水肥一體化精細(xì)管理系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種水肥一體化精細(xì)管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器、中央控制處理器、模糊控制算法器、首部控制器、編碼器主機(jī)、可編程控制器、無(wú)線(xiàn)主機(jī)、高精度控制器、施肥泵繼電器、首部電機(jī)繼電器、遠(yuǎn)程控制解碼器、電子閥門(mén)和遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)解碼器。本實(shí)用新型水肥一體化精細(xì)管理系統(tǒng)的優(yōu)越效果在于：智能化程度高，較好的適用于本地控制和遠(yuǎn)程異地控制的智能灌溉系統(tǒng)，安裝方便、成本低、維護(hù)操作簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值。實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)林作物生長(zhǎng)過(guò)程中自動(dòng)化的田間管理，減少了人力成本的支出，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)林現(xiàn)代化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】水肥一體化精細(xì)管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化管理領(lǐng)域，具體的涉及一種水肥一體化精細(xì)管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，常見(jiàn)的有蔬菜栽培基地，花草育植林園等，但當(dāng)前我國(guó)園林，蔬菜栽培基本靠人工運(yùn)行，農(nóng)作物生長(zhǎng)期的田間管理和后期銷(xiāo)售蔬菜需要人工直接參與，例如農(nóng)業(yè)園藝植物生長(zhǎng)過(guò)程中的灌溉施肥等工作由人工進(jìn)行判斷和實(shí)施，但人工進(jìn)行基肥和追肥的缺點(diǎn)分別表現(xiàn)在:
[0003]基肥的肥效釋放緩慢，不利于調(diào)節(jié)蔬菜的生長(zhǎng)過(guò)程，且容易對(duì)蔬菜根系產(chǎn)生副作用，即燒根，而肥料容易流失，并造成污染。而追肥是指在作物生長(zhǎng)過(guò)程中加施的肥料，作用主要是為了供應(yīng)作物個(gè)時(shí)期對(duì)養(yǎng)分的大量需要。或者補(bǔ)充基肥的不足，但追肥的施肥過(guò)程中容易對(duì)蔬菜產(chǎn)生踐踏，折斷等破壞。同樣容易對(duì)蔬菜根系產(chǎn)生副作用，即燒根，且大面積施肥困難，勞動(dòng)強(qiáng)度大，因而常出現(xiàn)同一塊施肥時(shí)間不一致，不均勻等情況。
[0004]隨著農(nóng)業(yè)園林栽培集約化程度，勞動(dòng)力成本越來(lái)越高，亟待提供一個(gè)符合當(dāng)前栽培現(xiàn)狀，提高人工效率，減少人工參與的高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化管理系統(tǒng)。
[0005]并且現(xiàn)有技術(shù)的施肥和灌溉系統(tǒng)通過(guò)人工控制，操作復(fù)雜，灌水和施肥分開(kāi)控制，系統(tǒng)穩(wěn)定性差，沒(méi)有考慮到電機(jī)的保護(hù)和整個(gè)管道的保護(hù)。隨著農(nóng)業(yè)園林栽培集約化程度、勞動(dòng)力成本較高，亟待提供一個(gè)符合當(dāng)前栽培現(xiàn)狀、提高人工效率，減少人工參與的高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化管理系統(tǒng)。
[0006]水利是國(guó)家的命脈，是人類(lèi)生存和建設(shè)的寶貴資源。我國(guó)是世界上水資源缺乏的國(guó)家，人均占有量只相當(dāng)于世界人均占有量的四分之一，北方許多地區(qū)缺水更為嚴(yán)重。當(dāng)今設(shè)施農(nóng)業(yè)正在擴(kuò)大，但只注重改善小氣候環(huán)境，在精細(xì)灌水調(diào)控技術(shù)方面存在一些缺陷，制約了節(jié)能、節(jié)水效。為了促進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)(溫室、大棚)再上新臺(tái)階，綜合中國(guó)國(guó)情，實(shí)施科學(xué)、低廉、節(jié)水節(jié)能的精細(xì)灌溉技術(shù)勢(shì)在必行。
[0007]滴灌和滲灌技術(shù)室節(jié)水節(jié)能精細(xì)灌溉新技術(shù)之一，很適宜在溫室、大棚或露地栽培果樹(shù)、蔬菜、棉花等經(jīng)濟(jì)作物實(shí)用。我國(guó)在八十年代就引進(jìn)了成套滴灌技術(shù)，但因灌溉水力調(diào)控系統(tǒng)、施肥器設(shè)備費(fèi)用高等原因，推廣很慢，具有以下幾方面的缺陷:
[0008]1、多采用與常規(guī)供水管網(wǎng)直聯(lián)供給水源，灌溉系統(tǒng)工作水壓易波動(dòng)，不穩(wěn)定；
[0009]2、有的系統(tǒng)雖裝有施肥罐或注肥泵“文丘里管”等專(zhuān)用施肥設(shè)備，但是在水壓低，不穩(wěn)定時(shí)不易施肥，加之操作工序多，農(nóng)民一般不愿使用；
[0010]3、引進(jìn)國(guó)外的比例式吸肥器，工作時(shí)需要管網(wǎng)有一定的壓力，費(fèi)用高，每支1500元左右，很難推廣；
[0011]4、大部分灌水器如滴頭、滴灌管、滲透等設(shè)計(jì)水頭較高，需消能滴水；另一方面，綜合中國(guó)農(nóng)村的現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，從科學(xué)種植、節(jié)能、節(jié)水經(jīng)濟(jì)實(shí)用性分析，一般溫室、大棚面積較小，傾向于隨機(jī)用水，需要低水頭滴灌，隨水施肥，造價(jià)低，操作方便，易于調(diào)控水量的設(shè)備，但符合上述要求的設(shè)備目前尚未出現(xiàn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0012]本實(shí)用新型提供一種水肥一體化精細(xì)管理系統(tǒng)，以減少農(nóng)作物在生產(chǎn)的過(guò)程中的人工參與、勞動(dòng)力成本過(guò)高的技術(shù)問(wèn)題。
[0013]為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:
[0014]一種水肥一體化精細(xì)管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器、中央控制處理器、模糊控制算法器、首部控制器、編碼器主機(jī)、可編程控制器、無(wú)線(xiàn)主機(jī)、高精度控制器、施肥泵繼電器、首部電機(jī)繼電器、遠(yuǎn)程控制解碼器、電子閥門(mén)和遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)解碼器，所述中央控制處理器分別連接所述環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器和模糊控制算法器，所述中央控制處理器與所述首部控制器、解碼器主機(jī)、可編程控制器有線(xiàn)連接，所述無(wú)線(xiàn)主機(jī)與所述中央控制處理器無(wú)線(xiàn)連接，所述首部控制器連接所述高精度控制器、施肥泵繼電器和首部電機(jī)繼電器，所述解碼器主機(jī)與所述遠(yuǎn)程控制解碼器、電子閥門(mén)依次連接，所述無(wú)線(xiàn)主機(jī)與所述遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)解碼器、電子閥門(mén)依次連接，所述可編程控制器連接所述電子閥門(mén)。
[0015]優(yōu)選為，所述環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器包括液體EC傳感器、液體PH傳感器、土壤EC傳感器、土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器、空氣濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、雨量傳感器、流量計(jì)、前壓力表和后壓力表。
[0016]本實(shí)用新型提供的一種水肥一體化精細(xì)管理系統(tǒng)，包括有灌溉決策，施肥決策，電機(jī)保護(hù)，環(huán)境監(jiān)測(cè)信息互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布，系統(tǒng)安全操作記錄，多種控制執(zhí)行方式。智能化程度高，較好的適用于本地控制和遠(yuǎn)程異地控制的智能灌溉系統(tǒng)，安裝方便，成本低，維護(hù)操作簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值。實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)林作物生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化的田間管理，減少了人力成本的支出，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)林現(xiàn)代化。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型水肥一體化精細(xì)管理系統(tǒng)的組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0019]如圖1所示，水肥一體化精細(xì)管理系統(tǒng)由環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器1、中央控制處理器2、模糊控制算法器3、首部控制器4、編碼器主機(jī)5、可編程控制器6、無(wú)線(xiàn)主機(jī)7、高精度控制器
8、施肥泵繼電器9、首部電機(jī)繼電器10、遠(yuǎn)程控制解碼器11、電子閥門(mén)12和遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)解碼器13構(gòu)成。中央控制處理器2分別與環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器I和模糊控制算法器3連接，而無(wú)線(xiàn)主機(jī)7與中央控制處理器2無(wú)線(xiàn)連接，中央控制處理器2與首部控制器4、解碼器主機(jī)5、可編程控制器6有線(xiàn)連接，無(wú)線(xiàn)主機(jī)7與中央控制處理器2無(wú)線(xiàn)連接。其中環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器I包括液體EC傳感器、液體PH傳感器、土壤EC傳感器、土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器、空氣濕度傳感器、空氣溫度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、雨量傳感器、流量計(jì)、前壓力表和后壓力表。首部控制器4連接高精度控制器8、施肥泵繼電器9和首部電機(jī)繼電器10。解碼器主機(jī)5、遠(yuǎn)程控制解碼器11和電子閥門(mén)12依次連接，無(wú)線(xiàn)主機(jī)7與遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)解碼器13、電子閥門(mén)12依次連接，可編程控制器6與電子閥門(mén)12直接連接。
[0020]首部控制器4在水肥一體化精細(xì)管理系統(tǒng)中具有施肥、水泵控制、水源過(guò)濾、恒壓、排壓等功能。
[0021]解碼器主機(jī)5是將中央控制處理器2對(duì)電子閥門(mén)12的控制指令轉(zhuǎn)換成解碼器的信號(hào)。
[0022]可編程控制器6是將中央控制處理器2對(duì)電子閥門(mén)12的控制指令轉(zhuǎn)成對(duì)每個(gè)電子閥門(mén)12的控制信號(hào)，其中每一控制信號(hào)是通過(guò)獨(dú)立的載體電纜，載體電纜傳輸至對(duì)應(yīng)的電子閥門(mén)12。
[0023]當(dāng)田間EC值小于設(shè)定值時(shí)，說(shuō)明田間的土壤養(yǎng)分缺少，中央控制處理器2則會(huì)控制電子閥門(mén)12開(kāi)啟，進(jìn)行水合肥自動(dòng)灌溉，當(dāng)EC值達(dá)到預(yù)定值后，電子閥門(mén)12自動(dòng)關(guān)閉。
[0024]無(wú)線(xiàn)主機(jī)7把中央控制處理器對(duì)2電子閥門(mén)12的控制指令轉(zhuǎn)成每個(gè)無(wú)線(xiàn)控制終端都能接受的無(wú)線(xiàn)控制信號(hào)，從而能夠控制電子閥門(mén)12。
[0025]中央控制處理器2能夠設(shè)置灌水日期，運(yùn)行時(shí)間，鏈接程序進(jìn)度表，傳感器啟動(dòng)，循環(huán)入滲程序，ET灌水程序等。
[0026]可以通過(guò)GPS地圖，顯示所有站點(diǎn)甚至是單個(gè)噴頭的運(yùn)行情況并會(huì)顯示狀態(tài)報(bào)告，易于操作人員編程，監(jiān)控和發(fā)現(xiàn)并解決故障。
[0027]可以利用地圖軟件模塊測(cè)量和計(jì)算地圖上所選的區(qū)域面積，程序通過(guò)彩色圖表實(shí)時(shí)顯示每個(gè)站點(diǎn)的運(yùn)行情況，允許實(shí)時(shí)根據(jù)在彩圖上顯示個(gè)人工作站的信息繪圖。
[0028]本實(shí)用新型水肥一體化精細(xì)管理系統(tǒng)通過(guò)灌溉決策，施肥決策，電機(jī)保護(hù)，環(huán)境監(jiān)測(cè)信息互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布，系統(tǒng)安全操作記錄，多種控制執(zhí)行方式，兩線(xiàn)解碼器，多線(xiàn)控制，無(wú)線(xiàn)控制方式實(shí)現(xiàn)了水肥一體化精細(xì)管理系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化的田間管理，減少了人力成本的支出，提高了生產(chǎn)效率和管理效率，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化。
[0029]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種水肥一體化精細(xì)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器、中央控制處理器、模糊控制算法器、首部控制器、編碼器主機(jī)、可編程控制器、無(wú)線(xiàn)主機(jī)、高精度控制器、施肥泵繼電器、首部電機(jī)繼電器、遠(yuǎn)程控制解碼器、電子閥門(mén)和遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)解碼器，所述中央控制處理器分別連接所述環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器和模糊控制算法器，所述中央控制處理器與所述首部控制器、解碼器主機(jī)、可編程控制器有線(xiàn)連接，所述無(wú)線(xiàn)主機(jī)與所述中央控制處理器無(wú)線(xiàn)連接，所述首部控制器連接所述高精度控制器、施肥泵繼電器和首部電機(jī)繼電器，所述解碼器主機(jī)與所述遠(yuǎn)程控制解碼器、電子閥門(mén)依次連接，所述無(wú)線(xiàn)主機(jī)與所述遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)解碼器、電子閥門(mén)依次連接，所述可編程控制器連接所述電子閥門(mén)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水肥一體化精細(xì)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器包括液體EC傳感器、液體PH傳感器、土壤EC傳感器、土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器、空氣濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、雨量傳感器、流量計(jì)、前壓力表和后壓力表。
【文檔編號(hào)】A01C23/04GK203646053SQ201320849170
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】邢孔堯, 石憲強(qiáng), 溫標(biāo)堂 申請(qǐng)人:廣西捷佳潤(rùn)農(nóng)業(yè)科技有限公司