CN105183054A - 一种果园的远程精准灌溉施肥系统及灌溉施肥方法 - Google Patents

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孙昌权
刘永华
高菊玲
孔德志
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Abstract

一种果园的远程精准灌溉施肥系统，包括进水部分、吸肥部分、灌溉施肥部分、控制部分和远程控制部分；利用上述灌溉施肥系统进行灌溉施肥的方法，主要通过电气控制柜根据EC传感器测量值与设定值进行比较，控制流量可调电磁阀和出肥泵的流量，从而实现精准施肥。本发明的有益效果为：可根据果树对肥料不同的需求，根据在线监测的EC传感器值，自动调节可调流量电磁阀，实现吸肥量的自动调节，实现精准灌溉施肥的效果；远程精准灌溉施肥，节约了劳动力，降低了用工成本，施肥量精准，与普通施肥方法相比可节约15-20％的肥料，有利于果树的长成，从而提高产量，增加果农经济收益。

Description

一种果园的远程精准灌溉施肥系统及灌溉施肥方法
技术领域
本发明涉及果园灌溉施肥技术领域，尤其是一种果园的远程精准灌溉施肥系统及施肥方法。
背景技术
灌溉施肥又称为一体化技术，是讲肥料配对成肥液，借助压力灌溉系统，在灌溉的同时将肥料输送到作物根部土壤，适时适量的满足作物水分和养分需求的一种现代农业新技术。现有技术中，果园灌溉施肥方法是利用文丘里管和比例施肥泵实现灌溉施肥。文丘里施肥法施肥量固定，不可调节，不能根据出肥口实时值进行调节施肥量，工作时对压力和流量的变化较为敏感，其运行工况的波动会造成水肥混合比的波动，因此其施肥精准度较差。比例施肥泵施肥法是根据人的操作经验，手动调节施肥比例，施肥量精度得不到保证，容易造成过量施肥，造成对植物的损伤。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种果园的远程精准灌溉施肥系统及施肥方法，可以实现果园的自动精准灌溉施肥，减少人工参与，提高工作效率，保证果树获取最佳肥水比。
为解决上述技术问题，本发明提供一种果园的远程精准灌溉施肥系统，包括进水部分、吸肥部分、灌溉施肥部分、控制部分和远程控制部分；其中进水部分包括供水泵1、臭氧消毒设备2、液位传感器3和混合罐4，吸肥部分包括出肥泵5、文丘里吸肥器6、流量可调电磁阀7、EC传感器8(电传导传感器)和肥料桶9，灌溉施肥部分包括出肥泵5和出水泵电磁阀10，控制部分包括电气控制柜11和控制面板12，远程控制部分包括服务器14和GPRS通讯模块13；供水泵1与臭氧消毒设备2、液位传感器3、混合罐4依次相连；出肥泵5一端连接混合罐4，另一端与文丘里吸肥器6、流量可调电磁阀7和肥料桶9依次相连，EC传感器8与文丘里吸肥器6相连，将文丘里吸肥器6的相关数据反馈给液位传感器3；出水泵电磁阀10的一端连接出肥泵5，另一端连接电气控制柜11；电气控制柜11与控制面板12相连，控制面板12通过GPRS通讯模块13与服务器14进行通讯。
优选的，电气控制柜11上设置可人为操作的触摸屏。
优选的，系统还包括与控制面板相连的报警电路，根据植物生长状况缺陷、肥液不足及网络不能连接的状况进行报警。
利用上述灌溉施肥系统进行灌溉施肥的方法，包括如下步骤：
(1)打开供水泵，当混合罐中的液位达到液位传感器的设定值，电气控制柜控制供水泵进水流量，保持混合罐的液位恒定；
(2)当确定果树该时段施肥量后，电气控制柜根据EC传感器测量值与设定值进行比较，若大于设定值，调小流量可调电磁阀的开度和出肥泵流量，减小吸肥量，直到与设定值相等，实现精准施肥；若小于设定值，调大流量可调电磁阀的开度和出肥泵流量，增大吸肥量，直到与设定值相等，实现精准施肥；
(3)通过GPRS通讯模块，将工作现场的控制面板与办公区域的服务器进行通讯，通过服务器上位机组态软件设定果树所需肥料值，与采集出肥口EC传感器的值进行比较，实现远程精准施肥。
优选的，步骤(1)中在进水时，利用臭氧消毒设备对进水进行消毒杀菌。
优选的，步骤(2)中，利用现场电气控制柜和设置于电气控制柜上的触摸屏设定施肥量值。
本发明的有益效果为：可根据果树对肥料不同的需求，根据在线监测的EC传感器值，自动调节可调流量电磁阀，实现吸肥量的自动调节，实现精准灌溉施肥的效果；远程精准灌溉施肥，节约了劳动力，降低了用工成本，施肥量精准，与普通施肥方法相比可节约15-20％的肥料，有利于果树的生长，从而提高产量，增加果农经济收益。
附图说明
图1是本发明的整体系统结构示意图。
图2是本发明的施肥方法示意图。
其中，1、供水泵；2、臭氧消毒设备；3、液位传感器；4、混合罐；5、出肥泵；6、文丘里吸肥器；7、流量可调电磁阀；8、EC传感器；9、肥料桶；10、出水泵电磁阀；11、电气控制柜；12、控制面板；13、GPRS通讯模块；14、服务器。
具体实施方式
如图1所示，一种果园的远程精准灌溉施肥系统，包括进水部分、吸肥部分、灌溉施肥部分、控制部分和远程控制部分；其中进水部分包括供水泵、臭氧消毒设备、液位传感器和混合罐，吸肥部分包括出肥泵、文丘里吸肥器、流量可调电磁阀、EC传感器和肥料桶，灌溉施肥部分包括出肥泵和出水泵电磁阀，控制部分包括电气控制柜和控制面板，远程控制部分包括服务器和GPRS通讯模块；供水泵与臭氧消毒设备、液位传感器、混合罐依次相连；出肥泵一端连接混合罐，另一端与文丘里吸肥器、流量可调电磁阀和肥料桶依次相连，EC传感器与文丘里吸肥器相连，将文丘里吸肥器的相关数据反馈给液位传感器；出水泵电磁阀的一端连接出肥泵，另一端连接电气控制柜；电气控制柜与控制面板相连，控制面板通过GPRS通讯模块与服务器进行通讯。
电气控制柜上设置可人为操作的触摸屏。系统还包括与控制面板相连的报警电路，根据植物生长状况缺陷、肥液不足及网络不能连接的状况进行报警。
如图2所示，利用上述灌溉施肥系统进行灌溉施肥的方法，包括如下步骤：
(1)打开供水泵，当混合罐中的液位达到液位传感器的设定值，电气控制柜控制供水泵进水流量，保持混合罐的液位恒定；
(2)当确定果树该时段施肥量后，电气控制柜根据EC传感器测量值与设定值进行比较，若大于设定值，调小流量可调电磁阀的开度和出肥泵流量，减小吸肥量，直到与设定值相等，实现精准施肥；若小于设定值，调大流量可调电磁阀的开度和出肥泵流量，增大吸肥量，直到与设定值相等，实现精准施肥；
(3)通过GPRS通讯模块，将工作现场的控制面板与办公区域的服务器进行通讯，通过服务器上位机组态软件设定果树所需肥料值，与采集出肥口EC传感器的值进行比较，实现远程精准施肥。
当供水泵进水时，设置臭氧消毒设备对水进行消毒杀菌，保证水质的安全。设定施肥量值，可人为通过现场电气控制柜和设置于电气控制柜上的触摸屏进行设定。
尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。

Claims (6)

1.一种果园的远程精准灌溉施肥系统，其特征在于，包括进水部分、吸肥部分、灌溉施肥部分、控制部分和远程控制部分；其中进水部分包括供水泵(1)、臭氧消毒设备(2)、液位传感器(3)和混合罐(4)，吸肥部分包括出肥泵(5)、文丘里吸肥器(6)、流量可调电磁阀(7)、EC传感器(8)和肥料桶(9)，灌溉施肥部分包括出肥泵(5)和出水泵电磁阀(10)，控制部分包括电气控制柜(11)和控制面板(12)，远程控制部分包括服务器(14)和GPRS通讯模块(13)；供水泵(1)与臭氧消毒设备(2)、液位传感器(3)、混合罐(4)依次相连；出肥泵(5)一端连接混合罐(4)，另一端与文丘里吸肥器(6)、流量可调电磁阀(7)和肥料桶(9)依次相连，EC传感器(8)与文丘里吸肥器(6)相连，将文丘里吸肥器(6)的相关数据反馈给液位传感器(3)；出水泵电磁阀(10)的一端连接出肥泵(5)，另一端连接电气控制柜(11)；电气控制柜(11)与控制面板(12)相连，控制面板(12)通过GPRS通讯模块(13)与服务器(14)进行通讯。
2.如权利要求1所述的果园的远程精准灌溉施肥系统，其特征在于，电气控制柜(11)上设置可人为操作的触摸屏。
3.如权利要求1所述的果园的远程精准灌溉施肥系统，其特征在于，系统还包括与控制面板相连的报警电路，根据植物生长状况缺陷、肥液不足及网络不能连接的状况进行报警。
4.一种利用权1所述的灌溉施肥系统进行灌溉施肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)打开供水泵，当混合罐中的液位达到液位传感器的设定值，电气控制柜控制供水泵进水流量，保持混合罐的液位恒定；
(2)当确定果树该时段施肥量后，电气控制柜根据EC传感器测量值与设定值进行比较，若大于设定值，调小流量可调电磁阀的开度和出肥泵流量，减小吸肥量，直到与设定值相等，实现精准施肥；若小于设定值，调大流量可调电磁阀的开度和出肥泵流量，增大吸肥量，直到与设定值相等，实现精准施肥；
(3)通过GPRS通讯模块，将工作现场的控制面板与办公区域的服务器进行通讯，通过服务器上位机组态软件设定果树所需肥料值，与采集出肥口EC传感器的值进行比较，实现远程精准施肥。
5.如权利要求4所述的灌溉施肥的方法，其特征在于，步骤(1)中在进水时，利用臭氧消毒设备对进水进行消毒杀菌。
6.如权利要求4所述的灌溉施肥的方法，其特征在于，步骤(2)中，利用现场电气控制柜和设置于电气控制柜上的触摸屏设定施肥量值。
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