一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制方法及裝置，將智能控制應(yīng)用于節(jié)水灌溉領(lǐng)域，解決節(jié)水灌溉系統(tǒng)中人工操作需要耗費(fèi)大量人力物力的問題；其次，智能控制系統(tǒng)按照土壤類型、作物種類和生長期進(jìn)行施肥，有利于提高施肥精度，節(jié)省肥料，同時肥料隨水進(jìn)入作物根系附近，有利于防止肥料深層流失，不僅提高了肥效，增加了作物產(chǎn)量，又使地下水免受肥料及化學(xué)藥劑的污染，從而緩解了農(nóng)業(yè)面源污染的問題。
【專利說明】一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]灌溉施肥一體化技術(shù)作為現(xiàn)代集約化灌溉農(nóng)業(yè)的一個關(guān)鍵因素，它起源于無土栽培的發(fā)展，主要是隨著灌溉技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的。灌溉施肥是將灌溉與施肥有機(jī)結(jié)合，借助新型灌溉系統(tǒng)，在灌溉的同時將肥料配成肥液一起輸入到作物根系土壤，從而達(dá)到精準(zhǔn)控制灌水量、施肥量和時間，明顯提高灌溉水資源和肥料的利用率同時提高作物產(chǎn)量。
[0003]我國灌溉施肥一體化技術(shù)是隨著1974年從墨西哥引進(jìn)滴灌技術(shù)開始的。在引進(jìn)、消化國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，國內(nèi)眾多科研院所和企業(yè)進(jìn)行了相關(guān)實驗研究，取得了不少的成果和經(jīng)驗，但多數(shù)研究偏重于學(xué)術(shù)方面，運(yùn)用于田間的較少。從田間運(yùn)用的情況上看，我國灌溉施肥技術(shù)系統(tǒng)的管理水平相對較低，缺乏較為智能以及精確的灌溉施肥控制系統(tǒng)；應(yīng)用灌溉面積所占比例小，水肥結(jié)合理論與應(yīng)用研究成果較少，深度不夠；灌溉施肥用的專用肥料的研究和開發(fā)剛剛起步，設(shè)備不能適應(yīng)于普通肥料，容易產(chǎn)生管道的堵塞等問題；某些微灌設(shè)備產(chǎn)品特別是首部配套設(shè)備的質(zhì)量與國外同類先進(jìn)產(chǎn)品相比仍存在較大差距，正常使用壽命較短。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制方法及裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制方法，包括以下步驟:
[0006]步驟1:通過控制器輸入肥液PH理論值、肥液EC理論值、肥液濃度值、肥液流量理論值以及上述各值的允許誤差范圍；
[0007]步驟2:通過控制器選擇人工施肥或者自動施肥；
[0008]當(dāng)選擇人工施肥時:
[0009]步驟2.1:通過控制器輸入施肥次數(shù)、每次施肥量以及施肥時間，田間墑情監(jiān)測儀將墑情信息發(fā)送給控制器，控制器通過所述墑情信息、每次施肥量、施肥次數(shù)以及施肥時間，確定出施肥肥液的濃度；
[0010]步驟2.2:控制器控制打開儲肥罐上連接的吸肥泵；
[0011]步驟2.3:EC/PH值傳感器實時檢測的肥液EC值和肥液PH值，并將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值發(fā)送給控制器；
[0012]步驟2.4:控制器將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值與所述肥液PH理論值和肥液EC理論值進(jìn)行對比，當(dāng)其差值超過所述允許誤差范圍時，控制器控制調(diào)節(jié)吸肥泵的吸肥流量，使所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值趨向于所述肥液PH理論值和肥液EC理論值，當(dāng)其差值滿足允許誤差范圍時，控制器控制關(guān)閉灌溉控制電磁閥；[0013]步驟2.5:控制器控制打開混肥控制電磁閥和施肥泵，流量傳感器(9)實時檢測肥液流量實際值，并將所述肥液流量實際值發(fā)送給所述控制器，控制器將所述肥液流量實際值與所述肥液流量理論值相比較，當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之內(nèi)時，無需調(diào)節(jié)；當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之外時，控制器控制調(diào)節(jié)施肥泵的吸肥流量，使所述肥液流量實際值趨向于所述肥液流量實際值；
[0014]步驟2.6:壓力表實時檢測水管實時壓力值，壓力調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)管道中灌溉肥液壓力，使其滿足田間灌溉的壓力需求；
[0015]步驟2.7:施肥結(jié)束時，控制器控制關(guān)閉灌溉首部、過濾器、壓力調(diào)節(jié)裝置、吸肥泵、施肥泵、混肥控制電磁閥以及灌溉控制電磁閥，結(jié)束這一次的施肥過程；
[0016]當(dāng)選擇自動施肥時:
[0017]步驟3.1:確定出目標(biāo)產(chǎn)量之后，控制器(19)按照輪灌組種植的作物種類、土壤類型、肥料形態(tài)以及施肥方法綜合確定出整個生長期的總需肥量，按照作物不同生長階段的需求特點(diǎn)，確定出不同生長階段的需肥量，按照作物養(yǎng)分吸收規(guī)律確定出整個生長期的施肥次數(shù)以及每次施肥量；
[0018]步驟3.2:田間墑情監(jiān)測儀將墑情信息發(fā)送給控制器，控制器通過所述墑情信息、每次施肥量、施肥次數(shù)以及施肥時間，確定出施肥肥液的濃度；
[0019]步驟3.3:控制器控制打開儲肥罐上連接的吸肥泵； [0020]步驟3.4:EC/PH值傳感器實時檢測的肥液EC值和肥液PH值，并將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值發(fā)送給控制器；
[0021]步驟3.5:控制器將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值與所述肥液PH理論值和肥液EC理論值進(jìn)行對比，當(dāng)其差值超過所述允許誤差范圍時，控制器控制調(diào)節(jié)吸肥泵的吸肥流量，使所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值趨向于所述肥液PH理論值和肥液EC理論值，當(dāng)其差值滿足允許誤差范圍時，控制器控制關(guān)閉灌溉控制電磁閥；
[0022]步驟3.6:控制器控制打開混肥控制電磁閥和施肥泵，流量傳感器(9)實時檢測肥液流量實際值，并將所述肥液流量實際值發(fā)送給所述控制器，控制器將所述肥液流量實際值與所述肥液流量理論值相比較，當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之內(nèi)時，無需調(diào)節(jié)；當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之外時，控制器控制調(diào)節(jié)施肥泵的吸肥流量，使所述肥液流量實際值趨向于所述肥液流量實際值；
[0023]步驟3.7:壓力表實時檢測水管實時壓力值，壓力調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)管道中灌溉肥液壓力，使其滿足田間灌溉的壓力需求；
[0024]步驟3.8:施肥結(jié)束時，控制器控制關(guān)閉灌溉首部、過濾器、壓力調(diào)節(jié)裝置、吸肥泵、施肥泵、混肥控制電磁閥以及灌溉控制電磁閥，結(jié)束這一次的施肥過程。
[0025]一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制裝置，包括首部系統(tǒng)、儲肥系統(tǒng)、混肥系統(tǒng)、控制器和田間檢測控制系統(tǒng)，所述田間檢測控制系統(tǒng)和混肥系統(tǒng)均與所述首部系統(tǒng)連接，所述儲肥系統(tǒng)與所述混肥系統(tǒng)連接；
[0026]所述首部系統(tǒng)包括依次通過管道連接的灌溉首部、灌溉控制電磁閥、壓力表和壓力調(diào)節(jié)裝置；
[0027]所述混肥系統(tǒng)包括混肥進(jìn)水管、混肥控制電磁閥、混肥罐、施肥泵和流量傳感器，所述灌溉首部和灌溉控制電磁閥之間的管道與所述混肥進(jìn)水管連接，所述混肥進(jìn)水管的另一端與所述混肥罐連接，所述混肥控制電磁閥設(shè)置在所述混肥進(jìn)水管上，所述混肥罐、施肥泵和流量傳感器依次通過輸肥管與所述灌溉控制電磁閥和壓力表之間的管道連接；
[0028]所述儲肥系統(tǒng)包括依次通過管道連接的儲肥罐、吸肥泵、過濾器和EC/PH值傳感器，所述EC/PH值傳感器通過管道與所述混肥罐連接；
[0029]所述田間檢測控制系統(tǒng)包括多組田間控制電磁閥和墑情監(jiān)測儀，所述多組田間控制電磁閥均與所述首部系統(tǒng)的輸出端連接；
[0030]所述控制器分別與所述混肥控制電磁閥、灌溉控制電磁閥、施肥泵、EC/PH值傳感器、墑情監(jiān)測儀以及吸肥泵電連接。
[0031 ] 進(jìn)一步，所述控制器用于輸入肥液PH理論值、肥液EC理論值、肥液濃度值、肥液流量理論值以及上述各值的允許誤差范圍；所述控制器用于輸入施肥次數(shù)、每次施肥量以及施肥時間；
[0032]所述田間墑情監(jiān)測儀用于檢測墑情信息，并將所述墑情信息發(fā)送給控制器；
[0033]所述控制器用于選擇人工施肥或者自動施肥；
[0034]所述 控制器用于通過所述墑情信息、每次施肥量、施肥次數(shù)以及施肥時間，確定出施肥肥液的濃度；
[0035]所述EC/PH值傳感器用于實時檢測肥液EC值和肥液PH值，并將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值發(fā)送給控制器；
[0036]所述控制器用于將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值與所述肥液PH理論值和肥液EC理論值進(jìn)行對比，當(dāng)其差值超過所述允許誤差范圍時，控制器控制調(diào)節(jié)吸肥泵的吸肥流量，使所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值趨向于所述肥液PH理論值和肥液EC理論值，當(dāng)其差值滿足允許誤差范圍時，控制器控制關(guān)閉灌溉控制電磁閥；
[0037]所述流量傳感器用于實時檢測肥液流量實際值，并將所述肥液流量實際值發(fā)送給所述控制器；
[0038]所述控制器用于將所述肥液流量實際值與所述肥液流量理論值相比較，當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之內(nèi)時，無需調(diào)節(jié)；當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之外時，控制器控制調(diào)節(jié)施肥泵的吸肥流量，使所述肥液流量實際值趨向于所述肥液流量實際值；
[0039]所述壓力表用于實時檢測水管實時壓力值，所述壓力調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)管道中灌溉肥液壓力，使其滿足田間灌溉的壓力需求；
[0040]所述控制器控制用于開啟或關(guān)閉灌溉首部、過濾器、壓力調(diào)節(jié)裝置、吸肥泵、施肥泵、混肥控制電磁閥以及灌溉控制電磁閥。
[0041]進(jìn)一步，所述儲肥罐和吸肥泵設(shè)有并列的四組。
[0042]進(jìn)一步，所述混肥罐中設(shè)置有液位監(jiān)測儀。
[0043]進(jìn)一步，所述灌溉控制電磁閥和壓力表之間的管道與所述流量傳感器之間的連接管道上設(shè)置有逆止閥。
[0044]進(jìn)一步，所述EC/PH值傳感器與所述混肥罐之間的連接管道上設(shè)置有逆止閥。
[0045]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明將智能控制應(yīng)用于節(jié)水灌溉領(lǐng)域，解決節(jié)水灌溉系統(tǒng)中人工操作需要耗費(fèi)大量人力物力的問題；其次，智能控制系統(tǒng)按照土壤類型、作物種類和生長期進(jìn)行施肥，有利于提高施肥精度，節(jié)省肥料，同時肥料隨水進(jìn)入作物根系附近，有利于防止肥料深層流失，不僅提高了肥效，增加了作物產(chǎn)量，又使地下水免受肥料及化學(xué)藥劑的污染，從而緩解了農(nóng)業(yè)面源污染的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1為本發(fā)明一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制裝置的框架圖。
【具體實施方式】
[0047]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0048]一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制方法，包括以下步驟:
[0049]步驟1:通過控制器輸入肥液PH理論值、肥液EC理論值、肥液濃度值、肥液流量理論值以及上述各值的允許誤差范圍；
[0050]步驟2:通過控制器選擇人工施肥或者自動施肥；
[0051]當(dāng)選擇人工施肥時:
[0052]步驟2.1:通過控制器輸入施肥次數(shù)、每次施肥量以及施肥時間，田間墑情監(jiān)測儀將墑情信息發(fā)送給控制器，控制器通過所述墑情信息、每次施肥量、施肥次數(shù)以及施肥時間，確定出施肥肥液的濃度；
[0053]步驟2.2:控制器控制打開儲肥罐上連接的吸肥泵；
[0054]步驟2.3:EC/PH值傳感器實時檢測的肥液EC值和肥液PH值，并將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值發(fā)送給控制器；
[0055]步驟2.4:控制器將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值與所述肥液PH理論值和肥液EC理論值進(jìn)行對比，當(dāng)其差值超過所述允許誤差范圍時，控制器控制調(diào)節(jié)吸肥泵的吸肥流量，使所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值趨向于所述肥液PH理論值和肥液EC理論值，當(dāng)其差值滿足允許誤差范圍時，控制器控制關(guān)閉灌溉控制電磁閥；
[0056]步驟2.5:控制器控制打開混肥控制電磁閥和施肥泵，流量傳感器(9)實時檢測肥液流量實際值，并將所述肥液流量實際值發(fā)送給所述控制器，控制器將所述肥液流量實際值與所述肥液流量理論值相比較，當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之內(nèi)時，無需調(diào)節(jié)；當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之外時，控制器控制調(diào)節(jié)施肥泵的吸肥流量，使所述肥液流量實際值趨向于所述肥液流量實際值；
[0057]步驟2.6:壓力表實時檢測水管實時壓力值，壓力調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)管道中灌溉肥液壓力，使其滿足田間灌溉的壓力需求；
[0058]步驟2.7:施肥結(jié)束時，控制器控制關(guān)閉灌溉首部、過濾器、壓力調(diào)節(jié)裝置、吸肥泵、施肥泵、混肥控制電磁閥以及灌溉控制電磁閥，結(jié)束這一次的施肥過程；
[0059]當(dāng)選擇自動施肥時:
[0060]步驟3.1:確定出目標(biāo)產(chǎn)量之后，控制器(19)按照輪灌組種植的作物種類、土壤類型、肥料形態(tài)以及施肥方法綜合確定出整個生長期的總需肥量，按照作物不同生長階段的需求特點(diǎn)，確定出不同生長階段的需肥量，按照作物養(yǎng)分吸收規(guī)律確定出整個生長期的施肥次數(shù)以及每次施肥量； [0061]步驟3.2:田間墑情監(jiān)測儀將墑情信息發(fā)送給控制器，控制器通過所述墑情信息、每次施肥量、施肥次數(shù)以及施肥時間，確定出施肥肥液的濃度；[0062]步驟3.3:控制器控制打開儲肥罐上連接的吸肥泵；
[0063]步驟3.4:EC/PH值傳感器實時檢測的肥液EC值和肥液PH值，并將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值發(fā)送給控制器；
[0064]步驟3.5:控制器將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值與所述肥液PH理論值和肥液EC理論值進(jìn)行對比，當(dāng)其差值超過所述允許誤差范圍時，控制器控制調(diào)節(jié)吸肥泵的吸肥流量，使所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值趨向于所述肥液PH理論值和肥液EC理論值，當(dāng)其差值滿足允許誤差范圍時，控制器控制關(guān)閉灌溉控制電磁閥；
[0065]步驟3.6:控制器控制打開混肥控制電磁閥和施肥泵，流量傳感器(9)實時檢測肥液流量實際值，并將所述肥液流量實際值發(fā)送給所述控制器，控制器將所述肥液流量實際值與所述肥液流量理論值相比較，當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之內(nèi)時，無需調(diào)節(jié)；當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之外時，控制器控制調(diào)節(jié)施肥泵的吸肥流量，使所述肥液流量實際值趨向于所述肥液流量實際值；
[0066]步驟3.7:壓力表實時檢測水管實時壓力值，壓力調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)管道中灌溉肥液壓力，使其滿足田間灌溉的壓力需求；
[0067]步驟3.8:施肥結(jié)束時，控制器控制關(guān)閉灌溉首部、過濾器、壓力調(diào)節(jié)裝置、吸肥泵、施肥泵、混肥控制電磁閥以及灌溉控制電磁閥，結(jié)束這一次的施肥過程。
[0068]如圖1所示，一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制裝置，包括首部系統(tǒng)50、儲肥系統(tǒng)60、混肥系統(tǒng)70、控制器18和田間檢測控制系統(tǒng)19，所述田間檢測控制系統(tǒng)19和混肥系統(tǒng)70均與所述首部系統(tǒng)50連接， 所述儲肥系統(tǒng)60與所述混肥系統(tǒng)70連接；
[0069]所述首部系統(tǒng)50包括依次通過管道連接的灌溉首部2、灌溉控制電磁閥3、壓力表4和壓力調(diào)節(jié)裝置5;
[0070]所述混肥系統(tǒng)70包括混肥進(jìn)水管1、混肥控制電磁閥6、混肥罐7、施肥泵8和流量傳感器9，所述灌溉首部2和灌溉控制電磁閥3之間的管道與所述混肥進(jìn)水管I連接，所述混肥進(jìn)水I管的另一端與所述混肥罐7連接，所述混肥控制電磁閥6設(shè)置在所述混肥進(jìn)水管I上，所述混肥罐7、施肥泵8和流量傳感器9依次通過輸肥管14與所述灌溉控制電磁閥3和壓力表4之間的管道連接；
[0071]所述儲肥系統(tǒng)60包括依次通過管道連接的儲肥罐12、吸肥泵13、過濾器15和EC/PH值傳感器16，所述EC/PH值傳感器16通過管道與所述混肥罐7連接；
[0072]所述田間檢測控制系統(tǒng)19包括多組田間控制電磁閥20和墑情監(jiān)測儀21，所述多組田間控制電磁閥20均與所述首部系統(tǒng)50的輸出端連接；
[0073]所述控制器分別與所述混肥控制電磁閥6、灌溉控制電磁閥3、施肥泵8、EC/PH值傳感器16、墑情監(jiān)測儀21以及吸肥泵13電連接。
[0074]所述控制器用于輸入肥液PH理論值、肥液EC理論值、肥液濃度值、肥液流量理論值以及上述各值的允許誤差范圍；所述控制器用于輸入施肥次數(shù)、每次施肥量以及施肥時間；
[0075]所述田間墑情監(jiān)測儀21用于檢測墑情信息，并將所述墑情信息發(fā)送給控制器；
[0076]所述控制器用于選擇人工施肥或者自動施肥；
[0077]所述控制器用于通過所述墑情信息、每次施肥量、施肥次數(shù)以及施肥時間，確定出施肥肥液的濃度；[0078]所述EC/PH值傳感器16用于實時檢測肥液EC值和肥液PH值，并將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值發(fā)送給控制器；
[0079]所述控制器用于將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值與所述肥液PH理論值和肥液EC理論值進(jìn)行對比，當(dāng)其差值超過所述允許誤差范圍時，控制器控制調(diào)節(jié)吸肥泵13的吸肥流量，使所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值趨向于所述肥液PH理論值和肥液EC理論值，當(dāng)其差值滿足允許誤差范圍時，控制器控制關(guān)閉灌溉控制電磁閥3 ；
[0080]所述流量傳感器9用于實時檢測肥液流量實際值，并將所述肥液流量實際值發(fā)送給所述控制器；
[0081]所述控制器用于將所述肥液流量實際值與所述肥液流量理論值相比較，當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之內(nèi)時，無需調(diào)節(jié)；當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之外時，控制器控制調(diào)節(jié)施肥泵8的吸肥流量，使所述肥液流量實際值趨向于所述肥液流量實際值；
[0082]所述壓力表4用于實時檢測水管實時壓力值，所述壓力調(diào)節(jié)裝置5用于調(diào)節(jié)管道中灌溉肥液壓力，使其滿足田間灌溉的壓力需求；[0083]所述控制器控制用于開啟或關(guān)閉灌溉首部2、過濾器15、壓力調(diào)節(jié)裝置5、吸肥泵
13、施肥泵8、混肥控制電磁閥6以及灌溉控制電磁閥3。
[0084]所述儲肥罐12和吸肥泵13設(shè)有并列的四組。所述混肥罐11中設(shè)置有液位監(jiān)測儀7，便于對整個灌溉施肥過程的正常運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測。
[0085]所述灌溉控制電磁閥3和壓力表4之間的管道與所述流量傳感器9之間的連接管道上設(shè)置有逆止閥10。所述EC/PH值傳感器16與所述混肥罐7之間的連接管道上設(shè)置有逆止閥17。
[0086]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:通過控制器輸入肥液PH理論值、肥液EC理論值、肥液濃度值、肥液流量理論值以及上述各值的允許誤差范圍； 步驟2:通過控制器選擇人工施肥或者自動施肥； 當(dāng)選擇人工施肥時: 步驟2.1:通過控制器輸入施肥次數(shù)、每次施肥量以及施肥時間，田間墑情監(jiān)測儀將墑情信息發(fā)送給控制器，控制器通過所述墑情信息、每次施肥量、施肥次數(shù)以及施肥時間，確定出施肥肥液的濃度； 步驟2.2:控制器控制打開儲肥罐上連接的吸肥泵； 步驟2.3:EC/PH 值傳感器實時檢測的肥液EC值和肥液PH值，并將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值發(fā)送給控制器； 步驟2.4:控制器將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值與所述肥液PH理論值和肥液EC理論值進(jìn)行對比，當(dāng)其差值超過所述允許誤差范圍時，控制器控制調(diào)節(jié)吸肥泵的吸肥流量，使所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值趨向于所述肥液PH理論值和肥液EC理論值，當(dāng)其差值滿足允許誤差范圍時，控制器控制關(guān)閉灌溉控制電磁閥； 步驟2.5:控制器控制打開混肥控制電磁閥和施肥泵，流量傳感器(9)實時檢測肥液流量實際值，并將所述肥液流量實際值發(fā)送給所述控制器，控制器將所述肥液流量實際值與所述肥液流量理論值相比較，當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之內(nèi)時，無需調(diào)節(jié)；當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之外時，控制器控制調(diào)節(jié)施肥泵的吸肥流量，使所述肥液流量實際值趨向于所述肥液流量實際值； 步驟2.6:壓力表實時檢測水管實時壓力值，壓力調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)管道中灌溉肥液壓力，使其滿足田間灌溉的壓力需求； 步驟2.7:施肥結(jié)束時，控制器控制關(guān)閉灌溉首部、過濾器、壓力調(diào)節(jié)裝置、吸肥泵、施肥泵、混肥控制電磁閥以及灌溉控制電磁閥，結(jié)束這一次的施肥過程； 當(dāng)選擇自動施肥時: 步驟3.1:確定出目標(biāo)產(chǎn)量之后，控制器(19)按照輪灌組種植的作物種類、土壤類型、肥料形態(tài)以及施肥方法綜合確定出整個生長期的總需肥量，按照作物不同生長階段的需求特點(diǎn)，確定出不同生長階段的需肥量，按照作物養(yǎng)分吸收規(guī)律確定出整個生長期的施肥次數(shù)以及每次施肥量； 步驟3.2:田間墑情監(jiān)測儀將墑情信息發(fā)送給控制器，控制器通過所述墑情信息、每次施肥量、施肥次數(shù)以及施肥時間，確定出施肥肥液的濃度； 步驟3.3:控制器控制打開儲肥罐上連接的吸肥泵； 步驟3.4:EC/PH值傳感器實時檢測的肥液EC值和肥液PH值，并將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值發(fā)送給控制器； 步驟3.5:控制器將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值與所述肥液PH理論值和肥液EC理論值進(jìn)行對比，當(dāng)其差值超過所述允許誤差范圍時，控制器控制調(diào)節(jié)吸肥泵的吸肥流量，使所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值趨向于所述肥液PH理論值和肥液EC理論值，當(dāng)其差值滿足允許誤差范圍時，控制器控制關(guān)閉灌溉控制電磁閥； 步驟3.6:控制器控制打開混肥控制電磁閥和施肥泵，流量傳感器(9)實時檢測肥液流量實際值，并將所述肥液流量實際值發(fā)送給所述控制器，控制器將所述肥液流量實際值與所述肥液流量理論值相比較，當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之內(nèi)時，無需調(diào)節(jié)；當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之外時，控制器控制調(diào)節(jié)施肥泵的吸肥流量，使所述肥液流量實際值趨向于所述肥液流量理論值； 步驟3.7:壓力表實時檢測水管實時壓力值，壓力調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)管道中灌溉肥液壓力，使其滿足田間灌溉的壓力需求； 步驟3.8:施肥結(jié)束時，控制器控制關(guān)閉灌溉首部、過濾器、壓力調(diào)節(jié)裝置、吸肥泵、施肥泵、混肥控制電磁閥以及灌溉控制電磁閥，結(jié)束這一次的施肥過程。
2.一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制裝置，其特征在于，包括首部系統(tǒng)、儲肥系統(tǒng)、混肥系統(tǒng)、控制器和田間檢測控制系統(tǒng)，所述田間檢測控制系統(tǒng)和混肥系統(tǒng)均與所述首部系統(tǒng)連接，所述儲肥系統(tǒng)與所述混肥系統(tǒng)連接； 所述首部系統(tǒng)包括依次通過管道連接的灌溉首部、灌溉控制電磁閥、壓力表和壓力調(diào)節(jié)裝置； 所述混肥系統(tǒng) 包括混肥進(jìn)水管、混肥控制電磁閥、混肥罐、施肥泵和流量傳感器，所述灌溉首部和灌溉控制電磁閥之間的管道與所述混肥進(jìn)水管連接，所述混肥進(jìn)水管的另一端與所述混肥罐連接，所述混肥控制電磁閥設(shè)置在所述混肥進(jìn)水管上，所述混肥罐、施肥泵和流量傳感器依次通過輸肥管與所述灌溉控制電磁閥和壓力表之間的管道連接； 所述儲肥系統(tǒng)包括依次通過管道連接的儲肥罐、吸肥泵、過濾器和EC/PH值傳感器，所述EC/PH值傳感器通過管道與所述混肥罐連接； 所述田間檢測控制系統(tǒng)包括多組田間控制電磁閥和墑情監(jiān)測儀，所述多組田間控制電磁閥均與所述首部系統(tǒng)的輸出端連接； 所述控制器分別與所述混肥控制電磁閥、灌溉控制電磁閥、施肥泵、EC/PH值傳感器、墑情監(jiān)測儀以及吸肥泵電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制裝置，其特征在于，所述控制器用于輸入肥液PH理論值、肥液EC理論值、肥液濃度值、肥液流量理論值以及上述各值的允許誤差范圍；所述控制器用于輸入施肥次數(shù)、每次施肥量以及施肥時間； 所述田間墑情監(jiān)測儀用于檢測墑情信息，并將所述墑情信息發(fā)送給控制器； 所述控制器用于選擇人工施肥或者自動施肥； 所述控制器用于通過所述墑情信息、每次施肥量、施肥次數(shù)以及施肥時間，確定出施肥肥液的濃度； 所述EC/PH值傳感器用于實時檢測肥液EC值和肥液PH值，并將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值發(fā)送給控制器； 所述控制器用于將所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值與所述肥液PH理論值和肥液EC理論值進(jìn)行對比，當(dāng)其差值超過所述允許誤差范圍時，控制器控制調(diào)節(jié)吸肥泵的吸肥流量，使所述實時檢測的肥液EC值和肥液PH值趨向于所述肥液PH理論值和肥液EC理論值，當(dāng)其差值滿足允許誤差范圍時，控制器控制關(guān)閉灌溉控制電磁閥； 所述流量傳感器用于實時檢測肥液流量實際值，并將所述肥液流量實際值發(fā)送給所述控制器； 所述控制器用于將所述肥液流量實際值與所述肥液流量理論值相比較，當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之內(nèi)時，無需調(diào)節(jié)；當(dāng)其差值在所述允許誤差范圍之外時，控制器控制調(diào)節(jié)施肥泵的吸肥流量，使所述肥液流量實際值趨向于所述肥液流量實際值； 所述壓力表用于實時檢測水管實時壓力值，所述壓力調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)管道中灌溉肥液壓力，使其滿足田間灌溉的壓力需求； 所述控制器控制用于開啟或關(guān)閉灌溉首部、過濾器、壓力調(diào)節(jié)裝置、吸肥泵、施肥泵、混肥控制電磁閥以及灌溉控制電磁閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制裝置，其特征在于，所述儲肥罐和吸肥泵設(shè)有并列的四組。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制裝置，其特征在于，所述混肥罐中設(shè)置有液位監(jiān)測儀。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一所述的一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制裝置，其特征在于，所述灌溉控制電磁閥和壓力表之間的管道與所述流量傳感器之間的連接管道上設(shè)置有逆止閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一所述的一種精準(zhǔn)化灌溉施肥智能控制裝置，其特征在于，所述EC/PH值傳感器與 所述混肥罐之間的連接管道上設(shè)置有逆止閥。
【文檔編號】A01G25/16GK103918528SQ201410137982
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】劉靜君, 譚丹, 顧巍 申請人:中工武大設(shè)計研究有限公司