shí)，控制電路控制水泵繼續(xù)工作。

綜上所述，本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有農(nóng)田灌溉用水量大，灌溉效率低，部分農(nóng)田由于地理原因無法自動(dòng)引水灌溉的問題，節(jié)約了大量人力物力。