一種全天候無線智能灌溉施肥系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種組網(wǎng)靈活、節(jié)水省肥、供水施肥及時(shí)便捷、全天候智能化控制的全天候無線智能灌溉施肥系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，農(nóng)業(yè)灌溉用水需求量巨大;而且隨著城鎮(zhèn)化率的提高，綠化用水也隨之急劇增加;此外，隨著氣候變暖、自然災(zāi)害頻繁、水資源的污染，可用水資源更加顯得稀缺。但是，由于技術(shù)、管理水平的落后，導(dǎo)致我國農(nóng)業(yè)和綠化灌溉用水浪費(fèi)十分嚴(yán)重，距世界先進(jìn)水平還有較大差距，節(jié)水潛力很大。另外，由于我國傳統(tǒng)采用憑經(jīng)驗(yàn)翻埋、澆灌等方式施肥，不僅難以有效掌握施肥植物的養(yǎng)分狀況，容易造成肥效過量或不足，而且集中式施肥還會(huì)形成農(nóng)業(yè)面源污染，不利于農(nóng)業(yè)生態(tài)發(fā)展。
[0003]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(gè)關(guān)鍵因素，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。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(shí)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(shí)間，明顯提高灌溉水資源和肥料的利用率同時(shí)提高作物產(chǎn)量。但是，傳統(tǒng)采用人工觀測田間是否需要灌水和施肥，然后手動(dòng)操作添加肥料和灌溉設(shè)備實(shí)現(xiàn)交替灌溉及施月巴?，F(xiàn)有技術(shù)中灌溉施肥一體化一般是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在灌溉儲(chǔ)水池中手工或自動(dòng)加入定量的肥料，然后根據(jù)時(shí)間間隔進(jìn)行自動(dòng)灌溉和施肥，即設(shè)定每天開始灌溉的時(shí)刻和灌溉時(shí)長，控制系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)置時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)灌溉閥門的自動(dòng)開啟和關(guān)閉;此外也有在田間地頭設(shè)置土壤含水量和土壤肥料測量傳感器與控制裝置連接實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉，即利用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測灌溉區(qū)域某一點(diǎn)的土壤含水量和生長元素含量，利用控制裝置設(shè)置土壤含水量及相應(yīng)元素的最高和最低閾值，當(dāng)土壤含水量低于設(shè)定最低閾值時(shí)，控制裝置自動(dòng)開啟灌溉閥門進(jìn)行灌溉和施肥，當(dāng)土壤含水量高于設(shè)定最高閾值時(shí)，控制裝置自動(dòng)關(guān)閉灌溉閥門；另外也有設(shè)置中心控制裝置，在控制裝置中設(shè)置計(jì)算公式，根據(jù)計(jì)算參照作物的需水量、需肥量來推斷和控制供水和施肥量。
[0004]上述傳統(tǒng)人工觀測和手工施肥及灌溉，不僅維護(hù)成本高、人工觀測誤差大、控制精度低，而且及時(shí)性也難以保證。其次，上述根據(jù)時(shí)間間隔實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉的控制，不能根據(jù)作物的實(shí)際需求進(jìn)行灌溉和施肥，僅能根據(jù)人為經(jīng)驗(yàn)確定灌溉量和施肥量，往往造成過度灌溉和施肥，不僅水利用率較低，而且過多的肥料容易造成燒苗或貪青晚熟影響結(jié)實(shí)率;此夕卜，上述根據(jù)土壤含水量和生長元素含量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉的控制，由于各傳感器和控制閥門分布于田間地頭，不僅線纜連接復(fù)雜且成本高，而且后期維護(hù)困難、組網(wǎng)靈活性差且影響機(jī)械化作業(yè);另外，上述根據(jù)公式計(jì)算參照作物需水量和需肥量來計(jì)算實(shí)際作物需水量，參照作物需水量是指高度一致、生長旺盛、地面完全覆蓋、土壤水分充足的綠草地的蒸發(fā)蒸騰量，一般是指在這種條件下的苜蓿草的需水量，因?yàn)檫@種參照作物需水量與實(shí)際的作物品種、生長期、土壤狀況并不相同，而且還受氣象條件的影響，不僅測量參數(shù)較多、外圍設(shè)備復(fù)雜、投資大、維護(hù)困難，而且計(jì)算復(fù)雜，灌溉難以有效、準(zhǔn)確。上述各種方法中，僅部分解決了如何灌溉和施肥的難題，而如何有效、可靠和智能化的供水、供肥，以及如何根據(jù)土壤墑情和天氣來綜合協(xié)調(diào)土灌溉量和施肥量，并能實(shí)現(xiàn)全天候控制等問題并沒有解決，部分的自動(dòng)化灌溉施肥一體化技術(shù)仍然存在精度差、整體協(xié)調(diào)性弱的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種組網(wǎng)靈活、節(jié)水省肥、供水施肥及時(shí)便捷、全天候智能化控制的全天候無線智能灌溉施肥系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括土壤溫濕度儀、土壤分析儀、氣象分析儀、電控閥門、無線閥門控制裝置、終端無線控制裝置、太陽能蓄電池供電裝置、中心接收裝置、中心控制裝置、供肥裝置、供水裝置，所述土壤溫濕度儀、土壤分析儀、氣象分析儀、電控閥門、無線閥門控制裝置和終端無線控制裝置分別與就近設(shè)置的太陽能蓄電池供電裝置電連接，所述無線閥門控制裝置和終端無線控制裝置分別與中心接收裝置無線網(wǎng)絡(luò)連接，所述中心接收裝置與中心控制裝置網(wǎng)絡(luò)連接，所述電控閥門與無線閥門控制裝置電連接，所述供肥裝置和供水裝置分別與中心控制裝置電連接，所述供肥裝置和供水裝置通過管道與電控閥門連通；
所述土壤溫濕度儀用于采集土壤溫度和濕度數(shù)據(jù)，并將所述土壤溫度和濕度數(shù)據(jù)通過終端無線控制裝置發(fā)送給給中心控制裝置；
所述土壤分析儀用于采集土壤中植物生長所需元素的含量，并將所述所需元素的含量通過終端無線控制裝置發(fā)送給中心控制裝置；
所述氣象分析儀用于采集氣象信息，并將所述氣象信息通過終端無線控制裝置發(fā)送給中心控制裝置；
所述中心控制裝置用于接收土壤溫濕度儀、土壤分析儀和氣象分析儀數(shù)據(jù)，并將接收數(shù)據(jù)處理后形成供水和施肥策略，所述供水策略經(jīng)中心接收裝置無線傳送給無線閥門控制裝置以控制電控閥門和直接傳送給供水裝置進(jìn)行供水，所述供肥策略傳送給供肥裝置進(jìn)行供肥。
[0007]本發(fā)明的有益效果如下:
1、通過各傳感器和電控閥門與控制中心無線連接，避免了常規(guī)傳統(tǒng)纜線鋪設(shè)布置不靈活、維護(hù)不便且影響機(jī)械化作業(yè)的難題，節(jié)約了人力和物力成本，降低了維護(hù)的費(fèi)用；
2、各傳感器和電控閥門從就近布置的太陽能蓄電池供電裝置供電，解決了地處偏僻的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域供電困難，以及城市綠化用地明線供電影響景觀，而暗線供電成本高、維護(hù)困難的難題，實(shí)現(xiàn)了全天候綠色環(huán)保供電，后期增加、調(diào)整傳感器及閥門靈活便捷；
3、智能控制系統(tǒng)按照土壤類型、天氣狀況、作物種類和生長期進(jìn)行灌溉及施肥，有利于提高水資源的利用率和施肥精度，與傳統(tǒng)灌溉和施肥相比可節(jié)水40?50%，比傳統(tǒng)施肥方法相比利用率高30?70%，同時(shí)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，而且還能有效降低用電成本和提高各傳感器和電控閥門的壽命。
因此，本發(fā)明具有組網(wǎng)靈活、節(jié)水省肥、供水施肥及時(shí)便捷、全天候智能化控制的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明原理示意圖；
圖2為圖1之供水裝置原理示意圖；
圖3為圖1之供肥裝置原理示意圖；
圖中:1_線纜，2-管道，3-無線網(wǎng)絡(luò)，4-太陽能蓄電池供電裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不得以任何方式對(duì)本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變更或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明包括土