阅读说明：本技术 一种茶叶精准化智能灌溉排水系统 (Accurate intelligent irrigation and drainage system for tea leaves ) 是由 周新国 李呈辉 王明印 李东伟 李会贞 甄博 邱虎森 牛庆林 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种茶叶精准化智能灌溉排水系统,该系统包括田间灌排合一机构,所述田间灌排合一机构埋设于土壤内部；所述田间灌排合一机构包括多孔管道以及包裹于所述多孔管道外部的无纺布层；经由所述多孔管道的底部设置有与所述多孔管道内部导通的排水管以及灌溉进液管；所述排水管以及所述灌溉进液管上分别连接有第一电磁阀以及第二电磁阀；所述传感器机构用于获取茶树生长环境数据。本申请提供的茶叶精准化智能灌溉排水系统,将有效的灌排系统和水肥一体化系统集成,结合现代信息技术和自动控制技术,构建精准化智能灌溉排水系统,可以显著地降低茶园的生产及管理运行成本,是茶产业可持续发展的保障和动力源。值得大面积推广使用。(The invention discloses a tea leaf precise intelligent irrigation and drainage system which comprises a field irrigation and drainage integrated mechanism, wherein the field irrigation and drainage integrated mechanism is buried in soil; the field irrigation and drainage integrated mechanism comprises a porous pipeline and a non-woven fabric layer wrapped outside the porous pipeline; a drain pipe and an irrigation liquid inlet pipe communicated with the interior of the porous pipeline are arranged at the bottom of the porous pipeline; the drain pipe and the irrigation liquid inlet pipe are respectively connected with a first electromagnetic valve and a second electromagnetic valve; the sensor mechanism is used for acquiring tea tree growth environment data. The application provides a drainage system is irrigated to accurate intelligence of tealeaves integrates effectual drainage system and liquid manure integration system, combines modern information technology and automatic control technique, founds accurate intelligent drainage system that irrigates, can show the production and the management running cost that reduce the tea garden, is tea industry sustainable development's guarantee and power supply. Is worthy of large-area popularization and application.)

一种茶叶精准化智能灌溉排水系统

技术领域

本发明涉及灌溉设备技术领域，特别是涉及一种茶叶精准化智能灌溉排水系统。

背景技术

我国茶叶种植面积超过300万公顷，全国茶叶产量260多万吨，占全球茶叶产量的近50%，产值超过2000亿。中国已经稳坐世界茶叶种植面积和产量的头把交椅，已成为世界头号产茶大国。茶叶种植主要分布贵州、湖北、陕西、四川等南方湿润地区，由于降雨量大、土壤黏重、地下水位高、排水困难。特别是近年来茶叶种植面积发展迅速，很多茶园是在稻田的基础上改建，存在严重的渍水障碍，排水问题突出。由于全球气候变化的原因，季节性干旱时有发生，尤其是春旱的发生，面积大，时间长，严重制约了茶产业的发展。另外茶树经过春、夏、秋三个季节的生长和采摘，树体已消耗了大量的养分，行间土壤也变得很板结，制约茶树根系的生长发育，土壤的通透性差，严重影响了茶树的生机。

由于茶叶种植生产是传统的作业模式，现代化程度低，劳动强度大，缺乏精准生产的相关研究，茶叶生长特征、产量与品质指标，与环控数据、水肥需求数据缺乏系统融合分析，管理准则不够精准，大数据平台建设不够完善，难以形成精准反馈调节系统，有碍于茶叶生产的精准化管理。

发明内容

本发明提供了一种茶叶精准化智能灌溉排水系统。

本发明提供了如下方案：

一种茶叶精准化智能灌溉排水系统，包括：

田间灌排合一机构，所述田间灌排合一机构埋设于土壤内部；所述田间灌排合一机构包括多孔管道以及包裹于所述多孔管道外部的无纺布层；经由所述多孔管道的底部设置有与所述多孔管道内部导通的排水管以及灌溉进液管；所述排水管以及所述灌溉进液管上分别连接有第一电磁阀以及第二电磁阀；

传感器机构，所述传感器机构用于获取茶树生长环境数据；

控制传输机构，所述控制传输机构分别与所述第一电磁阀、所述第二电磁阀以及所述传感器机构可通信相连；

处理器机构，所述处理器机构与所述控制传输机构可通信相连；所述处理器机构用于根据接收到的所述茶树生长环境数据生成第一控制指令并发送给所述控制传输机构，以便所述控制传输机构根据所述第一控制指令控制所述第一电磁阀以及所述第二电磁阀的工作状态。

优选地：所述传感器机构包括土壤水分传感器、二氧化碳传感器、PH值传感器、EC值传感器、小型气象站。

优选地：所述灌溉进液管与水泵相连，所述水泵与所述控制传输机构可通信相连。

优选地：所述控制传输机构通过无线通信模块实现与所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述传感器机构、所述处理器机构以及所述水泵的可通信相连。

优选地：所述处理器机构还用于执行以下操作：

接收用户输入的茶树生长数据；

通过所述茶树生长数据建立茶树生长规律性数学模型；

根据所述茶树生长规律性数学模型生成第二控制指令，并将所述第二控制指令发送至所述控制传输机构，以便所述控制传输机构根据所述第二控制指令控制所述第一电磁阀、所述第二电磁阀以及所述水泵的工作状态。

优选地：还包括终端显示监控结构，所述终端显示监控机构与所述处理器机构可通信相连。

优选地：所述终端显示监控结构连接有图像获取设备，所述图像获取设备用于获取茶叶生长表型特征。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种茶叶精准化智能灌溉排水系统，在一种实现方式下，该系统可以包括田间灌排合一机构，所述田间灌排合一机构埋设于土壤内部；所述田间灌排合一机构包括多孔管道以及包裹于所述多孔管道外部的无纺布层；经由所述多孔管道的底部设置有与所述多孔管道内部导通的排水管以及灌溉进液管；所述排水管以及所述灌溉进液管上分别连接有第一电磁阀以及第二电磁阀；传感器机构，所述传感器机构用于获取茶树生长环境数据；控制传输机构，所述控制传输机构分别与所述第一电磁阀、所述第二电磁阀以及所述传感器机构可通信相连；处理器机构，所述处理器机构与所述控制传输机构可通信相连；所述处理器机构用于根据接收到的所述茶树生长环境数据生成第一控制指令并发送给所述控制传输机构，以便所述控制传输机构根据所述第一控制指令控制所述第一电磁阀以及所述第二电磁阀的工作状态。本申请提供的茶叶精准化智能灌溉排水系统，将有效的灌排系统和水肥一体化系统集成，结合现代信息技术和自动控制技术，构建精准化智能灌溉排水系统，可以显著地降低茶园的生产及管理运行成本，是茶产业可持续发展的保障和动力源。值得大面积推广使用。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种茶叶精准化智能灌溉排水系统的连接框图。

图中：田间灌排合一机构1、排水管2、灌溉进液管3、第一电磁阀4、第二电磁阀5、传感器机构6、控制传输机构7、处理器机构8、终端显示监控机构9。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参见图1，为本发明实施例提供的一种茶叶精准化智能灌溉排水系统，如图1所示，该系统包括田间灌排合一机构1，所述田间灌排合一机构1埋设于土壤内部；所述田间灌排合一机构1包括多孔管道以及包裹于所述多孔管道外部的无纺布层；经由所述多孔管道的底部设置有与所述多孔管道内部导通的排水管2以及灌溉进液管3；所述排水管2以及所述灌溉进液管3上分别连接有第一电磁阀4以及第二电磁阀5；田间灌排合一机构1由多孔管道和外包无纺布组成，降雨时收集土壤根区多余水分，干旱时作为灌水器进行渗灌，内空增加了土壤孔隙率，改善茶树根区通透性。铺设长度80-100米，两边分设。管道具备灌溉供水和排水集水双重作用，具备抗压性能。

传感器机构6，所述传感器机构6用于获取茶树生长环境数据；具体的，所述传感器机构包括土壤水分传感器、二氧化碳传感器、PH值传感器、EC值传感器、小型气象站。土壤水分、二氧化碳、PH值、EC值、小型气象站等传感器用于茶树生长模型、作物需水量计算，监测肥料使用和土壤肥力。

控制传输机构7，所述控制传输机构7分别与所述第一电磁阀4、所述第二电磁阀5以及所述传感器机构6可通信相连；控制传输机构7收集传感器的实时数据，并控制水泵、电磁阀及田间灌排合一机构的开关，通过控制传输机构通讯到处理器机构。

处理器机构8，所述处理器机构8与所述控制传输机构7可通信相连；所述处理器机构8用于根据接收到的所述茶树生长环境数据生成第一控制指令并发送给所述控制传输机构7，以便所述控制传输机构7根据所述第一控制指令控制所述第一电磁阀4以及所述第二电磁阀5的工作状态。

进一步的，所述灌溉进液管3与水泵相连，所述水泵与所述控制传输机构可通信相连。为了实现智能控制，所述控制传输机构7通过无线通信模块实现与所述第一电磁阀4、所述第二电磁阀5、所述传感器机构6、所述处理器机构8以及所述水泵的可通信相连。

为了进一步实现对茶树施肥灌溉的控制，所述处理器机构还用于执行以下操作：

接收用户输入的茶树生长数据；该生长数据可以是茶树树冠结构指标数据。

通过所述茶树生长数据建立茶树生长规律性数学模型；在实际应用中，可以对茶树树冠指标数据进行系统性收集，然后对数据进行处理分析，根据树冠结构的动态变化规律，建立树冠结构动态变化规律的数学模型用于指导茶叶生产。

根据所述茶树生长规律性数学模型生成第二控制指令，并将所述第二控制指令发送至所述控制传输机构，以便所述控制传输机构根据所述第二控制指令控制所述第一电磁阀、所述第二电磁阀以及所述水泵的工作状态。

处理器机构对收集的大数据进行分类整理，经过分析整理，建立茶树生长规律性数学模型；通过智能决策，应用无线信号发出指令控制排灌及水肥一体设备，指导茶园灌溉、排水和施肥。

为了方便用户对于茶树生长状态实时进行查看，还包括终端显示监控结构9，所述终端显示监控机构9与所述处理器机构8可通信相连。所述终端显示监控结构9连接有图像获取设备，所述图像获取设备用于获取茶叶生长表型特征。终端显示监控机构9可以对茶叶生长的状况进行实时观测，动态获取茶叶生长表型特征，远程监测和指导茶叶生产。

总之，本申请提供的茶叶精准化智能灌溉排水系统，将有效的灌排系统和水肥一体化系统集成，结合现代信息技术和自动控制技术，构建精准化智能灌溉排水系统，可以显著地降低茶园的生产及管理运行成本，是茶产业可持续发展的保障和动力源。值得大面积推广使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。