一種高原坡地多功能智能滴灌裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種結(jié)構(gòu)簡單、組網(wǎng)經(jīng)濟(jì)靈活、能夠顯著提高用水效率和節(jié)肥、省工、環(huán)保的高原坡地多功能智能滴灌裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是一個干旱缺水的國家，人均水資源占有量僅為世界人均占有量的1/4，而農(nóng)業(yè)灌溉用水量約占總用水量的70%。長期以來，由于我國技術(shù)、管理水平落后，導(dǎo)致灌溉用水浪費(fèi)十分嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)灌溉用水的利用率僅40?45%，距世界先進(jìn)水平還有較大差距，節(jié)水潛力很大。另外，我國傳統(tǒng)采用翻埋、澆灌等方式施肥和翻埋、噴灑農(nóng)藥，不僅難以有效掌握施肥植物的養(yǎng)分狀況和病蟲害程度，容易造成肥效、藥效過量或不足，而且集中式施肥、施藥還會形成農(nóng)業(yè)面源污染，不利于農(nóng)業(yè)生態(tài)發(fā)展。對于土壤墑情、養(yǎng)分和病蟲害狀況等農(nóng)田信息，現(xiàn)有技術(shù)獲取的主要方式有:手持設(shè)備的人工獲取方式、基于GPRS監(jiān)測方式或基于WLAN監(jiān)測方式等。利用手持設(shè)備人工打點(diǎn)，來獲取農(nóng)田土壤信息是最原始的方式，該方式不但需要耗費(fèi)大量的人力、不具有實(shí)時性，而且數(shù)據(jù)的獲取量有限，顯然已不能滿足當(dāng)前農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測的需求；雖然基于GPRS監(jiān)測方式或基于WLAN監(jiān)測方式基本解決了以上人工打點(diǎn)方式，但往往需要人工決策后才采取澆灌、施肥和施藥等措施，不僅效率低，且單獨(dú)使用GPRS監(jiān)測或WLAN監(jiān)測存在使用成本高、范圍受限的問題，而且對決策者技術(shù)要求較高，采取的措施難以及時、有效。
[0003]目前，作物灌溉主要采取三種方法實(shí)現(xiàn)控制:一種是人工觀測田間是否需要灌水、手動操作灌溉設(shè)備實(shí)現(xiàn)交替灌溉，維護(hù)成本高、人工觀測誤差大、控制精度低的不足；二是定時自動灌溉，由于不能根據(jù)作物的實(shí)際需求進(jìn)行灌溉，僅能根據(jù)人為經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)灌溉，往往是過度灌溉，水的利用率最低；另一種是根據(jù)公式計(jì)算參照作物需水量，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，而且不同植物、不同地域等計(jì)算復(fù)雜，參照作物需水量主要受氣象條件的影響，灌溉難以有效、準(zhǔn)確。
[0004]由于農(nóng)業(yè)是用水大戶，特別是高原坡地由于灌溉設(shè)施投入和維護(hù)成本高，大部分基本靠天吃飯，農(nóng)業(yè)用水矛盾更為突出，因此節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，特別是高原坡地農(nóng)業(yè)用水對于緩解全國水資源緊缺現(xiàn)狀具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。另外，隨著農(nóng)藥、化肥等農(nóng)資產(chǎn)品價(jià)格的不斷上漲，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本上升，而農(nóng)藥、化肥施用又往往是農(nóng)業(yè)面源污染和農(nóng)產(chǎn)品有害殘留高的主因，如何通過品有害殘留和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本是目前急需解決的難題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、組網(wǎng)經(jīng)濟(jì)靈活、能夠顯著提高用水效率和節(jié)肥、省工、環(huán)保的高原坡地多功能智能滴灌裝置。
[0006]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括控制主機(jī)、基站、有效手段在提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的同時，又能有效降低農(nóng)業(yè)面源污染、農(nóng)產(chǎn)土壤水分監(jiān)測器、土壤養(yǎng)分監(jiān)測器、病蟲測報(bào)器、滴灌單元、施肥單元、施藥單元，所述控制主機(jī)與基站進(jìn)行無線移動通信，所述基站分別與土壤水分監(jiān)測器、土壤養(yǎng)分監(jiān)測器、病蟲測報(bào)器、滴灌單元、施肥單元、施藥單元進(jìn)行無線局域網(wǎng)通信，所述施肥單元和施藥單元與滴灌單元的主管或支管并聯(lián)，所述滴灌單元、施肥單元和/或施藥單元設(shè)置有與其內(nèi)置的無線控制單元連接的液位傳感器、電磁閥。
[0007]本實(shí)用新型通過以低成本、易擴(kuò)展、易維護(hù)的無線局域網(wǎng)通信技術(shù)，以基站匯總和分發(fā)數(shù)據(jù)解決滴灌范圍內(nèi)的土壤監(jiān)測傳感器和滴灌單元、施肥單元、施藥單元小范圍分散的問題；而以運(yùn)營商現(xiàn)有的無線移動通信技術(shù)，解決遠(yuǎn)端控制主機(jī)和基站間的遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)交換的問題。通過無線局域網(wǎng)通信技術(shù)和無線移動通信技術(shù)的結(jié)合發(fā)揮給自的優(yōu)勢，既解決了小范圍、多數(shù)量裝置數(shù)據(jù)傳遞的低成本投入和運(yùn)行以及大范圍數(shù)據(jù)通信的難題。另外，控制主機(jī)通過傳感器對土壤水分、養(yǎng)分和病蟲害的遠(yuǎn)程監(jiān)測，根據(jù)植物種類、生長期等條件預(yù)設(shè)各不同階段土壤含水量、養(yǎng)分以及病蟲害數(shù)量的最高和最低閾值，當(dāng)監(jiān)測的土壤含水量、養(yǎng)分以及病蟲害數(shù)量低于設(shè)定最低閾值時，遠(yuǎn)程控制對應(yīng)的滴灌單元、施肥單元、施藥單元自動開啟相應(yīng)的閥門，而當(dāng)監(jiān)測值高于設(shè)定最高閾值時，則遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)自動關(guān)閉相應(yīng)閥門，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)用水、施肥、施藥的低成本、智能、及時、針對性、定量化的控制。此外，將滴灌與施肥、施藥有機(jī)結(jié)合，借助遠(yuǎn)程、智能系統(tǒng)，在滴灌的同時將肥料、農(nóng)藥配成肥液、藥液一起輸入到作物根系土壤，有利于防止肥料、農(nóng)藥的深層流失，從而達(dá)到精準(zhǔn)控制灌水量、施肥量、施藥量和時間，不僅提高了肥效和藥效，增加了作物產(chǎn)量，而且相較傳統(tǒng)技術(shù)可以相應(yīng)減少肥料和農(nóng)藥的使用量，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，減少農(nóng)產(chǎn)品有害殘留，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。因此，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、組網(wǎng)經(jīng)濟(jì)靈活、能夠顯著提高用水效率和節(jié)肥、省工、環(huán)保的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型原理示意圖；
[0009]圖2為本實(shí)用新型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；
[0010]圖3為本實(shí)用新型滴灌單元原理示意圖之一；
[0011]圖4為本實(shí)用新型滴灌單元原理示意圖之二 ；
[0012]圖中:1-控制主機(jī)，11-通信網(wǎng)關(guān)，12-控制站，13-主服務(wù)器，14-中心數(shù)據(jù)庫，2-基站，3- 土壤水分監(jiān)測器，4- 土壤養(yǎng)分監(jiān)測器，5-病蟲測報(bào)器，6-滴灌單元，61-主蓄水池，62-主管，63-梯級蓄水池，632-電磁閥，64-支管，65-過濾器，67-主泵，68-滴灌泵，7-施肥單元，8-施藥單元，9-客戶端。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但不得以任何方式對本實(shí)用新型加以限制，基于本實(shí)用新型教導(dǎo)所作的任何變更或改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0014]如圖1至4所示，本實(shí)用新型包括控制主機(jī)1、基站2、土壤水分監(jiān)測器3、土壤養(yǎng)分監(jiān)測器4、病蟲測報(bào)器5、滴灌單元6、施肥單元7、施藥單元8，所述控制主機(jī)I與基站2進(jìn)行無線移動通信，所述基站2分別與土壤水分監(jiān)測器3、土壤養(yǎng)分監(jiān)測器4、病蟲測報(bào)器5、滴灌單元6、施肥單元7、施藥單元8進(jìn)行無線局域網(wǎng)通信，所述施肥單元7和施藥單元8與滴灌單元6的主管或支管并聯(lián)，所述滴灌單元6、施肥單元7和/或施藥單元8設(shè)置有與其內(nèi)置的無線控制單元連接的液位傳感器、電磁閥。
[0015]所述控制主機(jī)I接收基站2發(fā)送的土壤水分、養(yǎng)分和病蟲測報(bào)數(shù)據(jù)以及滴灌單元6、施肥單元7、施藥單元8的狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述控制主機(jī)I根據(jù)接收的監(jiān)測數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)對土壤水分、養(yǎng)分、施藥設(shè)置策略，并將所述策略和對應(yīng)地址發(fā)送基站2。
[0016]所述基站2接收土壤水分監(jiān)測器3、土壤養(yǎng)分監(jiān)測器4和病蟲測報(bào)器5監(jiān)測數(shù)據(jù)以及滴灌單元6、施肥單元7、施藥單元8的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)校驗(yàn)后編碼并通過無線移動通信模塊21發(fā)送。
[0017]所述基站2接收控制主機(jī)I發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并通過無線傳輸模塊21發(fā)送給控制滴灌單元6、施肥單元7和/或施藥單元8的無線電磁閥門進(jìn)行智能控制。
[0018]所述土壤水分監(jiān)測器3、土壤養(yǎng)分監(jiān)測器4、病蟲測報(bào)器5分別用于采集所述滴灌單元6對應(yīng)的土壤墑情、養(yǎng)分、病蟲害，并將所述土壤墑情、養(yǎng)分、病蟲害數(shù)據(jù)通過其內(nèi)置的無線傳輸模塊發(fā)送給基站2。
[0019]所述滴灌單元6、施肥單元7、施藥單元8分別用于對相應(yīng)的土壤進(jìn)行滴灌、滴灌施月巴、滴灌施藥，并將所述單元的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給所述基站2。
[0020]所述滴灌單元6包括主蓄水池61、主管62、梯級蓄水池63、支管64、過濾器65、無線控制單元66，所述主蓄水池61出水口通過主管62依次與各梯級蓄水池63的進(jìn)水口連接，所述支管64通過過濾器65與梯級蓄水池63出水口連接，所述梯級蓄水池63設(shè)置有液位傳感器631且進(jìn)水口和出水口設(shè)置有電磁閥632，所述液位傳感器631和電磁閥632與無線控制單元66信號連接。
[0021]如圖3所示，所述主蓄水池61設(shè)置于高原坡地的底部，所述主蓄水池61出水口通過主泵66、主管62、電磁閥632與梯級蓄水池63連接。
[0022]如圖4所示，所述主蓄水池61設(shè)置于高原坡地的頂部，所述主蓄水池61出水口通過主管62、電磁閥632與梯級蓄水池63連接。
[0023]所述蓄水池61設(shè)置于高原坡地的頂部，所述主蓄水池61出水口通過主管62、調(diào)壓閥69、電磁閥632與梯級蓄水池63連接。
[0024]所述施肥單元7和施藥單元8分別對應(yīng)設(shè)置有液肥池71、藥水池81以及液肥液位傳感器72、藥水液位傳感器82、液肥電磁閥73、藥水電磁閥83、液肥無線控制單元74、藥水無線控制單元84，所述液肥池71出口通過液肥電磁閥73與滴灌單元6的主管或支管并聯(lián)，所述藥水池81出口通過藥水電磁閥83與滴灌單元6的主管或支管并聯(lián)，所述液肥液位傳感器72和液肥電磁