CN107006198A - 一种施肥系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种施肥系统，包括：供水系统，用于供水；供肥系统，用于供给液体肥料；灌溉主管路，用于同时与所述供水系统与所述供肥系统连接，使所述供水系统供给的水和所述供肥系统供给的液体肥料在所述灌溉主管路内混合；多个灌溉支路，每个所述灌溉支路均连接到所述灌溉主管路上，并且在每个所述灌溉支路上设有控制阀；控制器，用于控制所述供水系统对所述灌溉主管路供水、控制所述供肥系统对所述灌溉主管路供肥，以及控制所述控制阀的开闭。本发明实施例提供的施肥系统，能够对施肥系统中的供水和供肥进行有效的控制，并且可以有控制器监控整个施肥系统的工作状态，以便于实时对施肥系统进行调整。

Description

一种施肥系统

技术领域

本发明涉及液体肥料技术领域，尤其涉及一种施肥系统。

背景技术

目前，采用液体肥料已经得到一定程度的推广，但是目前的集中液体肥料灌溉技术都存在着以下的特点：

按照控制方式的不同，自动灌溉施肥系统可分为两大类：一类是按比例供肥，其特点是以恒定的养分比例向灌溉水中供肥，供肥速率与滴灌速率成比例。施肥量一般用灌溉水的养分浓度表示，如文丘里注入法和供肥泵法。另一类是定量供肥又称为总量控制，其特点是整个施肥过程中养分浓度是变化的，施肥量一般用千克/公顷表示。

目前常用的施肥设备有：压差式施肥罐、文丘里施肥器、注肥泵、重力自压式施肥装置、全自动施肥机等。

传统的施肥优点和缺点

1、按比例供肥系统价格昂贵，但可以实现精确施肥，主要用于轻质和砂质等保肥能力差的土壤。

2、定量供肥系统投入较小，操作简单，自动化控制困难，不能实现精确施肥，适用于保肥能力较强的土壤。

3、重力自压式施肥装置，利用重力施肥、对地形条件有要求，施肥效率低、施肥均匀性低，优点的设备简单不需额外的加压设备。

4、文丘里施肥器，吸肥能力和施肥浓度受工作水压影响，导致30％～50％水头损失，降低主供水管道水压，结构简单、成本低、适宜自动化

5、目前市场使用的全自动施肥机，流量稳定，能准确控制施肥量，易实现自动化控制，但是吸肥流量较低，依靠灌溉管网水压，大多只应用于设施农业和小规模的微灌工程，注肥比例由肥液、酸(碱)液以及灌溉水按照设定值进行在线闭环调控利用PLC技术和PID控制器实现恒压恒量灌溉施肥。

现阶段灌溉的问题：目前国内滴灌技术主要采用人工手动滴灌，灌溉时间多靠经验，从6个小时到48个小时都有，这就容易造成过量灌溉，据研究，滴灌一般保证土层深度30～40厘米湿润即可。过量灌溉不但导致浪费水，更为严重的是会将土壤中的有效养分和肥料养分流失，目前滴灌上普遍使用的施肥方法是肥料罐法，根据进出肥料罐两端水流压力差的不同，通过水流将肥料带入灌溉系统中。但此设备不易控制加入肥料的浓度，也无法做到自动化管理，对于加肥量无法进行精细化管理。同时加入的肥料也多是固体的单质肥料，存在的问题是溶解度不够，容易发生滴头堵塞，操作不便，成本相对较高等。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种施肥系统，主要目的是通过自动化的设计，实现施肥过程的优化设计。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

本发明实施例提供了一种施肥系统，该系统包括：

供水系统，用于供水；

供肥系统，用于供给液体肥料；

灌溉主管路，用于同时与供水系统与供肥系统连接，使供水系统供给的水和供肥系统供给的液体肥料在灌溉主管路内混合；

多个灌溉支路，每个灌溉支路均连接到灌溉主管路上，并且在每个灌溉支路上设有控制阀；

控制器，用于控制供水系统对灌溉主管路供水、控制供肥系统对灌溉主管路供肥，以及控制控制阀的开闭。

优选地，供水系统，包括：

储水器，用于储水；

供水管道，用于连通储水器和灌溉主管道；

供水泵，设置在供水管道上，用于接收控制器的控制信号，将储水器中的水泵送给灌溉主管路；

第一流量计，设置在供水管道上，用于检测供水管道的水流量，并将水流量信号发送给控制器。

优选地，供水系统，还包括过滤器，设置在供水管道上，用于对供水管道中的水进行过滤；

过滤器与控制器电连接，使过滤器能够接收控制器的控制信号，并根据控制器的控制信号进行开闭。

优选地，供水系统，还包括：

第一液位计，设置在储水器中，用于检测储水器中的水液位信号，并将水液位信号发送给控制器。

优选地，供水系统，还包括：

第二压力表，设置在供水管道上，用于检测供水管道的水压，并将水压信号发送给控制器。

优选地，供肥系统，包括：

肥料罐，用于储存液体肥料；

供肥管道，用于连通肥料罐与灌溉主管路；

供肥泵，设置在供肥管道上，用于接收控制器的控制信号，将肥料罐中的液体肥料泵送给灌溉主管路；

第二流量计，设置在供肥管道上，用于检测供肥管道的肥料流量，并将肥料流量信号发送给控制器；

优选地，供肥系统，还包括：

第二液位计，设置在肥料罐中，用于检测肥料罐中的肥料液位信号，并将肥料液位信号发送给控制器。

优选地，供肥系统，还包括：

第二压力表，设置在供肥管道上，用于检测供肥管道的肥料压力，并将肥料压力信号发送给控制器。

优选地，控制器还与控制终端连接，将对应的感应信号发送给控制终端，并接收控制终端的控制信号。

优选地，控制终端包括移动通信设备，并且移动通信设备与控制器通过GPRS、3G、4G或WIFI通信系统完成数据传输。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

本发明实施例提供的技术方案中，供水系统，用于供水；供肥系统，用于供给液体肥料；灌溉主管路，用于同时与供水系统与供肥系统连接，使供水系统供给的水和供肥系统供给的液体肥料在灌溉主管路内混合；多个灌溉支路，每个灌溉支路均连接到灌溉主管路上，并且在每个灌溉支路上设有控制阀；控制器，用于控制供水系统对灌溉主管路供水、控制供肥系统对灌溉主管路供肥，以及控制控制阀的开闭，根据传统施肥方式自动化程度低，不能实现精准施肥的目的，施肥效率及规模化试用的问题，控制器会将所有的数据集中收集进行统一管理，并将此数据及时上传至上位机(信息管理站或者服务器)，上位机将所有的数据分类、整理和存储，为开放平台智能化服务提供共享信息：整个智能加肥罐系统采用自动化控制，当田间湿度传感器检测到土壤内水分下降，需要补水时，传感器将信号传给控制器，控制器会将信号传至手机，手机上有智能控制软件，只要有信号的地方，手机就能接收到控制器反馈的信号。管理人员根据控制器反馈的土壤的干燥程度，确定作物浇水时间，根据作物的涨势确定作物施肥的量，选择确定好后，通过手机将信号反馈给控制器，控制器开始控制水井房启动水泵，开始注水灌溉，同时控制器将信号反馈至施肥泵，施肥泵根据给定流量按流量开始注入液体肥。整个系统设计由加肥泵、流量计、液位计构成，内部由控制器、传感器和触摸屏组成，操作简单，加肥罐的造价、维护成本相对比较低廉和简单，既可以远程诊断也可现场处。农户实现足不出户完成田间管理。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种施肥系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的主要技术创意。

如图1所示，本发明实施例提供的一种施肥系统，包括：

供水系统100，用于供水；

供肥系统200，用于供给液体肥料；

灌溉主管路300，用于同时与所述供水系统100与所述供肥系统200连接，使所述供水系统100供给的水和所述供肥系统200供给的液体肥料在所述灌溉主管路300内混合；

多个灌溉支路400，每个所述灌溉支路400均连接到所述灌溉主管路300上，并且在每个所述灌溉支路400上设有控制阀401；

控制器500，用于控制所述供水系统100对所述灌溉主管路供水、控制所述供肥系统200对所述灌溉主管路供肥，以及控制所述控制阀401的开闭。

可选择地，所述供水系统，包括：

储水器101，用于储水；

供水管道102，用于连通所述储水器101和所述灌溉主管道300；

供水泵103，设置在所述供水管道上，用于接收所述控制器500的控制信号，将所述储水器中的水泵送给所述灌溉主管路300；

第一流量计104，设置在所述供水管道上，用于检测所述供水管道的水流量，并将水流量信号发送给所述控制器500。

可选择地，所述供水系统100，还包括过滤器105，设置在所述供水管道上，用于对所述供水管道中的水进行过滤；

所述过滤器105与所述控制器500电连接，使所述过滤器105能够接收所述控制器500的控制信号，并根据所述控制器500的控制信号进行开闭。通过过滤器的过滤作用，可以确保施肥过程中减少杂质，便于维护和使用。

所述供水系统100，还包括：

第一液位计，设置在所述储水器101中，用于检测所述储水器101中的水液位信号，并将水液位信号发送给所述控制器500。

可选择地，所述供水系统，还包括：

第二压力表，设置在所述供水管道102上，用于检测所述供水管道102的水压，并将水压信号发送给所述控制器。

可选择地，所述供肥系统200，包括：

肥料罐201，用于储存液体肥料；

供肥管道202，用于连通所述肥料罐与所述灌溉主管路；

供肥泵203，设置在所述供肥管道202上，用于接收所述控制器的控制信号，将所述肥料罐中的液体肥料泵203送给所述灌溉主管路300；

第二流量计204，设置在所述供肥管道202上，用于检测所述供肥管道的肥料流量，并将肥料流量信号发送给所述控制器；

可选择地，所述供肥系统，还包括：

第二液位计，设置在所述肥料罐中，用于检测所述肥料罐中的肥料液位信号，并将肥料液位信号发送给所述控制器。

可选择地，所述供肥系统，还包括：

第二压力表，设置在所述供肥管道上，用于检测所述供肥管道的肥料压力，并将肥料压力信号发送给所述控制器。

通过上述设计，用户控制的控制器可以随时获得供水系统和供肥系统中的液位高度、流量信号、压力信号等，便于了解和掌握施肥系统的工作状态。

可选择地，所述控制器还与控制终端连接，将对应的感应信号发送给所述控制终端，并接收所述控制终端的控制信号。

所述控制终端包括移动通信设备，并且所述移动通信设备与所述控制器通过GPRS、3G、4G或WIFI通信系统完成数据传输。

本发明实施例提供的施肥系统，能够对施肥系统中的供水和供肥进行有效的控制，并且可以有控制器(或者进一步借助手机、IPAD等移动设备)监控整个施肥系统的工作状态，以便于实时对施肥系统进行调整。

本发明实施例提供的施肥系统具有自动化程度高、施肥过程控制自动化的特点，具体地：

自动化程度高：根据传统施肥方式自动化程度低，不能实现精准施肥的目的，施肥效率及规模化试用的问题，控制器会将所有的数据集中收集进行统一管理，并将此数据及时上传至上位机(信息管理站或者服务器)，上位机将所有的数据分类、整理和存储，为开放平台智能化服务提供共享信息。

2、施肥过程控制自动化：整个智能加肥罐系统采用自动化控制，当田间湿度传感器检测到土壤内水分下降，需要补水时，传感器将信号传给控制器，控制器会将信号传至手机，手机上有智能控制软件，只要有信号的地方，手机就能接收到控制器反馈的信号。管理人员根据控制器反馈的土壤的干燥程度，确定作物浇水时间，根据作物的涨势确定作物施肥的量，选择确定好后，通过手机将信号反馈给控制器，控制器开始控制水井房启动水泵，开始注水灌溉，同时控制器将信号反馈至施肥泵，施肥泵根据给定流量按流量开始注入液体肥。整个系统设计由加肥泵、流量计、液位计构成，内部由控制器、传感器和触摸屏组成，操作简单，加肥罐的造价、维护成本相对比较低廉和简单，既可以远程诊断也可现场处。农户实现足不出户完成田间管理。

本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；不定冠词“一个”不排除多个；术语“第一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。权利要求中出现的多个部分的功能可以由一个单独的硬件或软件模块来实现。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。

Claims (10)

1.一种施肥系统，包括：

供水系统，用于供水；

供肥系统，用于供给液体肥料；

灌溉主管路，用于同时与所述供水系统与所述供肥系统连接，使所述供水系统供给的水和所述供肥系统供给的液体肥料在所述灌溉主管路内混合；

多个灌溉支路，每个所述灌溉支路均连接到所述灌溉主管路上，并且在每个所述灌溉支路上设有控制阀；

控制器，用于控制所述供水系统对所述灌溉主管路供水、控制所述供肥系统对所述灌溉主管路供肥，以及控制所述控制阀的开闭。

2.如权利要求1所述的施肥系统，其特征在于，

所述供水系统，包括：

储水器，用于储水；

供水管道，用于连通所述储水器和所述灌溉主管道；

供水泵，设置在所述供水管道上，用于接收所述控制器的控制信号，将所述储水器中的水泵送给所述灌溉主管路；

第一流量计，设置在所述供水管道上，用于检测所述供水管道的水流量，并将水流量信号发送给所述控制器。

3.如权利要求2所述的施肥系统，其特征在于，

所述供水系统，还包括过滤器，设置在所述供水管道上，用于对所述供水管道中的水进行过滤；

所述过滤器与所述控制器电连接，使所述过滤器能够接收所述控制器的控制信号，并根据所述控制器的控制信号进行开闭。

4.如权利要求2所述的施肥系统，其特征在于，

所述供水系统，还包括：

第一液位计，设置在所述储水器中，用于检测所述储水器中的水液位信号，并将水液位信号发送给所述控制器。

5.如权利要求2所述的施肥系统，其特征在于，

所述供水系统，还包括：

第二压力表，设置在所述供水管道上，用于检测所述供水管道的水压，并将水压信号发送给所述控制器。

6.如权利要求1所述的施肥系统，其特征在于，

所述供肥系统，包括：

肥料罐，用于储存液体肥料；

供肥管道，用于连通所述肥料罐与所述灌溉主管路；

供肥泵，设置在所述供肥管道上，用于接收所述控制器的控制信号，将所述肥料罐中的液体肥料泵送给所述灌溉主管路。

第二流量计，设置在所述供肥管道上，用于检测所述供肥管道的肥料流量，并将肥料流量信号发送给所述控制器。

7.如权利要求6所述的施肥系统，其特征在于，

所述供肥系统，还包括：

第二液位计，设置在所述肥料罐中，用于检测所述肥料罐中的肥料液位信号，并将肥料液位信号发送给所述控制器。

8.如权利要求6所述的施肥系统，其特征在于，

所述供肥系统，还包括：

第二压力表，设置在所述供肥管道上，用于检测所述供肥管道的肥料压力，并将肥料压力信号发送给所述控制器。

9.如权利要求1所述的施肥系统，其特征在于，

所述控制器还与控制终端连接，将对应的感应信号发送给所述控制终端，并接收所述控制终端的控制信号。

10.如权利要求9所述的施肥系统，其特征在于，

所述控制终端包括移动通信设备，并且所述移动通信设备与所述控制器通过GPRS、3G、4G或WIFI通信系统完成数据传输。