本发明涉及一种农田节灌控排智能管控方法、系统及进排水控制装置，属于农田节能控制。
背景技术：
1、当前农田排水装置多以人为利用浮球等水位调节装置实现农田水位自动控制（农田自动灌排系统（cn102144524a），可调式农田自动排水阀门（cn104499468a），农田自动排水装置（cn108018835a），一种离心式农田自动排水装置（cn106438386a），农田排水自动控制装置（cn202031071u），农田排水自动控制装置（cn113699952a））；或通过闸板下压来进行调控田间水位高度（cn211200324u），但未考虑到农田生态系统对降雨的蓄滞消纳功能。也有个别专利考虑了稻田的蓄雨功能，利用不同生育期更换排水口的闸板，通过调控闸板高度以及闸板上的排水孔来实现排水的精准控制；但其仍需人工根据生育期进行闸板更换，不能自动调控，且闸板上的孔径和孔数因田块大小而不同，导致难以在实际生产中应用（cn108677896b）。
2、在智能控制排水方面，一种智能性农田灌溉排水装置（cn108112449a）通过在储水式内壁安装ph测试仪，对不同酸碱度的农田排水进行分类处理，当检测出水体过酸或过碱时，自动开启自动伸缩挡板，将水排入地下，当排水中性无害，则直接储存在储水室中用于下次浇灌使用。同时，一种农田灌溉排水控制装置及其控制系统（cn110637710a），通过在田间布设多个水分传感器，用以监测试验田的实时土壤水分含量，并上传至水分监测设备进行记录，实现农田灌溉试验的耕层或剖面土壤水分自动监测、地下水补给量的自动监测。此外，一种水稻田智能化灌排水系统（cn115088453b），通过在每块稻田布置浓度传感器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。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，达到进水与排水的目的。
3、结合前述，当前农田自动排水的实现仍需人为进行水位控制，管理精度低；而智能排水方面，依赖农田排水ph进行分类管理的实际应用意义不大；而当前农田水位和土壤水分含量的监测多用于精准计算灌溉水量，利用实时监测的养分浓度和水位数据，结合水稻不同生育期水分需求进行稻田水分的智能灌溉管理有一定科学性，但在农田排水方面的应用较少。综上所述，已有专利技术存在以下不足：一是未考虑降雨可能带来的影响，导致灌排管控不精准；二是未考虑水田作物的耐淹耐渍能力，忽略了农田的蓄滞功能，导致农田养分大量随径流排水流失，加剧面源污染发生风险；三是仅考虑了旱作或水作，未系统考虑水旱轮作农田在水稻季和旱作季对排水实际需求的差异，导致一块田需要两套系统或装置，成本高操作复杂同时无形中增加了管护的难度及成本。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种农田节灌控排智能管控方法、系统及进排水控制装置，以解决当前农田自动排水的实现仍需人为进行水位控制，管理精度低，实现水旱轮作农田灌溉和排水两者的精准管控；
2、为达到上述目的/为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：
3、第一方面，一种农田节灌控排智能管控方法，所述方法包括：
4、采集农田水深数据、土壤水分数据及降雨数据；
5、根据农作物种植日期判断农作物的生育期；
6、根据农作物所处的生育期和需水规律，获取农作物灌溉标准；其中，农作物灌溉标准包括预设的灌溉水深、土壤含水量、最大灌溉水深和灌溉下限；
7、根据农作物所处的生育期和耐淹能力，获取农作物蓄雨标准；其中，农作物蓄雨标准包括水作季蓄雨上限、耐淹天数和正常排水口高度；
8、根据农田土壤水分数据和农作物灌溉标准，判断是否需要灌溉及灌溉时需要调节的放水口高度；或
9、根据农田水深数据或农田土壤水分数据、降雨数据和农作物蓄雨标准，判断降雨发生时需要调节的放水口高度；
10、根据需要调节的放水口高度，计算放水口的打开角度；
11、根据放水口的打开角度，实现灌溉和排水的精准智能自动控制。
12、可选的，所述计算放水口的打开角度的公式为：
13、α=arcsin(dh/r)
14、其中，a为放水口的打开角度，r为排水口挡板高度，dh为放水口高度，a=0时为放水口的打开角度全部打开；放水口高度等于0，a=90度时为放水口全部关闭。
15、可选的，所述根据农田土壤水分数据和农作物灌溉标准，判断是否需要灌溉及灌溉时需要调节的放水口高度，包括：
16、实时采集农田中的土壤水分含量数据以及农田中的水深数据；
17、水作季，当采集的土壤水分含量低于灌溉下限时，则需要灌溉，并根据当前的水深数据自动调节灌溉进水口高度到预设灌溉水深高度；
18、当检测到农田水深数据等于预设灌溉水深高度，停止灌溉；
19、旱作季，当采集的土壤水分含量低于灌溉下限时，则需要灌溉，当土壤水分含量等于预设值时，停止灌溉。
20、可选的，所述根据农田水深数据或土壤水分数据、降雨数据和蓄雨标准，判断降雨发生时需要调节的放水口高度，包括：
21、响应于降雨发生时，根据作物所处生育期，控制排水口高度升高到对应的蓄雨上限高度，持续时间为耐淹天数，将雨水蓄集在农田内；
22、实时采集土壤水分数据和农田水深数据；
23、水作季，当采集的农田水深在耐淹天数后高于目标排水口高度，需进行排水，控制排水口高度自动降低到目标排水口高度；
24、旱作季，当采集的田间土壤含水量在耐淹天数后高于目标土壤含水量，需进行排涝，控制排水口高度自动降低到目标排水口高度。
25、可选的，所述根据农作物种植日期判断农作物的生育期，包括：
26、对于水稻，根据栽后天数来判断农作物生育期的算法如下：
27、g=f（dat），其中dat为插秧后天数；
28、5>dat>0，g=1，活棵返青期；
29、30>dat>5，g=2 ，有效分蘖期；
30、40>dat>30，g=3，无效分蘖期即烤田期；
31、65>dat>40，g=4，拔节孕穗期；
32、75>dat>65，g=5，抽穗开花期；
33、90>dat>75，g=6，灌浆初期；
34、dat>90，g=7，灌浆中后期，g为生育期。
35、第二方面，公开了一种农田节灌控排智能管控系统，包括农田水分及降雨实时监测模块、灌排智慧决策模块和灌排水智能控制模块；
36、所述农田水分与降雨实时监测模块包括位于田中的高精度水位监测计和土壤水分含量传感器以及雨量监测传感器，并实时将数据传送给灌排智慧决策模块；
37、所述灌排智慧决策模块包括生育期诊断模型、灌溉决策模型、排水决策模型和数据交互传输设备，所述生育期诊断模型用于针对农作物所处的生育期，所述灌溉决策模型根据接收到的田面实际水位或土壤水分状况及作物所处的生育期的需水规律判断是否需要灌溉及灌溉水深，排水决策模型根据降雨传感器传来的降雨信息及作物所处生育期的耐淹耐涝能力自动计算适宜的排水口高度；排水决策模型将指令通过数据交互传输设备发送给灌排水智能控制模块；
38、所述灌排水智能控制模块，用于根据排水决策模型发来的指令完成放水口高度的自动调整，实现精准节灌和降雨时的蓄滞控排。
39、可选的，所述农田水分实时监测模块还包括高精度水位监测计、土壤水分传感器和雨量传感器，高精度水位监测计采集稻田水层高度、土壤水分传感器采集稻季烤田期土壤水分含量、旱作季的土壤水分含量，雨量传感器采集降雨数据，并实时将数据传送给水分智慧管控模块。
40、第三方面，公开了一种适用于第一方面任一项所述的农田节灌控排智能管控方法的进排水控制装置，包括主体、驱动件、固定板和放水口挡板，所述驱动件设于主体顶部的箱体内，所述主体底部设有放水口，所述固定板设于放水口的一侧，所述放水口挡板的一侧与固定板通过转轴转动连接，所述放水口挡板的另一侧连接有伸缩杆，所述伸缩杆与驱动件连接，通过驱动件带动伸缩杆伸长或缩短控制放水口挡板的开合角度，实现对放水口进行控制。
41、可选的，所述主体的顶部设有loro通讯天线和太阳能板，所述loro通讯天线与驱动件电连接，用于接收信号并传递给驱动件，所述太阳能板用于为驱动件提供电源。
42、可选的，所述放水口设有用于限位放水口挡板的固定调节杆。
43、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
44、本发明通过农田节灌控排智能管控方法解决当前稻田排水口高度设置随意、雨季未考虑作物的耐淹耐涝耐渍能力、未充分发挥农田系统对降雨的蓄滞消纳能力等不足而带来的径流排水量大，面源污染风险高这一技术难题，可实现中雨条件下不排水，大雨条件下排水量降低60%以上；
45、本发明解决现有闸板式排口主要通过上提而无法控制田间水位的不足，以及现有上排水方式的排水装置其闸板的孔径及闸板高度需要根据田块大小和生育期进行人工更换等缺点，通过旋转挡板，自动精准调控档板高度，可实现田间水位根据生育期进行精准控制且装置控制简单且使用更耐久；
46、本发明实现了灌溉与排放的智能化一体化控制，装置可一台两用，节约投入成本。
1.一种农田节灌控排智能管控方法，其特征在于，所述方法包括：
2. 根据权利要求1所述的农田节灌控排智能管控方法，其特征在于，所述计算放水口的打开角度的公式为：
3.根据权利要求1所述的农田节灌控排智能管控方法，其特征在于，所述根据农田土壤水分数据和农作物灌溉标准，判断是否需要灌溉及灌溉时需要调节的放水口高度，包括：
4.根据权利要求1所述的农田节灌控排智能管控方法，其特征在于，所述根据农田水深数据或土壤水分数据、降雨数据和蓄雨标准，判断降雨发生时需要调节的放水口高度，包括：
5.根据权利要求1所述的农田节灌控排智能管控方法，其特征在于，所述根据农作物种植日期判断农作物的生育期，包括：
6.一种农田节灌控排智能管控系统，其特征在于，包括农田水分及降雨实时监测模块、灌排智慧决策模块和灌排水智能控制模块；
7.根据权利要求6所述的农田节灌控排智能管控系统，其特征在于，所述农田水分实时监测模块还包括高精度水位监测计、土壤水分传感器和雨量传感器，高精度水位监测计采集稻田水层高度、土壤水分传感器采集稻季烤田期土壤水分含量、旱作季的土壤水分含量，雨量传感器采集降雨数据，并实时将数据传送给水分智慧管控模块。
8.一种适用于权利要求1-5任一项所述的农田节灌控排智能管控方法的进排水控制装置，其特征在于，包括主体、驱动件、固定板和放水口挡板，所述驱动件设于主体顶部的箱体内，所述主体底部设有放水口，所述固定板设于放水口的一侧，所述放水口挡板的一侧与固定板通过转轴转动连接，所述放水口挡板的另一侧连接有伸缩杆，所述伸缩杆与驱动件连接，通过驱动件带动伸缩杆伸长或缩短控制放水口挡板的开合角度，实现对放水口进行控制。
9.根据权利要求8所述的进排水控制装置，其特征在于，所述主体的顶部设有loro通讯天线和太阳能板，所述loro通讯天线与驱动件电连接，用于接收信号并传递给驱动件，所述太阳能板用于为驱动件提供电源。
10.根据权利要求8所述的进排水控制装置，其特征在于，所述放水口设有用于限位放水口挡板的固定调节杆。
