根据作物缺水逆境生理反应进行灌溉的控制方法及其装置

摘要

本发明涉及根据作物缺水逆境生理反应进行灌溉的控制方法及其装置，在作物茎杆上装茎变差传感变送器，在茎杆上方装光照传感变送器，在作物根部装土壤水分传感变送器，将上述各变送器输出数据输入到直径变化指数计算与缺水分析单元，将茎变差与该作物需灌溉茎秆直径变化指数比较，对太阳辐射日累加值和季节平均值比较，对作物土壤含水量与设定允许最小土壤含水量比较，判断是否灌溉，由上述各变送器、作物茎秆直径变化指数计算与缺水分析单元、灌溉设备控制单元、水泵交流接触器及管道电磁阀组成灌溉控制装置，具有能反映作物随机生长实际需水状况，更加高效地进行灌溉并省水节能的优点。

主权项

1、一种根据作物缺水逆境生理反应进行灌溉的控制方法，其特征在于：a、首先，在作物茎杆上安装茎变差传感变送器(1)，依靠该茎变差传感变送器采集茎变差，在作物茎杆上方安装有光照传感变送器(2)，用于采集太阳辐射的日累加值，在作物的根部安装有土壤水分传感变送器，用于采集作物根部土壤含水量，其次，将茎变差传感变送器、光照传感变送器、土壤水分传感变送器的输出数据输入到作物茎秆直径变化指数计算与缺水分析单元，由该单元将采集到的茎变差代入作物茎秆直径变化指数计算公式计算出作物茎秆直径变化指数并与该种作物需要灌溉的作物茎秆直径变化指数进行比较，对采集到的太阳辐射的日累加值和这个季节的平均值进行比较，对采集到的作物土壤含水量与设定的允许最小土壤含水量值进行比较，第三，比较后由作物茎秆直径变化指数计算与缺水分析单元输出控制信号控制灌溉设备控制单元，第四，由控制灌溉设备控制单元启动水泵，打开电磁阀，进行灌溉，b、将茎变差传感变送器(1)、光照传感变送器(2)、土壤水分传感变送器(3)输出的可以远传的传感器标准信号，经过信号调理电路(4)转换成适合多通道AD转换电路(5)处理的信号，由多通道AD转换电路(5)将模拟信号转换成数字信号，多通道AD转换电路(5)由前端处理CPU单元(6)控制，根据控制计算机(9)的要求，将采集的茎变差、光照和土壤水分值以数字信号的形式，在前端处理CPU单元(6)控制下经过由TTL与232电平转换电路(7)送入计算机232通讯口(8)，控制计算机(9)计算作物茎秆直径变化指数CSDCI判断是否需要灌溉，并形成控制指令，经TTL与232电平转换电路(7)回传给前端处理CPU单元(6)，在前端处理CPU单元(6)的控制下，将控制指令通过灌溉设备启闭控制和强弱电隔离电路(10)，控制水泵交流接触器(12)管道电动阀或电磁阀(11)进行灌溉，c、作物茎秆直径变化指数的计算公式为：CSDCI＝1-ΔSda/ΔSDm 式中：CSDCI为作物茎秆直径变化指数；ΔSda为水分亏缺植株茎秆直径变化量；ΔSDm为水分充足植株茎秆直径变化量，作物茎秆直径变化指数计算与缺水分析单元(13)中的计算机(9)计算作物茎秆直径变化指数CSDCI而确定作物是否需要灌溉的判断方法为：首先将茎变差传感变送器(1)采集到的茎变差代入作物茎秆直径变化指数计算公式，计算作物茎秆直径变化指数CSDCI，如果计算结果达到了作物需要灌溉的作物茎秆直径变化指数，说明作物有需要灌溉的可能，是否真正需要灌溉，还要看光照传感变送器(2)采集到的太阳辐射的日累加值，如果太阳辐射的日累加值远远小于这个季节的平均值，说明是阴天造成的作物植株蒸腾活动的减弱而引起的作物植株茎秆收缩和膨胀的幅度减少，而非作物缺水所致，无需灌溉，否则由灌溉设备控制单元(14)启动水泵交流接触器(12)打开管道电磁阀(11)进行灌溉，在采用茎变差计算是否需要灌溉时，采用优先级控制，设定允许最小土壤含水量值作为控制底线，正常情况下不会达到最小允许土壤含水量值，但当茎变差传感变送器(1)脱落时，达到最小允许土壤含水量值，启动灌溉的同时，灌溉控制装置自动转为土壤含水量阈值控制，土壤含水量由土壤水分传感变送器(3)检测。