智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)，包括抽排水設(shè)備、液位計(jì)、攝像頭、圖像處理設(shè)備和主控制器，所述抽排水設(shè)備用于對(duì)所述稻田內(nèi)存水量進(jìn)行抽排，所述液位計(jì)用于檢測(cè)所述稻田的水位高度，所述攝像頭用于拍攝稻田圖像，所述圖像處理設(shè)備與所述攝像頭連接以對(duì)所述稻田圖像圖像處理，所述主控制器與所述抽排水設(shè)備、所述液位計(jì)和所述圖像處理設(shè)備分別連接，基于所述圖像處理結(jié)果和所述水位高度控制所述抽排水設(shè)備的抽排操作。通過(guò)本發(fā)明，能夠根據(jù)稻田內(nèi)水位高度占據(jù)整株水稻高度的浸水百分比確定稻田所需的抽排水量，并控制抽排水設(shè)備按照所需抽排水量自動(dòng)完成水稻的排水灌溉。
【專利說(shuō)明】智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及排水灌溉領(lǐng)域，尤其涉及一種智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]水稻是全球主要的種植作物之一，其種植歷史悠久，尤其是近年雜交水稻的集中研究，水稻的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益越來(lái)越高，為解決全球饑餓問(wèn)題、維護(hù)國(guó)際社會(huì)穩(wěn)定做出突出
-Tj.士 [>貝獻(xiàn)。
[0003]水稻的種植方式與其他旱地農(nóng)作物的種植方式不同。水稻具有喜水耐水特性，常采用淹灌方式，因此，滲漏損失水量大，灌水次數(shù)多，灌溉定額大。灌溉制度應(yīng)滿足不同時(shí)期稻田淹灌水層的深度要求。由此看來(lái),水稻對(duì)水量的要求比較苛刻,為了維持水稻的高產(chǎn)量，需要時(shí)刻保證水稻對(duì)水量的需求。
[0004]稻田內(nèi)的存水量需要維持在一定高度，才能最適合水稻的生長(zhǎng)，因此需要對(duì)稻田灌溉排水結(jié)合的方式，才能及時(shí)保證稻田的存水量。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的稻田排水灌溉系統(tǒng)，往往只偏重排水或灌溉中的某一方面，忽略了另一方面，或者另一方面僅僅采用人工方式進(jìn)行處理，大大降低了稻田排水灌溉系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，無(wú)法適應(yīng)水稻生長(zhǎng)各個(gè)時(shí)期對(duì)稻田存水量的不同要求。
[0005]因此，需要一種新的稻田排水灌溉系統(tǒng)，將排水或灌溉過(guò)程都進(jìn)行自動(dòng)化定制，能夠在存水量過(guò)多時(shí)自動(dòng)排水，能夠在存水量偏少時(shí)自動(dòng)灌溉，從而保證稻田水位維持在預(yù)設(shè)高度，保證水稻的正常生長(zhǎng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)，通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)確定稻田內(nèi)水位高度占據(jù)整株水稻高度的浸水百分比，從而確定稻田所需的抽排水量，并控制抽排水設(shè)備按照所需抽排水量自動(dòng)完成水稻的排水灌溉，將水稻的浸水高度維持在一個(gè)合理范圍，避免水稻被淹或缺水。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括抽排水設(shè)備、液位計(jì)、攝像頭、圖像處理設(shè)備和主控制器，所述抽排水設(shè)備用于對(duì)所述稻田內(nèi)存水量進(jìn)行抽排，所述液位計(jì)用于檢測(cè)所述稻田的水位高度，所述攝像頭用于拍攝稻田圖像，所述圖像處理設(shè)備與所述攝像頭連接以對(duì)所述稻田圖像圖像處理，所述主控制器與所述抽排水設(shè)備、所述液位計(jì)和所述圖像處理設(shè)備分別連接，基于所述圖像處理結(jié)果和所述水位高度控制所述抽排水設(shè)備的抽排操作。
[0008]更具體地，在所述智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)還包括流量檢測(cè)儀，與所述抽排水設(shè)備連接，用于檢測(cè)所述抽排水設(shè)備抽水總量或排水總量；所述抽排水設(shè)備還包括電動(dòng)機(jī)，用于根據(jù)接收到的抽水信號(hào)將所述稻田內(nèi)存水量抽出，并根據(jù)接收到的排水信號(hào)停止工作；電磁閥，設(shè)置在所述稻田的灌溉水道中，用于根據(jù)接收到的抽水信號(hào)控制所述灌溉水道的關(guān)閉，還用于根據(jù)接收到的排水信號(hào)控制所述灌溉水道的打開(kāi)，以控制所述灌溉水道上方的灌溉水流進(jìn)入所述灌溉水道；存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)水稻上限灰度閾值和水稻下限灰度閾值，所述存儲(chǔ)設(shè)備還存儲(chǔ)了浸水位置抽排水量對(duì)照表，所述水稻上限灰度閾值和所述水稻下限灰度閾值用于將圖像中的水稻和背景分離，所述浸水位置抽排水量對(duì)照表保存了浸水百分比和抽排水量的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；所述攝像頭為高清攝像頭，分辨率為1280X720，設(shè)置在所述稻田的上方，用于拍攝稻田圖像；所述圖像處理設(shè)備包括圖像預(yù)處理單元、圖像分割單元和水稻水面高度識(shí)別單元，所述圖像預(yù)處理單元與所述攝像頭連接，用于對(duì)所述稻田圖像依次執(zhí)行對(duì)比度增強(qiáng)和小波濾波以輸出濾波稻田圖像，所述圖像分割單元與所述圖像預(yù)處理單元和所述存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，用于將所述濾波稻田圖像中灰度值在所述水稻上限灰度閾值和所述水稻下限灰度閾值之間的像素識(shí)別以組成多個(gè)水稻子圖像，所述水稻水面高度識(shí)別單元與所述圖像分割單元連接，基于每一個(gè)水稻子圖像識(shí)別每一株水稻的水面高度，還平均多株水稻的水面高度以得到平均水面高度；所述主控制器與所述抽排水設(shè)備、所述液位計(jì)、所述流量檢測(cè)儀、所述存儲(chǔ)設(shè)備和所述圖像處理設(shè)備分別連接，對(duì)所述液位計(jì)輸出的水位高度和所述圖像處理設(shè)備輸出的平均水面高度求和以獲得水稻高度，將所述水位高度除以所述水稻高度以獲得所述水位高度占據(jù)所述水稻高度的浸水百分比，基于所述得到的浸水百分比在所述浸水位置抽排水量對(duì)照表查找與所述得到的浸水百分比對(duì)應(yīng)的抽排水量，并在所述對(duì)應(yīng)抽排水量為抽水量時(shí)發(fā)出抽水信號(hào)，在所述對(duì)應(yīng)抽排水量為排水量時(shí)發(fā)出排水信號(hào)；無(wú)線通信接口，與遠(yuǎn)端的農(nóng)田水利控制平臺(tái)無(wú)線連接，還與所述主控制器連接，用于將所述水位高度、所述平均水面高度、所述得到的浸水百分比和所述對(duì)應(yīng)抽排水量無(wú)線發(fā)送到所述農(nóng)田水利控制平臺(tái)，并接收所述農(nóng)田水利控制平臺(tái)發(fā)送的控制指令，所述控制指令中包括抽排水量；供電電源，與所述主控制器連接，用于為所述系統(tǒng)內(nèi)除了所述供電電源之外的設(shè)備提供電源供應(yīng)，并在所述主控制器的控制下進(jìn)行供電管理；其中，所述主控制器在所述流量檢測(cè)儀發(fā)送的抽水總量或排水總量等于所述對(duì)應(yīng)抽排水量，停止所述抽排水設(shè)備的抽排操作，所述主控制器、所述電動(dòng)機(jī)、所述存儲(chǔ)設(shè)備、所述供電電源都設(shè)置在所述系統(tǒng)的防水外殼內(nèi)。
[0009]更具體地，在所述智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)中，將所述主控制器、所述存儲(chǔ)設(shè)備和所述供電電源集成在一塊集成電路板上。
[0010]更具體地，在所述智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)中，所述電動(dòng)機(jī)為直流電動(dòng)機(jī)。
[0011 ] 更具體地，在所述智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)中，所述無(wú)線通信接口為GPRS通信接口、3G通信接口或4G通信接口中的一種。
[0012]更具體地，在所述智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)還包括串口通信接口，與所述存儲(chǔ)器設(shè)備連接，用于向所述存儲(chǔ)設(shè)備輸入所述存儲(chǔ)水稻上限灰度閾值、所述水稻下限灰度閾值和所述浸水位置抽排水量對(duì)照表。
[0013]更具體地，在所述智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)中，所述串口通信接口為RS-232串行通信接口。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0015]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]水稻原產(chǎn)亞洲熱帶，在中國(guó)廣為栽種后，逐漸傳播到世界各地。按照不同的方法，水稻可以分為秈稻和粳稻、早稻和中晚稻、糯稻和非糯稻。中國(guó)科學(xué)家袁隆平對(duì)雜交水稻的研究做出了巨大貢獻(xiàn)，被譽(yù)為“雜交水稻之父”，雜交水稻使得水稻產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)。水稻所結(jié)稻粒去殼后稱大米、香米、稻米或米。世界上近一半人口，都以大米為食。大米的食用方法多種多樣，有米飯、米粥、米餅、米糕、米線米酒等。水稻所結(jié)子實(shí)即稻谷，去殼后稱大米或米。屬于直接經(jīng)濟(jì)作物，還是世界上三分之一人類的主食。
[0018]水稻對(duì)稻田的存水量要求較高，如果水量過(guò)多，水稻透氣性差，易發(fā)生紋枯病等病害，另外，如孕穗期受澇，部分稻穗會(huì)死亡，有的雖然抽出穗，但多畸形稻、稻穗發(fā)育不全或空癟粒的穗；抽穗期受淹，植株缺氧，致使根系早衰甚至腐爛，不能吸收足夠的養(yǎng)分，造成葉片早衰，而且存水量過(guò)多實(shí)際上也是對(duì)水的一種浪費(fèi)。
[0019]同時(shí)，如果水量過(guò)少，將會(huì)降低光合能力，影響幼穗發(fā)育，影響枝梗的發(fā)育，增加穎花的退化和不孕，稻株根系活力下降。孕穗初期受旱抑制枝梗、穎花原基分化，每穗粒數(shù)少，孕穗中期缺水使內(nèi)外穎和雌雄蕊發(fā)育不良。減數(shù)分裂期缺水造成穎花大量退化，粒數(shù)減少，結(jié)實(shí)率下降。抽穗期缺水造成抽穗開(kāi)花困難，不僅抽穗不齊、包頸白穗多、降低結(jié)實(shí)率，還會(huì)直接造成抽不出穗，嚴(yán)重影響水稻的產(chǎn)量。
[0020]本發(fā)明的智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)，能夠通過(guò)自動(dòng)識(shí)別當(dāng)前稻田內(nèi)水位高度占據(jù)整株水稻高度的浸水百分比，并根據(jù)預(yù)設(shè)的浸水百分比和抽排水量的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，查詢到稻田所需的抽排水量，從而控制抽排水設(shè)備按照所需抽排水量自動(dòng)完成水稻的排水灌溉，將稻田水位一致保持在讓水稻正常生長(zhǎng)的最佳位置。
[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，所述系統(tǒng)包括抽排水設(shè)備1、液位計(jì)2、攝像頭3、圖像處理設(shè)備4和主控制器5，所述抽排水設(shè)備I用于對(duì)所述稻田內(nèi)存水量進(jìn)行抽排，所述液位計(jì)2用于檢測(cè)所述稻田的水位高度，所述攝像頭3用于拍攝稻田圖像，所述圖像處理設(shè)備4與所述攝像頭3連接以對(duì)所述稻田圖像圖像處理，所述主控制器5與所述抽排水設(shè)備1、所述液位計(jì)2、所述攝像頭3和所述圖像處理設(shè)備4分別連接以啟動(dòng)或關(guān)閉所述抽排水設(shè)備1、所述液位計(jì)2、所述攝像頭3和所述圖像處理設(shè)備4，還基于所述圖像處理結(jié)果和所述水位高度控制所述抽排水設(shè)備I的抽排操作。
[0022]接著，對(duì)本發(fā)明的智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更具體的說(shuō)明。
[0023]所述智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)還包括流量檢測(cè)儀，與所述抽排水設(shè)備I連接，用于檢測(cè)所述抽排水設(shè)備I抽水總量或排水總量。
[0024]所述抽排水設(shè)備I還包括電動(dòng)機(jī)，用于根據(jù)接收到的抽水信號(hào)將所述稻田內(nèi)存水量抽出，并根據(jù)接收到的排水信號(hào)停止工作；電磁閥，設(shè)置在所述稻田的灌溉水道中，用于根據(jù)接收到的抽水信號(hào)控制所述灌溉水道的關(guān)閉，還用于根據(jù)接收到的排水信號(hào)控制所述灌溉水道的打開(kāi)，以控制所述灌溉水道上方的灌溉水流進(jìn)入所述灌溉水道。
[0025]所述智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)水稻上限灰度閾值和水稻下限灰度閾值，所述存儲(chǔ)設(shè)備還存儲(chǔ)了浸水位置抽排水量對(duì)照表，所述水稻上限灰度閾值和所述水稻下限灰度閾值用于將圖像中的水稻和背景分離，所述浸水位置抽排水量對(duì)照表保存了浸水百分比和抽排水量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0026]所述攝像頭3為高清攝像頭，分辨率為1280X720，設(shè)置在所述稻田的上方，用于拍攝稻田圖像。
[0027]所述圖像處理設(shè)備4包括圖像預(yù)處理單元、圖像分割單元和水稻水面高度識(shí)別單元，所述圖像預(yù)處理單元與所述攝像頭3連接，用于對(duì)所述稻田圖像依次執(zhí)行對(duì)比度增強(qiáng)和小波濾波以輸出濾波稻田圖像，所述圖像分割單元與所述圖像預(yù)處理單元和所述存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，用于將所述濾波稻田圖像中灰度值在所述水稻上限灰度閾值和所述水稻下限灰度閾值之間的像素識(shí)別以組成多個(gè)水稻子圖像，所述水稻水面高度識(shí)別單元與所述圖像分割單元連接，基于每一個(gè)水稻子圖像識(shí)別每一株水稻的水面高度，還平均多株水稻的水面高度以得到平均水面高度。
[0028]所述主控制器5與所述抽排水設(shè)備1、所述液位計(jì)2、所述流量檢測(cè)儀、所述存儲(chǔ)設(shè)備和所述圖像處理設(shè)備4分別連接，對(duì)所述液位計(jì)2輸出的水位高度和所述圖像處理設(shè)備4輸出的平均水面高度求和以獲得水稻高度，將所述水位高度除以所述水稻高度以獲得所述水位高度占據(jù)所述水稻高度的浸水百分比，基于所述得到的浸水百分比在所述浸水位置抽排水量對(duì)照表查找與所述得到的浸水百分比對(duì)應(yīng)的抽排水量，并在所述對(duì)應(yīng)抽排水量為抽水量時(shí)發(fā)出抽水信號(hào)，在所述對(duì)應(yīng)抽排水量為排水量時(shí)發(fā)出排水信號(hào)。
[0029]所述智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)還包括無(wú)線通信接口，與遠(yuǎn)端的農(nóng)田水利控制平臺(tái)無(wú)線連接，還與所述主控制器5連接，用于將所述水位高度、所述平均水面高度、所述得到的浸水百分比和所述對(duì)應(yīng)抽排水量無(wú)線發(fā)送到所述農(nóng)田水利控制平臺(tái)，并接收所述農(nóng)田水利控制平臺(tái)發(fā)送的控制指令，所述控制指令中包括抽排水量。
[0030]所述智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)還包括供電電源，與所述主控制器5連接，用于為所述系統(tǒng)內(nèi)除了所述供電電源之外的設(shè)備提供電源供應(yīng)，并在所述主控制器5的控制下進(jìn)行供電管理。
[0031]其中，所述主控制器5在所述流量檢測(cè)儀發(fā)送的抽水總量或排水總量等于所述對(duì)應(yīng)抽排水量，停止所述抽排水設(shè)備I的抽排操作，所述主控制器5、所述電動(dòng)機(jī)、所述存儲(chǔ)設(shè)備、所述供電電源都設(shè)置在所述系統(tǒng)的防水外殼內(nèi)。
[0032]其中，可選擇將所述主控制器5、所述存儲(chǔ)設(shè)備和所述供電電源集成在一塊集成電路板上，所述電動(dòng)機(jī)可選為直流電動(dòng)機(jī)，所述無(wú)線通信接口可選為GPRS通信接口、3G通信接口或4G通信接口中的一種，所述系統(tǒng)還可以包括串口通信接口，與所述存儲(chǔ)器設(shè)備連接，用于向所述存儲(chǔ)設(shè)備輸入所述存儲(chǔ)水稻上限灰度閾值、所述水稻下限灰度閾值和所述浸水位置抽排水量對(duì)照表，所述串口通信接口優(yōu)選為RS-232串行通信接口。
[0033]另外，串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過(guò)使用和發(fā)展，目前已經(jīng)有幾種，但都是在RS-232標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)改進(jìn)而形成的。RS-232C標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)EIA(電子工業(yè)聯(lián)合會(huì))與BELL等公司一起開(kāi)發(fā)的1969年公布的通信協(xié)議。他適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在O?20000b/s范圍內(nèi)的通信。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)串行通信接口的有關(guān)問(wèn)題，如信號(hào)線功能、電氣特性都作了明確規(guī)定。由于通信設(shè)備廠商都生產(chǎn)與RS-232C制式兼容的通信設(shè)備，因此，他作為一種標(biāo)準(zhǔn)，目前已在微機(jī)通信接口中廣泛采用。
[0034]RS-232-C 是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì) EIA (Electronic Industry Associat1n)制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。RS是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫(xiě)，232為標(biāo)識(shí)號(hào)，C表示修改次數(shù)。RS-232-C總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有25條信號(hào)線，包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道。在多數(shù)情況下主要使用主通道，對(duì)于一般雙工通信，僅需幾條信號(hào)線就可實(shí)現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。
[0035]RS-232-C 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為 50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400波特。RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器允許有2500pF的電容負(fù)載，通信距離將受此電容限制，例如，采用150pF/m的通信電纜時(shí)，最大通信距離為15m ;若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號(hào)傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問(wèn)題，因此一般用于20m以內(nèi)的通信。
[0036]采用本發(fā)明的智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法同時(shí)對(duì)水稻實(shí)現(xiàn)排水自動(dòng)化和灌溉自動(dòng)化導(dǎo)致自動(dòng)化程度較低的技術(shù)問(wèn)題，為了將稻田水位維持在保證水稻正常生長(zhǎng)的合理范圍內(nèi)，通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)確定當(dāng)前稻田內(nèi)水位高度占據(jù)整株水稻高度的浸水百分比，進(jìn)一步確定稻田所需的抽排水量，并控制抽排水設(shè)備按照所需抽排水量自動(dòng)完成水稻的排水灌溉，提高了水稻排水灌溉系統(tǒng)的智能化水平。
[0037]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)，所述系統(tǒng)設(shè)置在稻田內(nèi)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括抽排水設(shè)備、液位計(jì)、攝像頭、圖像處理設(shè)備和主控制器，所述抽排水設(shè)備用于對(duì)所述稻田內(nèi)存水量進(jìn)行抽排，所述液位計(jì)用于檢測(cè)所述稻田的水位高度，所述攝像頭用于拍攝稻田圖像，所述圖像處理設(shè)備與所述攝像頭連接以對(duì)所述稻田圖像圖像處理，所述主控制器與所述抽排水設(shè)備、所述液位計(jì)和所述圖像處理設(shè)備分別連接，基于所述圖像處理結(jié)果和所述水位高度控制所述抽排水設(shè)備的抽排操作。
2.如權(quán)利要求1所述的智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 流量檢測(cè)儀，與所述抽排水設(shè)備連接，用于檢測(cè)所述抽排水設(shè)備抽水總量或排水總量； 所述抽排水設(shè)備還包括 電動(dòng)機(jī)，用于根據(jù)接收到的抽水信號(hào)將所述稻田內(nèi)存水量抽出，并根據(jù)接收到的排水信號(hào)停止工作； 電磁閥，設(shè)置在所述稻田的灌溉水道中，用于根據(jù)接收到的抽水信號(hào)控制所述灌溉水道的關(guān)閉，還用于根據(jù)接收到的排水信號(hào)控制所述灌溉水道的打開(kāi)，以控制所述灌溉水道上方的灌溉水流進(jìn)入所述灌溉水道； 存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)水稻上限灰度閾值和水稻下限灰度閾值，所述存儲(chǔ)設(shè)備還存儲(chǔ)了浸水位置抽排水量對(duì)照表，所述水稻上限灰度閾值和所述水稻下限灰度閾值用于將圖像中的水稻和背景分離，所述浸水位置抽排水量對(duì)照表保存了浸水百分比和抽排水量的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系； 所述攝像頭為高清攝像頭，分辨率為1280X720，設(shè)置在所述稻田的上方，用于拍攝稻田圖像； 所述圖像處理設(shè)備包括圖像預(yù)處理單元、圖像分割單元和水稻水面高度識(shí)別單元，所述圖像預(yù)處理單元與所述攝像頭連接，用于對(duì)所述稻田圖像依次執(zhí)行對(duì)比度增強(qiáng)和小波濾波以輸出濾波稻田圖像，所述圖像分割單元與所述圖像預(yù)處理單元和所述存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，用于將所述濾波稻田圖像中灰度值在所述水稻上限灰度閾值和所述水稻下限灰度閾值之間的像素識(shí)別以組成多個(gè)水稻子圖像，所述水稻水面高度識(shí)別單元與所述圖像分割單元連接，基于每一個(gè)水稻子圖像識(shí)別每一株水稻的水面高度，還平均多株水稻的水面高度以得到平均水面高度； 所述主控制器與所述抽排水設(shè)備、所述液位計(jì)、所述流量檢測(cè)儀、所述存儲(chǔ)設(shè)備和所述圖像處理設(shè)備分別連接，對(duì)所述液位計(jì)輸出的水位高度和所述圖像處理設(shè)備輸出的平均水面高度求和以獲得水稻高度，將所述水位高度除以所述水稻高度以獲得所述水位高度占據(jù)所述水稻高度的浸水百分比，基于所述得到的浸水百分比在所述浸水位置抽排水量對(duì)照表查找與所述得到的浸水百分比對(duì)應(yīng)的抽排水量，并在所述對(duì)應(yīng)抽排水量為抽水量時(shí)發(fā)出抽水信號(hào)，在所述對(duì)應(yīng)抽排水量為排水量時(shí)發(fā)出排水信號(hào)； 無(wú)線通信接口，與遠(yuǎn)端的農(nóng)田水利控制平臺(tái)無(wú)線連接，還與所述主控制器連接，用于將所述水位高度、所述平均水面高度、所述得到的浸水百分比和所述對(duì)應(yīng)抽排水量無(wú)線發(fā)送到所述農(nóng)田水利控制平臺(tái)，并接收所述農(nóng)田水利控制平臺(tái)發(fā)送的控制指令，所述控制指令中包括抽排水量； 供電電源，與所述主控制器連接，用于為所述系統(tǒng)內(nèi)除了所述供電電源之外的設(shè)備提供電源供應(yīng)，并在所述主控制器的控制下進(jìn)行供電管理； 其中，所述主控制器在所述流量檢測(cè)儀發(fā)送的抽水總量或排水總量等于所述對(duì)應(yīng)抽排水量，停止所述抽排水設(shè)備的抽排操作； 其中，所述主控制器、所述電動(dòng)機(jī)、所述存儲(chǔ)設(shè)備、所述供電電源都設(shè)置在所述系統(tǒng)的防水外殼內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)，其特征在于: 將所述主控制器、所述存儲(chǔ)設(shè)備和所述供電電源集成在一塊集成電路板上。
4.如權(quán)利要求2所述的智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)，其特征在于: 所述電動(dòng)機(jī)為直流電動(dòng)機(jī)。
5.如權(quán)利要求2所述的智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)，其特征在于: 所述無(wú)線通信接口為通信接口、36通信接口或％通信接口中的一種。
6.如權(quán)利要求2所述的智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 串口通信接口，與所述存儲(chǔ)器設(shè)備連接，用于向所述存儲(chǔ)設(shè)備輸入所述存儲(chǔ)水稻上限灰度閾值、所述水稻下限灰度閾值和所述浸水位置抽排水量對(duì)照表。
7.如權(quán)利要求6所述的智能化水稻排水灌溉系統(tǒng)，其特征在于: 所述串口通信接口為1^-232串行通信接口。
【文檔編號(hào)】E02B11/00GK104351021SQ201410614750
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
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