水肥一體化遠程控制和智能管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種水肥一體化遠程控制和智能管理系統(tǒng)，包括固體肥料精確定量上料系統(tǒng)、肥水循環(huán)攪磨溶混系統(tǒng)、多角度注肥漩渦混勻系統(tǒng)、多單元灌溉設施系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)、智能分析控制管理系統(tǒng)。本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的缺陷和空白，提供一種集土壤和農(nóng)田氣象信息采集、數(shù)據(jù)快速分析處理、水肥管理輔助決策、信息遠程傳輸、固體肥料自動循環(huán)研磨溶混、肥液濃度和用量精確控制、多單元集成智能化管理于一體的機械和信息系統(tǒng)。適于與噴灌、滴灌、微噴灌等灌溉設施結(jié)合，對多種農(nóng)作物進行水肥一體化智能管理，亦可作為作物水肥一體化栽培技術研發(fā)及相關理論研究的試驗輔助平臺。
【專利說明】
水肥一體化遠程控制和智能管理系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種水肥一體化遠程控制和智能管理系統(tǒng)，屬于水肥一體化技術領域。
技術背景
[0002]水肥一體化是實現(xiàn)節(jié)水灌溉和水肥高效管理的重要技術途徑。蔬菜、果樹等經(jīng)濟作物，以及小麥、玉米等糧食作物的水肥一體化栽培技術和配套設施的研究日益受到大家重視，成為當前研究的熱點。已有發(fā)明專利“水肥一體化施肥系統(tǒng)”(CN201510452650.4)公開了依次連接的化肥溶解裝置、注肥裝置和滴灌裝置系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中化肥溶解裝置用于配置預定濃度的化肥溶液，注肥裝置用于將化肥溶液栗入到滴灌裝置中，由滴灌裝置滴入到農(nóng)田中。發(fā)明專利“一種測墑灌溉水肥一體化智能控制系統(tǒng)及控制方法”(CN201510673554.2 )，公開了由土壤墑情采集站、存儲有土壤墑情信息的中央控制單元和灌溉單元組成的裝置系統(tǒng)，并在控制系統(tǒng)中增設了光照強度檢測電路、空氣溫濕度檢測電路以及施肥單元。已有實用新型專利“一種基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化自適應灌溉系統(tǒng)”(CN201520981671.0)公開了將控制器分別連接土壤溫濕度傳感器、光照強度傳感器、土壤電導率傳感器、施肥器、電磁閥、抽水栗，增壓栗和灌溉器的裝置系統(tǒng)。上述專利分別涉及水肥一體化管理的施肥環(huán)節(jié)、土壤溫濕度和農(nóng)田氣象數(shù)據(jù)的采集環(huán)節(jié)。但隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水肥一體化管理智能化程度的要求不斷提高，亟需創(chuàng)新集土壤和農(nóng)田氣象信息采集、數(shù)據(jù)快速分析處理、水肥管理輔助決策和信息遠程傳輸于一體的水肥一體化智能管理系統(tǒng)。同時，在水肥一體化管理中，溶肥環(huán)節(jié)的自動化操作、普通固體化肥快速溶解和均衡肥液的配制、大面積農(nóng)作物的多單元集成智能化管理等，亦是急需解決的技術難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的缺陷和空白，提供一種集土壤和農(nóng)田氣象信息采集、數(shù)據(jù)快速分析處理、水肥管理輔助決策、信息遠程傳輸、固體肥料自動循環(huán)研磨溶混、月巴液濃度和用量精確控制、多單元集成智能化管理于一體的機械和信息系統(tǒng)。適于與噴灌、滴灌、微噴灌等灌溉設施結(jié)合，對多種農(nóng)作物進行水肥一體化智能管理，亦可作為作物水肥一體化栽培技術研發(fā)及相關理論研究的試驗輔助平臺。
[0004]—種水肥一體化遠程控制和智能管理系統(tǒng)，包括固體肥料精確定量上料系統(tǒng)、肥水循環(huán)攪磨溶混系統(tǒng)、多角度注肥漩渦混勻系統(tǒng)、多單元灌溉設施系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)、智能分析控制管理系統(tǒng)。
[0005]所述的固體肥料精確定量上料系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)載料臺、載肥倉、輸肥管、負壓吸肥栗、稱重箱、電動排肥器。
[0006]所述的旋轉(zhuǎn)載料臺，包括電機一、齒輪組、載物圓盤和倉袋支撐架。所述的齒輪組包括一個主動齒輪和一個從動齒輪。主動齒輪安裝在電機一的轉(zhuǎn)子上，從動齒輪安裝于載物圓盤的正下方，連接在載物圓盤的中心軸上，用于帶動載物圓盤旋轉(zhuǎn)，主動齒輪和從動齒輪嚙合連接。所述的倉袋支撐架是一個圓形框架。倉袋支撐架以載物圓盤的圓心為中心，沿載物圓盤圓周等距離均勻設置。每個倉袋支撐架由兩個半圓形框架即半圓形框架一和半圓形框架二組成;半圓形框架一位于靠近載物圓盤圓心的一側(cè)，其底部固定在載物圓盤上。半圓形框架一一側(cè)的縱邊框通過合頁與半圓形框架二一側(cè)的縱邊框連接，以此將半圓形框架二可活動地固定在載物圓盤上。半圓形框架二可以通過合頁繞半圓形框架一一側(cè)的縱邊框轉(zhuǎn)動，兩半圓形框架另一側(cè)的縱邊框，可通過插銷、掛鉤、鎖具等實現(xiàn)暫時的固定和解離，從而形成可開閉的圓形倉袋支撐架。所述的倉袋支撐架用于放置圓筒形的載肥倉或肥料包裝袋。在所述的倉袋支撐架頂部和底部的圓形框上均安裝有均勻分布的固定夾，用于撐開和固定包裝袋。
[0007]所述的負壓吸肥栗包括栗頭一和電機二。在所述的栗頭一的徑向一側(cè)安裝進肥口，另一側(cè)安裝出氣口，在出氣口處安裝濾網(wǎng)。在所述的栗頭一的軸向上端安裝電機二，下端安裝真空儲料倉，真空儲料倉下端安裝出肥口。
[0008]所述輸肥管的進肥端可活動地插置于載肥倉或肥料包裝袋內(nèi)；輸肥管的出肥端與負壓吸肥栗的進肥口連接。
[0009]所述的稱重箱安裝于負壓吸肥栗的出肥口的正下方，用于承接由出肥口排出的肥料并稱重。稱重箱的底部安裝電動排肥器，用于向溶肥罐中注入固體肥料。
[0010]所述的電動排肥器，包括凹槽輪、排肥盒、電機三和端蓋。所述的凹槽輪安裝于排肥盒內(nèi)。凹槽輪的一端與電機三的轉(zhuǎn)子連接，凹槽輪的另一端與端蓋連接。
[0011 ]所述的肥水循環(huán)攪磨溶混系統(tǒng)，包括肥料研磨攪打溶混栗、溶肥罐、儲液罐、給水管、主輸水管一、混肥分支輸水管、肥液輸送管一、肥液輸送管二、肥液輸送管三、肥液輸送管四、肥液輸送管五、肥液輸送管六、電動三通閥、肥液過濾器、給水栗和灌溉水過濾器。
[0012]所述的肥料研磨攪打溶混栗，包括栗頭二和電機四。所述的栗頭二包括栗殼、研磨頭、葉輪和栗軸。所述的栗殼，在其軸向一側(cè)連接一個圓筒形的進液口一 ;在其徑向上連接一個開口向上的圓筒形的出液口一;栗殼內(nèi)安裝研磨頭、葉輪和栗軸;所述的研磨頭和葉輪從左到右依次套接在栗軸上。栗軸的右端與電機四的轉(zhuǎn)子連接。所述的研磨頭是一個圓柱體斜齒輪。在研磨頭圓柱體的柱體表面按照相同方向均勻分布若干條斜齒，不僅有利于水肥通過，而且可以增強研磨效果。所述的葉輪為8葉片半開式葉輪，葉輪包括8個葉輪葉片和一個蓋板。所述的蓋板為一圓形鑄鐵板，8個葉輪葉片由蓋板圓心向圓周方向呈輻射狀排列在蓋板一側(cè)的板面上，并與蓋板連為一體，起截流和導流作用。相鄰兩個葉輪葉片的夾角為45度。
[0013]所述的溶肥罐，其罐體為圓筒或為橫截面呈圓弧形的圓筒，底部為弧形底。所述的橫截面呈圓弧形的圓筒，其橫截面的圓弧為四分之三圓，即圓弧的長度占同心同半徑完整圓形周長的四分之三。所述的溶肥罐安裝于稱重箱和電動排肥器的正下方。在溶肥罐罐體上部一側(cè)安裝進液口二，在溶肥罐罐底中央安裝出液口二。
[0014]所述的儲液罐，其罐體為圓筒或為橫截面呈圓弧形的圓筒，底部為弧形底。所述的橫截面呈圓弧形的圓筒，其橫截面的圓弧為四分之三圓，即圓弧的長度占同心同半徑完整圓形周長的四分之三。所述的儲液罐與溶肥罐并列擺放在一起。在儲液罐罐體上部一側(cè)安裝進液口三，在儲液罐罐底中央安裝出液口三。
[0015]所述的混肥分支輸水管的一端與主輸水管一連接，混肥分支輸水管的另一端安置于頂部開口的溶肥灌的正上方，或與溶肥罐上的進液口二連接。
[0016]所述的肥液輸送管一的一端與電動三通閥連接，另一端與溶肥罐上的進液口二連接。
[0017]所述的肥液輸送管二的一端與溶肥罐底部的出液口二連接，另一端與肥料研磨攪打溶混栗上的進液口一連接。
[0018]所述的肥液輸送管三的一端與肥料研磨攪打溶混栗上的出液口一連接，另一端與電動三通閥連接。
[0019]所述的肥液輸送管四的一端與電動三通閥連接，另一端與儲液罐上的進液口三連接。
[0020]所述的肥液輸送管五的一端與儲液罐底部的出液口三連接，另一端與肥液過濾器的進液口四連接；
[0021 ]所述的肥液輸送管六的一端與肥液過濾器的出液口四連接。
[0022]所述的給水栗通過給水管與灌溉水過濾器連接，所述的灌溉水過濾器與主輸水管一的進水端連接。
[0023]所述的多角度注肥漩渦混勻系統(tǒng)包括注肥栗、肥液輸送管七、肥液輸送管八、肥液輸送管九、肥液輸送管十、分流器和多角注肥漩渦混勻器。
[0024]所述的注肥栗包括栗頭三和電機五。所述的栗頭三的軸向一側(cè)連接電機五，栗頭三的徑向兩側(cè)分別設有進液口五和出液口五。所述的進液口五與肥液輸送管六連接。所述的出液口五通過肥液輸送管七與分流器的進液口六連接，所述分流器的出液口六、出液口七和出液口八分別與肥液輸送管八、肥液輸送管九、肥液輸送管十連接。
[0025]所述的多角注肥漩渦混勻器，包括混肥缸體、注肥孔和旋翼。所述的混肥缸體為一圓柱型管件，兩端分別為進水端和出水端，進水端和出水端各設有一個法蘭。所述的注肥孔包括注肥孔一、注肥孔二和注肥孔三，按下面所述的規(guī)則均勻分布于混肥缸體上:在混肥缸體的縱向上，自混肥缸體進水端到出水端(即由左端到右端)，注肥孔一、注肥孔二和注肥孔三分別位于混肥缸體的四分之一、二分之一和四分之三位置處;在混肥缸體的橫向上，注肥孔一、注肥孔二和注肥孔三等距離分布于混肥缸體上，相鄰兩個注肥孔的正投影與混肥缸體的正投影圓心所成的夾角為120度。所述的旋翼焊接于混肥缸體的出水端，旋翼包括三個旋翼葉片和一個漩渦出水環(huán)。所述的漩渦出水環(huán)位于混肥缸體出水端管腔的中間，漩渦出水環(huán)的外壁與圍繞其外壁等距離分布的三個旋翼葉片的一端連接;所述的三個旋翼葉片的另一端焊接于混肥缸體出水端管腔的內(nèi)壁上，相鄰兩個旋翼葉片的夾角為120度。每個旋翼葉片與混肥缸體縱軸線所成的左旋軸向夾角為5度。
[0026]所述的多角注肥漩渦混勻器的進水端連接主輸水管一。
[0027]所述的多角注肥漩渦混勻器上的注肥孔一、注肥孔二和注肥孔三分別連接肥液輸送管八、肥液輸送管九和肥液輸送管十。
[0028]所述的多單元灌溉設施系統(tǒng)，包括主輸水管二、單元分支管、灌水終端分支管、灌水終端、主輸水管截流電磁閥、單元分支電磁閥、灌水終端分支電磁閥。
[0029]所述的主輸水管二的進水端與多角注肥漩渦混勻器的出水端連接。主輸水管二上連接有單元分支管。在所述的單元分支管上，靠近其與主輸水管二連接處安裝單元分支電磁閥。在所述的主輸水管二上，靠近其與每個單元分支管的連接處，且在下游位置(連接處位于來水的上游位置)安裝主輸水管截流電磁閥。所述的灌水終端分支管的一端與單元分支管連接，另一端與灌水終端連接。所述的灌水終端包括噴頭、微噴帶、滴灌帶、噴灌機等直接用于實施噴水、滴水和灌水的設施。在所述的灌水終端分支管上靠近其與單元分支管連接處安裝灌水終端分支電磁閥。每個單元分支管連通的灌水終端有效灌溉面積可根據(jù)灌溉工程設計要求或按照土壤肥力、作物長勢等事先設定。實施水肥管理時，根據(jù)各單元分支管的排列順序，依次灌溉或灌溉+施肥。即在開通某一個單元分支管上單元分支電磁閥和所有灌水終端分支電磁閥時，該單元分支管下游的主輸水管截流電磁閥和上游的各單元分支管上的單元分支電磁閥均關閉，以防止灌溉水進入非灌溉區(qū)域的管道內(nèi)，便于對各灌溉單元集中供水，既有利于維持較高的水壓，又可節(jié)省灌溉時間。
[0030]所述的信息采集系統(tǒng)包括土壤和農(nóng)田氣象信息采集系統(tǒng)、水肥及機械運轉(zhuǎn)信息采集系統(tǒng)。
[0031]所述的土壤和農(nóng)田氣象信息采集系統(tǒng)，包括土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤信息數(shù)據(jù)采集存取器，雨量傳感器、蒸發(fā)傳感器、氣溫傳感器、風速傳感器、光照度傳感器、日照輻射傳感器、氣象信息數(shù)據(jù)采集存取器、農(nóng)田氣象監(jiān)測支架和無線收發(fā)器。
[0032]所述的土壤濕度傳感器和土壤溫度傳感器，根據(jù)土壤含水量和土壤溫度測定的需要安裝于相應土層，一般置于地表以下10、20、30和40cm深處。所述的土壤信息數(shù)據(jù)采集存取器帶有防水防潮外殼，安置于農(nóng)田地表，通過數(shù)據(jù)線分別與土壤濕度傳感器和土壤溫度傳感器連接。所述的蒸發(fā)傳感器安置于作物行間或作物棵間。所述的雨量傳感器、氣溫傳感器、風速傳感器、光照度傳感器、日照輻射傳感器和氣象信息數(shù)據(jù)采集存取器均安裝于農(nóng)田氣象監(jiān)測支架上。所述的雨量傳感器、氣溫傳感器、風速傳感器、光照度傳感器和日照輻射傳感器均通過數(shù)據(jù)線與氣象信息數(shù)據(jù)采集存取器連接。在土壤信息數(shù)據(jù)采集存取器和氣象信息數(shù)據(jù)采集存取器上均安裝無線收發(fā)器，用于向中央控制管理臺發(fā)射采集到的數(shù)據(jù)。
[0033]所述的水肥及機械運轉(zhuǎn)信息采集系統(tǒng)，包括稱重傳感器、液體流量傳感器、液位傳感器、固體懸浮物濃度傳感器、壓力傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、轉(zhuǎn)速傳感器。所述的液體流量傳感器包括液體流量傳感器一、液體流量傳感器二、液體流量傳感器三和液體流量傳感器四；所述的壓力傳感器包括壓力傳感器一和壓力傳感器二。
[0034]所述的稱重傳感器，安裝于所述稱重箱的底部，用于計量肥料的重量。
[0035]所述的液體流量傳感器一安裝于混肥分支輸水管上，靠近混肥分支輸水管的出水端，用于監(jiān)測由給水栗經(jīng)混肥分支輸水管直接注入溶肥罐內(nèi)的水量。
[0036]所述的液位傳感器包括液位傳感器一和液位傳感器二，分別安裝于溶肥罐和儲液罐的底部，用于監(jiān)測罐內(nèi)肥液的液位。
[0037]所述的固體懸浮物濃度傳感器和液體流量傳感器二均安裝于溶肥罐底部的出液口二處，分別用于監(jiān)測固體肥料溶解的程度和肥液流量。
[0038]所述的壓力傳感器一安裝在肥液輸送管五上，位于肥液過濾器進液口四的前端；所述的壓力傳感器二安裝在肥液輸送管六上，位于肥液過濾器出液口四的后端，用于監(jiān)測肥液過濾器的堵塞程度。
[0039]所述的液體流量傳感器三安裝在肥液輸送管六上，位于壓力傳感器二之后和分流器之前，用于監(jiān)測注肥量。
[0040]所述的旋轉(zhuǎn)編碼器安裝于電機一上，用于監(jiān)測電機一的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)載料臺的旋轉(zhuǎn)位移。
[0041]所述的轉(zhuǎn)速傳感器安裝于電機三上，用于監(jiān)測電機三的轉(zhuǎn)速和電動排肥器的排肥量。
[0042]所述的各單元分支管上均安裝有液體流量傳感器四，液體流量傳感器四靠近單元分支電磁閥，用于監(jiān)測單元分支管內(nèi)水的流速及該灌溉單元的灌水量。
[0043]所述的稱重傳感器、液體流量傳感器一、液體流量傳感器二、液體流量傳感器三、液體流量傳感器四、液位傳感器一、液位傳感器二、固體懸浮物濃度傳感器、壓力傳感器一、壓力傳感器二、旋轉(zhuǎn)編碼器和轉(zhuǎn)速傳感器均通過數(shù)據(jù)線與中央控制管理臺連接。
[0044]所述的智能分析控制管理系統(tǒng)，包括中央控制管理臺、電腦、交流接觸器、直流調(diào)速器、中間繼電器、電機變頻器、電磁閥、電動三通閥、壓力開關、GPRS網(wǎng)絡通訊終端設備、數(shù)據(jù)快速分析處理軟件、水肥管理輔助決策系統(tǒng)軟件、GPRS無線網(wǎng)絡傳輸軟件、精確定量智能控制系統(tǒng)軟件。
[0045]所述的交流接觸器包括交流接觸器一和交流接觸器二。所述的電磁閥包括混肥輸水電磁閥、主輸水管截流電磁閥、單元分支電磁閥、灌水終端分支電磁閥。
[0046]所述的電腦、中間繼電器、交流接觸器、直流調(diào)速器均安裝在中央控制管理臺上。所述的中間繼電器、交流接觸器、直流調(diào)速器均通過線路與電腦連接。所述的數(shù)據(jù)快速分析處理軟件、水肥管理輔助決策系統(tǒng)軟件、精確定量智能控制系統(tǒng)軟件均安裝在電腦上。所述的GPRS網(wǎng)絡通訊終端設備通過無線網(wǎng)絡與電腦連接，用于接收數(shù)據(jù)信息和發(fā)布控制指令。所述的中央控制管理臺上的交流接觸器一與電機二連接，用于控制電機二的啟閉，從而控制負壓吸肥栗的啟閉。
[0047]所述的中央控制管理臺上的直流調(diào)速器與電機三連接，用于控制電機三的啟閉和轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)電動排肥器的排肥量。
[0048]所述的中央控制管理臺上的交流接觸器二與電機四連接，用于控制電機四的啟閉，從而控制肥料研磨攪打溶混栗的啟閉。
[0049]所述的壓力開關安裝于肥液輸送管三上，靠近肥料研磨攪打溶混栗上的出液口一處;壓力開關通過線路，一端與交流接觸器二連接，另一端與肥料研磨攪打溶混栗的電機四連接，當溶肥罐內(nèi)的肥液全部輸送完畢后，壓力開關自動閉合，從而使電機四關閉。
[0050]所述的混肥輸水電磁閥安裝于混肥分支輸水管上，靠近液體流量傳感器一且位于液體流量傳感器一的上游，并通過線路與中央控制管理臺上的中間繼電器連接，用于控制由給水栗經(jīng)混肥分支輸水管直接注入溶肥罐內(nèi)的水量。
[0051]所述的電動三通閥的輸水管路分別與肥液輸送管一、肥液輸送管三和肥液輸送管四連接，所述的電動三通閥的電路與中央控制管理臺連接，用于控制肥水混合液由肥料研磨攪打溶混栗上的出液口一，經(jīng)肥液輸送管三和肥液輸送管一流入溶肥罐，或經(jīng)肥液輸送管三和肥液輸送管四，流入儲液罐。
[0052]所述的電機變頻器一安裝于電機一上，并通過線路與中央控制管理臺連接，用于控制電機一的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)載料臺的旋轉(zhuǎn)位移。
[0053]所述的電機變頻器二安裝于給水栗上，并通過線路與中央控制管理臺連接，用于控制給水栗的啟閉、給水速度和給水量。
[0054]所述的電機變頻器三安裝于電機六上，并通過線路與中央控制管理臺連接，用于控制電機六的啟閉和轉(zhuǎn)速大小，從而控制注肥栗的啟閉、注肥速度。
[0055]所述的多單元灌溉設施系統(tǒng)中的各主輸水管截流電磁閥、單元分支電磁閥和灌水終端分支電磁閥均通過線路與中央控制管理臺連接。
[0056]所述的數(shù)據(jù)快速分析處理軟件，可根據(jù)現(xiàn)有技術對土壤和農(nóng)田氣象信息采集系統(tǒng)提供的實時數(shù)據(jù)進行簡單的運算或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、繪制動態(tài)圖，分析每日最大值、最小值和日平均值。
[0057]所述的水肥管理輔助決策系統(tǒng)軟件，可根據(jù)現(xiàn)有技術提供如下輔助決策:
[0058](I)根據(jù)作物各關鍵生育時期的土壤含水量下限閾值，及時發(fā)布作物缺水預警信息。
[0059](2)綜合分析作物各關鍵生育時期的土壤含水量、土壤溫度、空氣濕度、空氣溫度、日照強度和風速等土壤和氣象信息，提出相應的水分管理推薦方案。
[0060](3)利用人工輸入的作物各關鍵生育時期的苗情長勢，結(jié)合相應時期實時測定的土壤和氣象信息，提出合理的肥水管理推薦方案。
[0061]所述的GPRS無線網(wǎng)絡傳輸軟件，分別安裝在電腦主機和GPRS網(wǎng)絡通訊終端設備上，可根據(jù)現(xiàn)有技術編程實現(xiàn)如下操作:
[0062](I)定期將土壤和農(nóng)田氣象信息分析圖表數(shù)據(jù)等由電腦主機傳輸至終端設備；
[0063](2)及時將水肥管理輔助決策系統(tǒng)發(fā)布的作物缺水預警信息傳輸至終端設備；
[0064](3)實時傳輸水肥及機械運轉(zhuǎn)信息至終端設備；
[0065](4)根據(jù)用戶指令傳輸水肥管理輔助決策系統(tǒng)提出的肥水管理推薦方案至終端設備;
[0066](5)由終端設備傳輸控制指令至電腦主機。
[0067]所述的精確定量智能控制系統(tǒng)軟件，可根據(jù)現(xiàn)有技術編程實現(xiàn)如下智能化操作:
[0068](I)根據(jù)電腦或終端設備發(fā)出的控制指令，啟閉調(diào)節(jié)電機變頻器二，以控制給水栗的啟閉、給水速度和給水量。
[0069](2)根據(jù)既定的田間水肥一體化管理規(guī)程，為每個灌溉單元排序，并確定需補灌水量，進而按照順序，指令負壓吸肥栗上電機二的開啟時間，同時根據(jù)每個灌溉單元的需肥量和稱重傳感器監(jiān)測的肥料重量，指令調(diào)節(jié)電機二的運轉(zhuǎn)時間，以實現(xiàn)自動精確定量上料。
[0070](3)根據(jù)負壓吸肥栗上電機二的啟閉狀態(tài)、每個灌溉單元的需肥量和稱重傳感器監(jiān)測的肥料重量，指令調(diào)節(jié)電動排肥器上電機三的啟閉時間和轉(zhuǎn)速，以實現(xiàn)自動精確定量加料。
[0071](4)根據(jù)單位時間內(nèi)稱重傳感器監(jiān)測的肥料重量的變化，判斷負壓吸肥栗吸肥量是否正常，從而間接判斷載肥倉(或肥料包裝袋)內(nèi)剩余肥料的數(shù)量，進而指令調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)載料臺上電機一的啟閉和運轉(zhuǎn)時間，從而轉(zhuǎn)動載物圓盤，將空的載肥倉(或肥料包裝袋)從輸肥管進肥端移走，再把下一個滿載的載肥倉(或肥料包裝袋)移至輸肥管進肥端。
[0072](5)根據(jù)水肥管理輔助決策系統(tǒng)所提供的每個灌溉單元所施肥料的種類和需肥量，計算溶肥所需水量;根據(jù)電動排肥器上電機三的啟閉時間，指令混肥輸水電磁閥的開啟時間，以便及時向溶肥罐內(nèi)加水。同時根據(jù)液體流量傳感器一監(jiān)測的數(shù)據(jù)和所需水量，指令混肥輸水電磁閥的關閉時間。
[0073](6)根據(jù)混肥輸水電磁閥的啟閉時間，指令電動三通閥連通肥液輸送管三和肥液輸送管一，同時指令肥料研磨攪打溶混栗上電機四的開啟，從而實現(xiàn)對溶肥罐內(nèi)肥水混合物的多次循環(huán)研磨攪打和溶混。
[0074](7)根據(jù)溶肥罐底部出液口二處固體懸浮物濃度傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)，判斷固體肥料被溶解混合的程度。當監(jiān)測值達到設定值后，指令電動三通閥連通肥液輸送管三和肥液輸送管四，進而將溶混好的肥液注入到儲液罐。
[0075](8)根據(jù)壓力傳感器一與壓力傳感器二監(jiān)測的水壓數(shù)據(jù)差值，判斷肥液過濾器的堵塞程度，進而根據(jù)設定的壓力差閾值發(fā)布堵塞預警信息，并提示更換過濾網(wǎng)。
[0076](9)根據(jù)電腦或終端設備發(fā)出的控制指令，或按照既定的肥水管理程序，調(diào)節(jié)電機變頻器三，以控制注肥栗的啟閉和注肥速度。
[0077](10)根據(jù)電腦或終端設備發(fā)出的控制指令，或按照既定的肥水管理程序，依次開啟各單元分支管上的單元分支電磁閥和所有灌水終端分支電磁閥，同時關閉該單元分支管下游的主輸水管截流電磁閥和上游的各單元分支管上的單元分支電磁閥。
[0078]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0079]1、本發(fā)明通過肥料研磨攪打溶混栗和栗-罐循環(huán)系統(tǒng)對肥水混合物中的未溶顆粒進行多次的研磨和攪打，明顯加速固體肥料的溶解和肥水溶液的充分混合。
[0080]2、本發(fā)明將溶肥罐與儲液罐分離，從而使溶肥過程(將固體肥料溶于水的過程)和注肥過程(將溶混好的肥液注入輸水管，使肥液隨灌溉水進入田間)分離，既能保證注肥濃度均勻一致，并精確控制單位面積施肥量，又能同時進行溶肥和注肥作業(yè)，顯著提高工作效率、縮短工作時間。
[0081]3、本發(fā)明同時在負壓吸肥栗吸肥環(huán)節(jié)和稱重箱電動排肥器排肥環(huán)節(jié)進行肥量的控制，顯著提高系統(tǒng)對溶肥量和施肥量控制的精確度。
[0082]4、本發(fā)明設計的旋轉(zhuǎn)載料臺，既可以利用載肥倉盛放散裝固體肥料，又可以直接把打開口的袋裝肥料直接放置在固定支架內(nèi)，并通過載物圓盤的自動旋轉(zhuǎn)，有順序地為吸肥栗提供可吸肥料，操作方便、大大減輕勞動強度。而且這種設計既能夠?qū)Χ喾N種類的肥料分別定量溶解，又可以實現(xiàn)對多種種類肥料按比例精確定量混合溶解。
[0083]5、本發(fā)明可直接利用可溶性較高的普通肥料進行水肥一體化管理，有效解決水肥一體化技術對專用水溶肥過度依賴的問題。降低了水肥一體化管理的成本，大大拓展了水肥一體化技術的適用范圍和領域。
[0084]6、該發(fā)明設計的多角注肥漩渦混勻器通過三個注肥孔從混肥缸體的不同位置和不同角度注入液體肥料，增加了液體肥料與灌溉水接觸的面積，加速了二者的混合。在此基礎上，初混的液體經(jīng)過旋翼時，在旋翼結(jié)構(gòu)的作用下形成漩渦，經(jīng)漩渦的作用，可確保將注入的液體肥料與灌溉水充分混勻。
[0085]7、本發(fā)明采用多灌溉單元集成管理模式，每個灌溉單元有效灌溉面積固定，且按順序編號。每個灌溉單元安裝一套獨立的土壤信息采集系統(tǒng)。水肥管理輔助決策系統(tǒng)根據(jù)各灌溉單元的土壤信息監(jiān)測數(shù)據(jù)，提供相應的肥水管理推薦方案，針對性強，管理精準。
[0086]8、本發(fā)明將土壤和農(nóng)田氣象信息采集、數(shù)據(jù)快速分析處理、水肥管理輔助決策、信息遠程傳輸和智能控制集成在一起，智能化程度高、性能穩(wěn)定、管理方便，顯著提高工作效率，大大減少勞動力投入。
【附圖說明】

[0087]圖1是本發(fā)明水肥一體化遠程控制和智能管理系統(tǒng)示意圖。
[0088]圖2是本發(fā)明固體肥料精確定量上料系統(tǒng)示意圖。
[0089]圖3是本發(fā)明電動排肥器示意圖。
[0090]圖4是本發(fā)明肥水循環(huán)攪磨溶混系統(tǒng)示意圖。
[0091 ]圖5是本發(fā)明肥料研磨攪打溶混栗示意圖。
[0092]圖6是本發(fā)明研磨頭柱體表面示意圖。
[0093]圖7是本發(fā)明研磨頭橫截面示意圖。
[0094]圖8是本發(fā)明葉輪示意圖。
[0095]圖9是本發(fā)明多角度注肥漩渦混勻系統(tǒng)示意圖。
[0096]圖10是本發(fā)明多角注肥漩渦混勻器縱切面示意圖。
[0097]圖11是本發(fā)明多角注肥漩渦混勻器出水端橫切面示意圖。
[0098]圖12是本發(fā)明土壤和農(nóng)田氣象信息采集系統(tǒng)示意圖。
[0099]圖13是本發(fā)明水肥及機械運轉(zhuǎn)信息采集系統(tǒng)示意圖。
[0100]圖14是本發(fā)明智能分析控制管理系統(tǒng)示意圖。
[0101 ]圖中:I為電機一，2為主動齒輪，3為載物圓盤，4為倉袋支撐架，5為輸肥管，6為稱重箱，7為從動齒輪，8為電動三通閥，9為給水栗，10為灌溉水過濾器，11為負壓吸肥栗，12為主輸水管一，13為多角注肥漩渦混勻器，14為主輸水管二，15為主輸水管截流電磁閥，16為單元分支管，17為單元分支電磁閥，18為灌水終端分支管，19為灌水終端分支電磁閥，20為中央控制管理臺，21為分流器，22為注肥栗，23為肥液過濾器，24為儲液罐，25為溶肥罐，26為肥料研磨攪打溶混栗，27為進肥口，28為栗頭一，29為出氣口，30為真空儲料倉，31為稱重傳感器，32為電動排肥器，33為排肥盒，34為端蓋，35為凹槽輪，36為電機三，37為給水管，38為混肥分支輸水管，39為肥液輸送管四，40為肥液輸送管六，41為肥液輸送管五，42為肥液輸送管二，43為肥液輸送管一，44為肥液輸送管三，45為進液口一，46為栗殼，47為研磨頭，48為栗軸，49為出液口一，50為電機四，51為葉輪，52為斜齒，53為葉輪葉片，54為蓋板，55為肥液輸送管七，56為肥液輸送管八，57為肥液輸送管九，58為肥液輸送管十，59為法蘭，60為混肥缸體，61為注肥孔一，62為注肥孔二，63為注肥孔三，64為旋翼葉片，65為漩渦出水環(huán)
【具體實施方式】
:
[0102]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行說明。
[0103]本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，并不是對本發(fā)明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后，可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但是只要在本發(fā)明的權利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護。
[0104]實施例參見附圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13和14，水肥一體化遠程控制和智能管理系統(tǒng)，包括固體肥料精確定量上料系統(tǒng)、肥水循環(huán)攪磨溶混系統(tǒng)、多角度注肥漩渦混勻系統(tǒng)、多單元灌溉設施系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)、智能分析控制管理系統(tǒng)。圖13中“液體流量傳感器、液位傳感器、壓力傳感器”和圖14中的“交流接觸器、電機變頻器、電磁閥”均代表本發(fā)明所述的多個。
[0105]所述的固體肥料精確定量上料系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)載料臺、載肥倉、輸肥管、負壓吸肥栗、稱重箱、電動排肥器。
[0106]所述的旋轉(zhuǎn)載料臺，包括電機一1、齒輪組、載物圓盤3、倉袋支撐架4。所述的齒輪組包括一個主動齒輪2和一個從動齒輪7。主動齒輪2安裝在電機一 I的轉(zhuǎn)子上，從動齒輪7安裝于載物圓盤3的正下方，與載物圓盤3的中心軸連接在一起，用于帶動載物圓盤3旋轉(zhuǎn)，主動齒輪和從動齒輪嚙合連接。所述的倉袋支撐架4是一個圓形框架。若干個倉袋支撐架4圍繞載物圓盤3的圓心，沿其圓周內(nèi)側(cè)均勻分布。每個倉袋支撐架4由兩個半圓形框架組成，SP半圓形框架一和半圓形框架二。半圓形框架一位于靠近載物圓盤3圓心的一側(cè)，其底部固定在載物圓盤3上。半圓形框架一一側(cè)的縱邊框通過若干個合頁與半圓形框架二一側(cè)的縱邊框連接，以此將半圓形框架二可活動地固定在載物圓盤3上。半圓形框架二可以通過合頁繞半圓形框架一一側(cè)的縱邊框轉(zhuǎn)動，兩半圓形框架另一側(cè)的縱邊框，可通過插銷、掛鉤、鎖具等實現(xiàn)暫時的固定和解離，從而形成可開閉的圓形倉袋支撐架4。所述的倉袋支撐架4用于放置圓筒形載肥倉或肥料包裝袋。在所述的倉袋支撐架4頂部和底部的圓形框上均安裝有若干個均勻分布的固定夾，用于撐開和固定包裝袋。
[0107]所述的負壓吸肥栗11包括栗頭一 28和電機二。在所述的栗頭一 28徑向一側(cè)安裝進肥口 27，另一側(cè)安裝出氣口 29，在出氣口 29處安裝濾網(wǎng)。在所述的栗頭一28的軸向一側(cè)上端安裝電機二，另一側(cè)下端安裝真空儲料倉30，在所述的真空儲料倉30下端安裝出肥口。
[0108]所述的輸肥管5的進肥端可活動地插置于載肥倉或肥料包裝袋內(nèi)。輸肥管5的出肥端與負壓吸肥栗11的進肥口 27連接。
[0109]所述的稱重箱6安裝于負壓吸肥栗11的出肥口的正下方，用于承接由出肥口排出的肥料并稱重。稱重箱6的底部安裝電動排肥器32，用于向溶肥罐25中注入固體肥料。
[0110]所述的電動排肥器32，包括凹槽輪35、排肥盒33、電機三36和端蓋34。所述的凹槽輪35安裝于排肥盒33內(nèi)。凹槽輪35的一端與電機三36的轉(zhuǎn)子連接，另一端與端蓋34連接。
[0111]所述的肥水循環(huán)攪磨溶混系統(tǒng)，包括肥料研磨攪打溶混栗、溶肥罐、儲液罐、給水管、主輸水管一、混肥分支輸水管、肥液輸送管一、肥液輸送管二、肥液輸送管三、肥液輸送管四、肥液輸送管五、肥液輸送管六、電動三通閥、肥液過濾器、給水栗、灌溉水過濾器。
[0112]所述的肥料研磨攪打溶混栗26，包括栗頭二和電機四50。所述的栗頭二，包括栗殼46、研磨頭47、葉輪51、栗軸48。所述的栗殼46，在其軸向一側(cè)連接一個圓筒形進液口一 45;在其徑向上連接一個開口向上的圓筒形出液口一49ο栗殼46內(nèi)安裝研磨頭47、葉輪51和栗軸48;所述的研磨頭47和葉輪51從左到右依次套接在栗軸48上。栗軸48的右端與電機四50的轉(zhuǎn)子連接。所述的研磨頭47是一個圓柱體斜齒輪。在該圓柱體的柱體表面均勻分布若干條斜齒52，不僅有利于水肥通過，而且可以增強研磨效果。所述的葉輪51為8葉片半開式葉輪，包括8個葉輪葉片53和一個蓋板54。所述的蓋板54為一圓形鑄鐵板，8個葉輪葉片由蓋板圓心向圓周方向呈輻射狀排列在蓋板一側(cè)的板面上，并與蓋板連為一體，起截流和導流作用。相鄰兩個葉輪葉片的夾角為45度。
[0113]所述的溶肥罐25，其罐體為圓筒或為橫截面呈圓弧形的圓筒，底部為弧形底。所述的橫截面呈圓弧形的圓筒，其橫截面的圓弧為四分之三圓，即圓弧的長度占同心同半徑完整圓形周長的四分之三。所述的溶肥罐25安裝于稱重箱6和電動排肥器32的正下方。在溶肥罐25罐體上部一側(cè)安裝進液口二，在溶肥罐25罐底中央安裝出液口二。
[0114]所述的儲液罐24，其罐體為圓筒或為橫截面呈圓弧形的圓筒，底部為弧形底。所述的橫截面呈圓弧形的圓筒，其橫截面的圓弧為四分之三圓，即圓弧的長度占同心同半徑完整圓形周長的四分之三。所述的儲液罐24與溶肥罐25并列擺放在一起。在儲液罐24罐體上部一側(cè)安裝進液口三，在儲液罐24罐底中央安裝出液口三。
[0115]所述的混肥分支輸水管38的一端與主輸水管一12連接。混肥分支輸水管38的另一端安置于頂部開口的溶肥灌25的正上方，或與溶肥罐25上的進液口二連接。
[0116]所述的肥液輸送管一43的一端與電動三通閥8連接，另一端與溶肥罐25上的進液口二連接。
[0117]所述的肥液輸送管二42的一端與溶肥罐25底部的出液口二連接，另一端與肥料研磨攪打溶混栗26上的進液口一 45連接。
[0118]所述的肥液輸送管三44的一端與肥料研磨攪打溶混栗26上的出液口一 49連接，另一端與電動三通閥8連接。
[0119]所述的肥液輸送管四39的一端與電動三通閥8連接，另一端與儲液罐24上的進液口三連接。
[0120]所述的肥液輸送管五41的一端與儲液罐24底部的出液口三連接，另一端與肥液過濾器23的進液口四連接；
[0121]所述的肥液輸送管六40的一端與肥液過濾器23的出液口四連接。
[0122]所述的給水栗9通過給水管37與灌溉水過濾器10連接，所述的灌溉水過濾器10與主輸水管一 12的進水端連接。
[0123]所述的多角度注肥漩渦混勻系統(tǒng)，包括注肥栗、肥液輸送管七、肥液輸送管八、月巴液輸送管九、肥液輸送管十、分流器、多角注肥漩渦混勻器。
[0124]所述的注肥栗22，包括栗頭三和電機五。所述的栗頭三的軸向一側(cè)連接電機五，栗頭三的徑向兩側(cè)分別為進液口五和出液口五。所述的進液口五與肥液輸送管六40連接。所述的出液口五通過肥液輸送管七55與分流器21的進液口六連接，所述分流器21的出液口六、出液口七和出液口八分別與肥液輸送管八56、肥液輸送管九57、肥液輸送管十58連接。
[0125]所述的多角注肥漩渦混勻器13，包括混肥缸體60、注肥孔和旋翼。所述的混肥缸體60為一圓柱型管件，兩端分別為進水端和出水端，進水端和出水端各設有一個法蘭59。所述的注肥孔包括注肥孔一 61、注肥孔二 62和注肥孔三63，按下面所述的規(guī)則均勻分布于混肥缸體60上:在混肥缸體的縱向上，自混肥缸體60進水端到出水端即由左端到右端，注肥孔一61、注肥孔二 62、注肥孔三63分別位于混肥缸體60的四分之一、二分之一和四分之三位置處;在混肥缸體的橫向上，注肥孔一 61、注肥孔二 62、注肥孔三63亦均勻分布于混肥缸體60上，相鄰兩個注肥孔的正投影與混肥缸體的正投影圓心所成的夾角為120度。所述的旋翼焊接于混肥缸體60的出水端，旋翼包括三個旋翼葉片64和一個漩渦出水環(huán)65。所述的漩渦出水環(huán)65位于混肥缸體出水端管腔的中間，漩渦出水環(huán)的外壁與圍繞其外壁等距離分布的三個旋翼葉片64的一端連接;所述的三個旋翼葉片的另一端焊接于混肥缸體出水端管腔的內(nèi)壁上。相鄰兩個旋翼葉片64的夾角為120度。每個旋翼葉片64與混肥缸體60縱軸線所成的左旋軸向夾角為5度。
[0126]所述的多角注肥漩渦混勻器13的進水端連接主輸水管一12。
[0127]所述的多角注肥漩渦混勻器13上的注肥孔一 61、注肥孔二 62和注肥孔三63分別連接肥液輸送管八56、肥液輸送管九57和肥液輸送管十58。
[0128]所述的多單元灌溉設施系統(tǒng)，包括主輸水管二、單元分支管、灌水終端分支管、灌水終端、主輸水管截流電磁閥、單元分支電磁閥、灌水終端分支電磁閥。
[0129]所述的主輸水管二14的進水端與多角注肥漩渦混勻器13的出水端連接。主輸水管二 14上連接有單元分支管16。在所述的單元分支管16上，靠近其與主輸水管二 14連接處安裝單元分支電磁閥17。在所述的主輸水管二 14上，靠近其與每個單元分支管16的連接處，且在下游位置連接處位于來水的上游位置安裝主輸水管截流電磁閥15。所述的灌水終端分支管18的一端與單元分支管16連接，另一端與灌水終端連接。所述的灌水終端包括噴頭、微噴帶、滴灌帶、噴灌機等直接用于實施噴水、滴水和灌水的設施。在所述的灌水終端分支管18上靠近其與單元分支管16連接處安裝灌水終端分支電磁閥19。每個單元分支管16連通的灌水終端有效灌溉面積可根據(jù)灌溉工程設計要求或按照土壤肥力、作物長勢等事先設定。實施水肥管理時，不是把各個單元分支管16同時開通，而是根據(jù)各單元分支管16的排列順序，依次灌溉或灌溉+施肥。即在開通某一個單元分支管16上單元分支電磁閥17和所有灌水終端分支電磁閥19時，該單元分支管16下游的主輸水管截流電磁閥15和上游的各單元分支管16上的單元分支電磁閥17均關閉，以防止灌溉水進入非灌溉區(qū)域的管道內(nèi)，便于對各灌溉單元集中供水，既有利于維持較高的水壓，又可節(jié)省灌溉時間。
[0130]所述的信息采集系統(tǒng)，包括土壤和農(nóng)田氣象信息采集系統(tǒng)、水肥及機械運轉(zhuǎn)信息采集系統(tǒng)。
[0131]所述的土壤和農(nóng)田氣象信息采集系統(tǒng)，包括土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤信息數(shù)據(jù)采集存取器，雨量傳感器、蒸發(fā)傳感器、氣溫傳感器、風速傳感器、光照度傳感器、日照輻射傳感器、氣象信息數(shù)據(jù)采集存取器、農(nóng)田氣象監(jiān)測支架、無線收發(fā)器。
[0132]所述的土壤濕度和溫度傳感器，根據(jù)土壤含水量和土壤溫度測定的需要安裝于相應土層，一般置于地表以下10、20、30和40cm深處。所述的土壤信息數(shù)據(jù)采集存取器帶有防水防潮外殼，安置于農(nóng)田地表，通過數(shù)據(jù)線與土壤濕度傳感器和土壤溫度傳感器連接。所述的蒸發(fā)傳感器安置于作物行間或作物棵間。所述的雨量傳感器、氣溫傳感器、風速傳感器、光照度傳感器、日照輻射傳感器、氣象信息數(shù)據(jù)采集存取器均安裝于農(nóng)田氣象監(jiān)測支架上。所述的雨量傳感器、氣溫傳感器、風速傳感器、光照度傳感器和日照輻射傳感器均通過數(shù)據(jù)線與氣象信息數(shù)據(jù)采集存取器連接。在土壤信息數(shù)據(jù)采集存取器和氣象信息數(shù)據(jù)采集存取器上均安裝無線收發(fā)器，用于向中央控制管理臺20發(fā)射采集到的數(shù)據(jù)。
[0133]所述的水肥及機械運轉(zhuǎn)信息采集系統(tǒng)，包括稱重傳感器、液體流量傳感器、液位傳感器、固體懸浮物濃度傳感器、壓力傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、轉(zhuǎn)速傳感器。所述的液體流量傳感器包括液體流量傳感器一、液體流量傳感器二、液體流量傳感器三和液體流量傳感器四；所述的壓力傳感器包括壓力傳感器一和壓力傳感器二。
[0134]所述的稱重傳感器31，安裝于所述稱重箱6的底部，用于計量肥料的重量。
[0135]所述的液體流量傳感器一安裝于混肥分支輸水管38上，靠近混肥分支輸水管28的出水端，用于監(jiān)測由給水栗9經(jīng)混肥分支輸水管38直接注入溶肥罐25內(nèi)的水量。
[0136]所述的液位傳感器包括液位傳感器一和液位傳感器二，分別安裝于溶肥罐25和儲液罐24的底部，用于監(jiān)測罐內(nèi)肥液的液位。
[0137]所述的固體懸浮物濃度傳感器和液體流量傳感器二均安裝于溶肥罐25底部的出液口二處，分別用于監(jiān)測固體肥料溶解的程度和肥液流量。
[0138]所述的壓力傳感器一安裝在肥液輸送管五41上，位于肥液過濾器23進液口四的前端，所述的壓力傳感器二安裝在肥液輸送管六40上，位于肥液過濾器23出液口四的后端，用于監(jiān)測肥液過濾器23的堵塞程度。
[0139]所述的液體流量傳感器三安裝在肥液輸送管六40上，位于壓力傳感器二之后和分流器21之前，用于監(jiān)測注肥量。
[0140]所述的旋轉(zhuǎn)編碼器安裝于電機一I上，用于監(jiān)測電機一 I的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)載料臺的旋轉(zhuǎn)位移。
[0141]所述的轉(zhuǎn)速傳感器安裝于電機三36上，用于監(jiān)測電機三36的轉(zhuǎn)速和電動排肥器32的排肥量。
[0142]所述的各單元分支管16上均安裝有液體流量傳感器四，液體流量傳感器四靠近單元分支電磁閥17，用于監(jiān)測單元分支管16內(nèi)水的流速及該灌溉單元的灌水量。
[0143]所述的稱重傳感器31、液體流量傳感器一、液體流量傳感器二、液體流量傳感器三、液體流量傳感器四、液位傳感器一、液位傳感器二、固體懸浮物濃度傳感器、壓力傳感器一、壓力傳感器二、旋轉(zhuǎn)編碼器、轉(zhuǎn)速傳感器均通過數(shù)據(jù)線與中央控制管理臺20連接。
[0144]所述的智能分析控制管理系統(tǒng)，包括中央控制管理臺、電腦、顯示器、鍵盤、鼠標、交流接觸器、直流調(diào)速器、中間繼電器、電機變頻器、電磁閥、電動三通閥、壓力開關、GPRS網(wǎng)絡通訊終端設備、數(shù)據(jù)快速分析處理軟件、水肥管理輔助決策系統(tǒng)軟件、GPRS無線網(wǎng)絡傳輸軟件、精確定量智能控制系統(tǒng)軟件。
[0145]所述的交流接觸器包括交流接觸器一和交流接觸器二。所述的電磁閥包括混肥輸水電磁閥、主輸水管截流電磁閥、單元分支電磁閥、灌水終端分支電磁閥。
[0146]所述的電腦、顯示器、鍵盤、鼠標、中間繼電器、交流接觸器、直流調(diào)速器均安裝在中央控制管理臺20上。所述的中間繼電器、交流接觸器、直流調(diào)速器、顯示器、鍵盤和鼠標均通過線路與電腦連接。所述的數(shù)據(jù)快速分析處理軟件、水肥管理輔助決策系統(tǒng)軟件、精確定量智能控制系統(tǒng)軟件均安裝在電腦上。所述的GPRS網(wǎng)絡通訊終端設備通過無線網(wǎng)絡與電腦連接，用于接收數(shù)據(jù)信息和發(fā)布控制指令。
[0147]所述的中央控制管理臺20上的交流接觸器一與電機二連接，用于控制電機二的啟閉，從而控制負壓吸肥栗11的啟閉。
[0148]所述的中央控制管理臺20上的直流調(diào)速器與電機三36連接，用于控制電機三36的啟閉和轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)電動排肥器32的排肥量。
[0149]所述的中央控制管理臺20上的交流接觸器二與電機四50連接，用于控制電機四50的啟閉，從而控制肥料研磨攪打溶混栗26的啟閉。
[0150]所述的壓力開關安裝于肥液輸送管三44上，靠近肥料研磨攪打溶混栗26上的出液口一 49處，并通過線路，一端與交流接觸器二連接，另一端與肥料研磨攪打溶混栗26的電機四50連接，當溶肥罐25內(nèi)的肥液全部輸送完畢后，壓力開關自動閉合，從而使電機四50關閉。
[0151 ]所述的混肥輸水電磁閥安裝于混肥分支輸水管38上，靠近液體流量傳感器一且位于液體流量傳感器一的上游，并通過線路與中央控制管理臺20連接，用于控制由給水栗9經(jīng)混肥分支輸水管38直接注入溶肥罐25內(nèi)的水量。
[0152]所述的電動三通閥8的輸水管路分別與肥液輸送管一43、肥液輸送管三44和肥液輸送管四39連接，所述的電動三通閥8的電路與中央控制管理臺20連接，用于控制肥水混合液由肥料研磨攪打溶混栗26上的出液口一 49，經(jīng)肥液輸送管三44和肥液輸送管一 43流入溶肥罐25，或經(jīng)肥液輸送管三44和肥液輸送管四39，流入儲液罐24。
[0153]所述的電機變頻器一安裝于電機一I上，并通過線路與中央控制管理臺20連接，用于控制電機一 I的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)載料臺的旋轉(zhuǎn)位移。
[0154]所述的電機變頻器二安裝于給水栗9上，并通過線路與中央控制管理臺20連接，用于控制給水栗9的啟閉、給水速度和給水量。
[0155]所述的電機變頻器三安裝于電機六上，并通過線路與中央控制管理臺20連接，用于控制電機六的啟閉和轉(zhuǎn)速大小，從而控制注肥栗22的啟閉、注肥速度。
[0156]所述的多單元灌溉設施系統(tǒng)中的各主輸水管截流電磁閥15、單元分支電磁閥17和灌水終端分支電磁閥19均通過線路與中央控制管理臺20連接。
[0157]所述的電腦可采用臺灣研華IPC-610L，顯示器可采用三星T190，鍵盤可采用雙飛燕KB-8，鼠標可采用雙飛燕0P520，交流接觸器可采用施耐德Lcld09，直流調(diào)速器可采用深圳杰美康AQMD3610S，變頻器可采用臺灣臺達VFD022M23B，中間繼電器可采用施耐德RXM2LB2P7，電磁閥可采用伯爾梅特210-2w-ncm，電動三通閥可采用美通DQFB-315，壓力開關可采用丹佛斯SH-SNS-103。
[0158]所述的稱重傳感器可采用煙臺五峰KH816A，壓力傳感器可采用西門子7MF1567-3CG00-1AA1，流量傳感器一可采用深圳中江肥料YF-403，流量傳感器二可采用深圳美控LDG-MK，液位傳感器可采用安徽華控HK_211，旋轉(zhuǎn)編碼器可采用歐姆龍E6C2-CWZ5B360P/R，轉(zhuǎn)速傳感器可采用歐姆龍SN04-N，固體懸浮物傳感器可采用上海沃德Ms8000se。
[0159]所述的電機一(旋轉(zhuǎn)載物臺電機)可采用東力減速電機YSJ750-4p，電機二(負壓吸肥電機)可采用伊頓2GH-810，電機三(電動排肥器電機)可采用東方電機ASL0G-JGB37-520，電機四(肥料溶混攪磨栗電機)可采用東力YSJ750-4p，給水栗可采用上海凱泉KQH-100-11。所述的灌溉水過濾器、肥液過濾器等均可采用當前市售的普通型號產(chǎn)品。本發(fā)明中所使用部件如無特殊說明結(jié)構(gòu)構(gòu)成，均可市購得到。
【主權項】
1.一種水肥一體化遠程控制和智能管理系統(tǒng)，其特征在于包括固體肥料精確定量上料系統(tǒng)、肥水循環(huán)攪磨溶混系統(tǒng)、多角度注肥漩渦混勻系統(tǒng)、多單元灌溉設施系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)、智能分析控制管理系統(tǒng)； 所述的固體肥料精確定量上料系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)載料臺、載肥倉、輸肥管、負壓吸肥栗、稱重箱、電動排肥器； 所述的旋轉(zhuǎn)載料臺包括電機一、齒輪組、載物圓盤和倉袋支撐架;所述的齒輪組包括一個主動齒輪和一個從動齒輪;主動齒輪安裝在電機一的轉(zhuǎn)子上，從動齒輪安裝于載物圓盤的正下方，連接在載物圓盤的中心軸上，用于帶動載物圓盤旋轉(zhuǎn)，主動齒輪和從動齒輪嚙合連接;所述的倉袋支撐架是一個圓形框架;倉袋支撐架以載物圓盤的圓心為中心，沿載物圓盤圓周等距離均勻設置;每個倉袋支撐架由兩個半圓形框架即半圓形框架一和半圓形框架二組成;半圓形框架一位于靠近載物圓盤圓心的一側(cè)，其底部固定在載物圓盤上;半圓形框架一一側(cè)的縱邊框通過合頁與半圓形框架二一側(cè)的縱邊框連接，以此將半圓形框架二可活動地固定在載物圓盤上;半圓形框架二能通過合頁繞半圓形框架一一側(cè)的縱邊框轉(zhuǎn)動，兩半圓形框架另一側(cè)的縱邊框，通過插銷、掛鉤或鎖具實現(xiàn)暫時的固定和解離，從而形成可開閉的圓形倉袋支撐架;所述的倉袋支撐架用于放置圓筒形的載肥倉或肥料包裝袋;在所述的倉袋支撐架頂部和底部的圓形框上均安裝有均勻分布的固定夾，用于撐開和固定包裝袋； 所述的負壓吸肥栗包括栗頭一和電機二;在所述的栗頭一的徑向一側(cè)安裝進肥口，另一側(cè)安裝出氣口，在出氣口處安裝濾網(wǎng)；在所述的栗頭一的軸向上端安裝電機二，下端安裝真空儲料倉，真空儲料倉下端安裝出肥口 ； 所述輸肥管的進肥端可活動地插置于載肥倉或肥料包裝袋內(nèi)；輸肥管的出肥端與負壓吸肥栗的進肥口連接； 所述的稱重箱安裝于負壓吸肥栗的出肥口的正下方，用于承接由出肥口排出的肥料并稱重;稱重箱的底部安裝電動排肥器，用于向溶肥罐中注入固體肥料； 所述的電動排肥器，包括凹槽輪、排肥盒、電機三和端蓋;所述的凹槽輪安裝于排肥盒內(nèi)；凹槽輪的一端與電機三的轉(zhuǎn)子連接，凹槽輪的另一端與端蓋連接； 所述的肥水循環(huán)攪磨溶混系統(tǒng)，包括肥料研磨攪打溶混栗、溶肥罐、儲液罐、給水管、主輸水管一、混肥分支輸水管、肥液輸送管一、肥液輸送管二、肥液輸送管三、肥液輸送管四、肥液輸送管五、肥液輸送管六、電動三通閥、肥液過濾器、給水栗和灌溉水過濾器； 所述的肥料研磨攪打溶混栗，包括栗頭二和電機四；所述的栗頭二包括栗殼、研磨頭、葉輪和栗軸;所述的栗殼，在其軸向一側(cè)連接一個圓筒形的進液口 一;在其徑向上連接一個開口向上的圓筒形的出液口一;栗殼內(nèi)安裝研磨頭、葉輪和栗軸;所述的研磨頭和葉輪從左到右依次套接在栗軸上;栗軸的右端與電機四的轉(zhuǎn)子連接;所述的研磨頭是一個圓柱體斜齒輪;在研磨頭圓柱體的柱體表面按照相同方向均勻分布若干條斜齒，既有利于水肥通過，也能增強研磨效果;所述的葉輪為8葉片半開式葉輪，葉輪包括8個葉輪葉片和一個蓋板;所述的蓋板為一圓形鑄鐵板，8個葉輪葉片由蓋板圓心向圓周方向呈輻射狀排列在蓋板一側(cè)的板面上，并與蓋板連為一體，起截流和導流作用;相鄰兩個葉輪葉片的夾角為45度； 所述的溶肥罐，其罐體為圓筒或為橫截面呈圓弧形的圓筒，底部為弧形底;所述的橫截面呈圓弧形的圓筒，其橫截面的圓弧為四分之三圓，即圓弧的長度占同心同半徑完整圓形周長的四分之三;所述的溶肥罐安裝于稱重箱和電動排肥器的正下方;在溶肥罐罐體上部一側(cè)安裝進液口 二，在溶肥罐罐底中央安裝出液口二； 所述的儲液罐，其罐體為圓筒或為橫截面呈圓弧形的圓筒，底部為弧形底;所述的橫截面呈圓弧形的圓筒，其橫截面的圓弧為四分之三圓，即圓弧的長度占同心同半徑完整圓形周長的四分之三;所述的儲液罐與溶肥罐并列擺放在一起;在儲液罐罐體上部一側(cè)安裝進液口三，在儲液罐罐底中央安裝出液口三； 所述的混肥分支輸水管的一端與主輸水管一連接，混肥分支輸水管的另一端安置于頂部開口的溶肥灌的正上方，或與溶肥罐上的進液口二連接； 所述的肥液輸送管一的一端與電動三通閥連接，另一端與溶肥罐上的進液口二連接； 所述的肥液輸送管二的一端與溶肥罐底部的出液口 二連接，另一端與肥料研磨攪打溶混栗上的進液口一連接； 所述的肥液輸送管三的一端與肥料研磨攪打溶混栗上的出液口 一連接，另一端與電動三通閥連接； 所述的肥液輸送管四的一端與電動三通閥連接，另一端與儲液罐上的進液口三連接； 所述的肥液輸送管五的一端與儲液罐底部的出液口三連接，另一端與肥液過濾器的進液口四連接； 所述的肥液輸送管六的一端與肥液過濾器的出液口四連接； 所述的給水栗通過給水管與灌溉水過濾器連接，所述的灌溉水過濾器與主輸水管一的進水端連接； 所述的多角度注肥漩渦混勻系統(tǒng)包括注肥栗、肥液輸送管七、肥液輸送管八、肥液輸送管九、肥液輸送管十、分流器和多角注肥漩渦混勻器； 所述的注肥栗包括栗頭三和電機五;所述的栗頭三的軸向一側(cè)連接電機五，栗頭三的徑向兩側(cè)分別設有進液口五和出液口五;所述的進液口五與肥液輸送管六連接;所述的出液口五通過肥液輸送管七與分流器的進液口六連接，所述分流器的出液口六、出液口七和出液口八分別與肥液輸送管八、肥液輸送管九、肥液輸送管十連接； 所述的多角注肥漩渦混勻器，包括混肥缸體、注肥孔和旋翼;所述的混肥缸體為一圓柱型管件，兩端分別為進水端和出水端，進水端和出水端各設有一個法蘭;所述的注肥孔包括注肥孔一、注肥孔二和注肥孔三，按下面所述的規(guī)則均勻分布于混肥缸體上:在混肥缸體的縱向上，自混肥缸體進水端到出水端，注肥孔一、注肥孔二和注肥孔三分別位于混肥缸體的四分之一、二分之一和四分之三位置處;在混肥缸體的橫向上，注肥孔一、注肥孔二和注肥孔三等距離分布于混肥缸體上，相鄰兩個注肥孔的正投影與混肥缸體的正投影圓心所成的夾角為120度;所述的旋翼焊接于混肥缸體的出水端，旋翼包括三個旋翼葉片和一個漩渦出水環(huán);所述的漩渦出水環(huán)位于混肥缸體出水端管腔的中間，漩渦出水環(huán)的外壁與圍繞其外壁等距離分布的三個旋翼葉片的一端連接;所述的三個旋翼葉片的另一端焊接于混肥缸體出水端管腔的內(nèi)壁上，相鄰兩個旋翼葉片的夾角為120度;每個旋翼葉片與混肥缸體縱軸線所成的左旋軸向夾角為5度； 所述的多角注肥漩渦混勻器的進水端連接主輸水管一； 所述的多角注肥漩渦混勻器上的注肥孔一、注肥孔二和注肥孔三分別連接肥液輸送管八、肥液輸送管九和肥液輸送管十； 所述的多單元灌溉設施系統(tǒng)，包括主輸水管二、單元分支管、灌水終端分支管、灌水終端、主輸水管截流電磁閥、單元分支電磁閥、灌水終端分支電磁閥； 所述的主輸水管二的進水端與多角注肥漩渦混勻器的出水端連接;主輸水管二上連接有單元分支管;在所述的單元分支管上，靠近其與主輸水管二連接處安裝單元分支電磁閥；在所述的主輸水管二上，靠近其與每個單元分支管的連接處，且在連接處位于來水的上游位置安裝主輸水管截流電磁閥；所述的灌水終端分支管的一端與單元分支管連接，另一端與灌水終端連接;所述的灌水終端包括噴頭、微噴帶、滴灌帶、噴灌機直接用于實施噴水、滴水和灌水的設施;在所述的灌水終端分支管上靠近其與單元分支管連接處安裝灌水終端分支電磁閥;每個單元分支管連通的灌水終端有效灌溉面積根據(jù)灌溉工程設計要求或按照土壤肥力、作物長勢事先設定;實施水肥管理時，根據(jù)各單元分支管的排列順序，依次灌溉或灌溉+施肥;即在開通某一個單元分支管上單元分支電磁閥和所有灌水終端分支電磁閥時，該單元分支管下游的主輸水管截流電磁閥和上游的各單元分支管上的單元分支電磁閥均關閉，以防止灌溉水進入非灌溉區(qū)域的管道內(nèi)，便于對各灌溉單元集中供水，既有利于維持較高的水壓，又能節(jié)省灌溉時間； 所述的信息采集系統(tǒng)包括土壤和農(nóng)田氣象信息采集系統(tǒng)、水肥及機械運轉(zhuǎn)信息采集系統(tǒng)； 所述的土壤和農(nóng)田氣象信息采集系統(tǒng)，包括土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤信息數(shù)據(jù)采集存取器，雨量傳感器、蒸發(fā)傳感器、氣溫傳感器、風速傳感器、光照度傳感器、日照輻射傳感器、氣象信息數(shù)據(jù)采集存取器、農(nóng)田氣象監(jiān)測支架和無線收發(fā)器； 所述的土壤濕度傳感器和土壤溫度傳感器，根據(jù)土壤含水量和土壤溫度測定的需要安裝于地表以下相應土層;所述的土壤信息數(shù)據(jù)采集存取器帶有防水防潮外殼，安置于農(nóng)田地表，通過數(shù)據(jù)線分別與土壤濕度傳感器和土壤溫度傳感器連接;所述的蒸發(fā)傳感器安置于作物行間或作物棵間；所述的雨量傳感器、氣溫傳感器、風速傳感器、光照度傳感器、日照輻射傳感器和氣象信息數(shù)據(jù)采集存取器均安裝于農(nóng)田氣象監(jiān)測支架上；所述的雨量傳感器、氣溫傳感器、風速傳感器、光照度傳感器和日照輻射傳感器均通過數(shù)據(jù)線與氣象信息數(shù)據(jù)采集存取器連接;在土壤信息數(shù)據(jù)采集存取器和氣象信息數(shù)據(jù)采集存取器上均安裝無線收發(fā)器，用于向中央控制管理臺發(fā)射采集到的數(shù)據(jù)； 所述的水肥及機械運轉(zhuǎn)信息采集系統(tǒng)，包括稱重傳感器、液體流量傳感器、液位傳感器、固體懸浮物濃度傳感器、壓力傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、轉(zhuǎn)速傳感器;所述的液體流量傳感器包括液體流量傳感器一、液體流量傳感器二、液體流量傳感器三和液體流量傳感器四；所述的壓力傳感器包括壓力傳感器一和壓力傳感器二 ； 所述的稱重傳感器，安裝于所述稱重箱的底部，用于計量肥料的重量； 所述的液體流量傳感器一安裝于混肥分支輸水管上，靠近混肥分支輸水管的出水端，用于監(jiān)測由給水栗經(jīng)混肥分支輸水管直接注入溶肥罐內(nèi)的水量； 所述的液位傳感器包括液位傳感器一和液位傳感器二，分別安裝于溶肥罐和儲液罐的底部，用于監(jiān)測罐內(nèi)肥液的液位； 所述的固體懸浮物濃度傳感器和液體流量傳感器二均安裝于溶肥罐底部的出液口二處，分別用于監(jiān)測固體肥料溶解的程度和肥液流量； 所述的壓力傳感器一安裝在肥液輸送管五上，位于肥液過濾器進液口四的前端;所述的壓力傳感器二安裝在肥液輸送管六上，位于肥液過濾器出液口四的后端，用于監(jiān)測肥液過濾器的堵塞程度； 所述的液體流量傳感器三安裝在肥液輸送管六上，位于壓力傳感器二之后和分流器之前，用于監(jiān)測注肥量； 所述的旋轉(zhuǎn)編碼器安裝于電機一上，用于監(jiān)測電機一的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)載料臺的旋轉(zhuǎn)位移; 所述的轉(zhuǎn)速傳感器安裝于電機三上，用于監(jiān)測電機三的轉(zhuǎn)速和電動排肥器的排肥量； 所述的各單元分支管上均安裝有液體流量傳感器四，液體流量傳感器四靠近單元分支電磁閥，用于監(jiān)測單元分支管內(nèi)水的流速及該灌溉單元的灌水量； 所述的稱重傳感器、液體流量傳感器一、液體流量傳感器二、液體流量傳感器三、液體流量傳感器四、液位傳感器一、液位傳感器二、固體懸浮物濃度傳感器、壓力傳感器一、壓力傳感器二、旋轉(zhuǎn)編碼器和轉(zhuǎn)速傳感器均通過數(shù)據(jù)線與中央控制管理臺連接； 所述的智能分析控制管理系統(tǒng)，包括中央控制管理臺、電腦、交流接觸器、直流調(diào)速器、中間繼電器、電機變頻器、電磁閥、電動三通閥、壓力開關、GPRS網(wǎng)絡通訊終端設備、數(shù)據(jù)快速分析處理軟件、水肥管理輔助決策系統(tǒng)軟件、GPRS無線網(wǎng)絡傳輸軟件、精確定量智能控制系統(tǒng)軟件； 所述的交流接觸器包括交流接觸器一和交流接觸器二;所述的電磁閥包括混肥輸水電磁閥、主輸水管截流電磁閥、單元分支電磁閥、灌水終端分支電磁閥； 所述的電腦、中間繼電器、交流接觸器、直流調(diào)速器均安裝在中央控制管理臺上;所述的中間繼電器、交流接觸器、直流調(diào)速器均通過線路與電腦連接;所述的數(shù)據(jù)快速分析處理軟件、水肥管理輔助決策系統(tǒng)軟件、精確定量智能控制系統(tǒng)軟件均安裝在電腦上;所述的GPRS網(wǎng)絡通訊終端設備通過無線網(wǎng)絡與電腦連接，用于接收數(shù)據(jù)信息和發(fā)布控制指令;所述的中央控制管理臺上的交流接觸器一與電機二連接，用于控制電機二的啟閉，從而控制負壓吸肥栗的啟閉； 所述的中央控制管理臺上的直流調(diào)速器與電機三連接，用于控制電機三的啟閉和轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)電動排肥器的排肥量； 所述的中央控制管理臺上的交流接觸器二與電機四連接，用于控制電機四的啟閉，從而控制肥料研磨攪打溶混栗的啟閉； 所述的壓力開關安裝于肥液輸送管三上，靠近肥料研磨攪打溶混栗上的出液口 一處；壓力開關通過線路，一端與交流接觸器二連接，另一端與肥料研磨攪打溶混栗的電機四連接，當溶肥罐內(nèi)的肥液全部輸送完畢后，壓力開關自動閉合，從而使電機四關閉； 所述的混肥輸水電磁閥安裝于混肥分支輸水管上，靠近液體流量傳感器一且位于液體流量傳感器一的上游，并通過線路與中央控制管理臺上的中間繼電器連接，用于控制由給水栗經(jīng)混肥分支輸水管直接注入溶肥罐內(nèi)的水量； 所述的電動三通閥的輸水管路分別與肥液輸送管一、肥液輸送管三和肥液輸送管四連接，所述的電動三通閥的電路與中央控制管理臺連接，用于控制肥水混合液由肥料研磨攪打溶混栗上的出液口一，經(jīng)肥液輸送管三和肥液輸送管一流入溶肥罐，或經(jīng)肥液輸送管三和肥液輸送管四，流入儲液罐； 所述的電機變頻器一安裝于電機一上，并通過線路與中央控制管理臺連接，用于控制電機一的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)載料臺的旋轉(zhuǎn)位移； 所述的電機變頻器二安裝于給水栗上，并通過線路與中央控制管理臺連接，用于控制給水栗的啟閉、給水速度和給水量； 所述的電機變頻器三安裝于電機六上，并通過線路與中央控制管理臺連接，用于控制電機六的啟閉和轉(zhuǎn)速大小，從而控制注肥栗的啟閉、注肥速度； 所述的多單元灌溉設施系統(tǒng)中的各主輸水管截流電磁閥、單元分支電磁閥和灌水終端分支電磁閥均通過線路與中央控制管理臺連接。
【文檔編號】A01C23/04GK205727050SQ201620534999
【公開日】2016年11月30日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】王東, 劉立鈞, 李文建
【申請人】山東農(nóng)業(yè)大學, 山東東禾農(nóng)業(yè)科技有限公司