CN109005851A - 一种定量施肥系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定量施肥系统的控制方法，上位机根据信息采集系统采集环境信息，自动启动灌溉模式或施肥灌溉模式；灌溉模式：为上位机将启动灌溉模式的信号发送至微灌溉系统控制器；微灌溉系统控制器微灌溉系统对植物或农作物根部土壤进行定时灌溉；或施肥灌溉模式：为上位机将启动施肥灌溉模式的信号发送至肥料溶液混合系统控制器和微灌溉系统控制器；肥料溶液混合系统控制器控制肥料溶液混合系统混合一定浓度比的肥料溶液经灌溉系统灌溉植物或农作物根部土壤。进而能够精确控制灌溉植物或农作物灌溉时刻及灌溉时长或肥量与液体的混合比例，满足了植物或农作物不同的成长时期对养分的需要；故降低人工劳动强度，达到智能化控制提高了肥料利用率。

Description

一种定量施肥系统的控制方法

技术领域

本发明涉及农林业施肥技术领域，更具体的说是涉及一种定量施肥系统的控制方法。

背景技术

施肥，是指将肥料施于土壤中或喷洒在植物或农作物上，提供植物或农作物所需养分，并保持和提高土壤肥力的农林业技术措施。施肥的主要目的是增加植物或农作物产量，改善植物或农作物生长品质，培肥地力、提高经济效益及绿化环境，因此合理和科学施肥是保障粮食安全和维护农林业可持续性发展的主要手段之一。施肥的主要依据是土壤肥力水平、植物或农作物类型、目标产量、气候环境以及肥料特点，从而选择合适的肥料，估算所需要肥料用量，并确定施肥时间和施肥模式。一般的施肥模式包括：撒施、冲施、穴施、条施等；撒施和冲施有利于养分的扩散，施用方便，但养分损失大，利用率较低；穴施和条施养分损失少，利用率高，但要消耗一定的机械能；随着现代精准农林业的发展，如何提供一种定量施肥系统的控制方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种定量施肥系统的控制方法，通过对植物或农作物精准控制灌溉和施肥灌溉，达到了精确化控制；进而满足植物或农作物健康成长需要。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种定量施肥系统的控制方法，包括以下步骤：

上位机根据信息采集系统采集环境信息，自动启动灌溉模式或施肥灌溉模式；

灌溉模式：为上位机将启动灌溉模式的信号发送至微灌溉系统控制器；微灌溉系统控制器微灌溉系统对植物或农作物根部土壤进行定时灌溉；

或施肥灌溉模式：为上位机将启动施肥灌溉模式的信号发送至肥料溶液混合系统控制器和微灌溉系统控制器；肥料溶液混合系统控制器控制肥料溶液混合系统混合一定浓度比的肥料溶液经灌溉系统灌溉植物或农作物根部土壤。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种定量施肥系统的控制方法，上位机根据采集环境信息，控制微灌溉系统控制器和/或肥料溶液混合系统控制器；进而能够精确控制灌溉植物或农作物灌溉时刻及灌溉时长或肥量与液体的混合比例，满足了植物或农作物不同的成长时期对养分的需要；从而降低人工劳动强度，达到智能化控制，提高了肥料利用率。

优选地，信息采集系统包括：大气温度检测模块、大气湿度检测模块、土壤温度检测模块、土壤湿度检测模块、雨量检测模块、风速检测模块、风向检测模块、气压检测模块及辐射检测模块；

所述上位机获取大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压及辐射信息，控制所述微灌溉系统控制器和/或肥料溶液混合系统控制器工作。

其中，上位机通信连接大气温度检测模块、大气湿度检测模块、土壤温度检测模块、土壤湿度检测模块、雨量检测模块、风速检测模块、风向检测模块、气压检测模块及辐射检测模块。

采用此方案的效果为：采集环境真实信息包含气象信息，对于植物或农作物施肥灌溉具有重要意义。

优选地，微灌溉系统包括：管网、灌溉泵、稳压阀及第一电磁阀组；

管网第一端设置于植物或农作物根部的土壤中；第二端连通灌溉泵泵送的水源；稳压阀用于调节管网内的灌溉水压；

第一电磁阀组设置于管网上，用于开闭管网内的水路；

微灌溉系统控制器通信连接灌溉泵、稳压阀、第一电磁阀组。

采用此方案的效果为：管网直达植物或农作物根部土壤，系统内采用微量灌水模式，一次灌水持续时间长，灌水周期短，所需要的系统压力低，便于控制微量灌水；适合用于水分、养分要求高的植物或农作物。

优选地，微灌溉系统还包括过滤器，过滤器位于灌溉泵的前端；方便过滤水中杂质，使水源源头要求不高，可以处理过的达标水。

优选地，管网包括干管、支管及毛管；

干管第一端连接灌溉泵，第二端延伸至支管一端，支管的另一端连接毛管，毛管设置于植物或农作物根部的土壤中；

其中，干管可以采用PVC管；支管采用PE管或PVC管，管径根据具体的流量需求选择；毛管可以采用内镶式滴灌带或边缘迷宫式滴灌带；干管第一端可以设置进水阀；对于要求高的植物或农作物，毛管上还可以设置喷头，距离植物或农作物一定高度位置。

优选地，肥料溶液混合系统包括自称重肥料罐、混合罐、混合泵、流量计及施肥器；

自称重肥料罐用于定量称重肥料，其顶部具有开口，底部与混合罐可转换连通；底部可以具有一个电磁阀，电磁阀由肥料溶液混合系统控制器控制；

混合罐分别连通来自水源的管路和自称重肥料罐；水源的管路上安装有流量计；混合罐内安装有混合泵；肥料罐上具有称重部件，该部件与肥料溶液混合系统控制器连接；便于同时计量肥料与水的比例，达到精确施肥灌溉的目的；

施肥器一侧通过第二电磁阀组可转换连通混合罐，另一侧通过第三电磁阀组可转换连通管网；

肥料溶液混合系统控制器通信连接自称重肥料罐、混合泵、流量计、第二电磁阀组及第三电磁阀组。

采用此方案的效果为：便于固体肥料与液体均匀混合，施肥器一端连接混合罐，另一端连接管网，肥水通过管网直接到达植物或农作物根部土壤，有利于提高肥料利用率及精确控制用肥料量。

本发明提供一种定量施肥系统的控制方法，上位机还通信连接运算模块及比对模块；采用此方案的效果为：根据上述环境信息采集情况反馈给上位机，上位机经过运算模块运算与比对模块比对植物或农作物土壤湿度等信息，控制灌溉系统控制器或肥料溶液混合系统控制器进行灌溉或施肥灌溉。

本发明提供一种定量施肥系统的控制方法，上位机还电性连接显示系统，显示系统可以为PC展示平台，便于监测各个环境信息，有利于实现智能控制，提高施肥灌溉效率。

本发明提供的定量施肥系统的控制方法，上位机根据信息采集系统采集的环境信息，经运算模块运算土壤中的含水量、比对模块与实际检测的植物或农作物生长环境与上位机系统内部设置的植物或农作物类型、与植物或农作物对应具体的生长阶段水分及养分需求对比，并将差值反馈给上位机，上位机控制灌溉系统控制器和/或肥料溶液混合系统控制器控制具体的执行部件进行灌溉和/或施肥灌溉至植物或农作物根部土壤中。有效的提高了肥料的利用率，利用微灌溉系统直接将肥料送至植物或农作物根部土壤中；并精确控制肥料与液体混合比，达到精确控制目的。

其中本申请内的植物包括草坪、花圃、各种树木幼苗的灌溉施肥、名贵树种非移动位置的施肥灌溉等，上述为举例，并非对本申请应用的限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的一种定量施肥系统的控制方法控制原理框图；

图2附图为本发明提供的一种定量施肥系统的控制方法的灌溉系统控制原理框图；

图3附图为本发明提供的一种定量施肥系统的控制方法的肥料溶液混合系统控制原理框图；

图4附图为本发明提供的一种定量施肥系统的控制方法的信息采集系统的控制原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种定量施肥系统的控制方法，通过对植物或农作物精准控制灌溉和施肥灌溉，达到了精确化控制；进而满足植物或农作物健康成长需要。

参见附图1-4，本发明提供的一种定量施肥系统的控制方法，包括以下步骤：

上位机根据信息采集系统采集环境信息，自动启动灌溉模式或施肥灌溉模式；

灌溉模式：为上位机将启动灌溉模式的信号发送至微灌溉系统控制器；微灌溉系统控制器微灌溉系统对植物或农作物根部土壤进行定时灌溉；

或施肥灌溉模式：为上位机将启动施肥灌溉模式的信号发送至肥料溶液混合系统控制器和微灌溉系统控制器；肥料溶液混合系统控制器控制肥料溶液混合系统混合一定浓度比的肥料溶液经灌溉系统灌溉植物或农作物根部土壤。

本发明公开提供了一种定量施肥系统的控制方法，上位机根据采集环境信息，控制微灌溉系统控制器和/或肥料溶液混合系统控制器；进而能够精确控制灌溉植物或农作物灌溉时刻及灌溉时长或肥量与液体的混合比例，满足了植物或农作物不同的成长时期对养分的需要；从而降低人工劳动强度，达到智能化控制，提高了肥料利用率。

有利的是，信息采集系统包括：大气温度检测模块、大气湿度检测模块、土壤温度检测模块、土壤湿度检测模块、雨量检测模块、风速检测模块、风向检测模块、气压检测模块及辐射检测模块；

所述上位机获取大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压及辐射信息，控制所述微灌溉系统控制器和/或肥料溶液混合系统控制器工作。

其中，上位机通信连接大气温度检测模块、大气湿度检测模块、土壤温度检测模块、土壤湿度检测模块、雨量检测模块、风速检测模块、风向检测模块、气压检测模块及辐射检测模块。

由此采集环境真实信息包含气象信息，对于植物或农作物施肥灌溉具有重要意义。

在本发明的一个实施例中，微灌溉系统包括：管网、灌溉泵、稳压阀及第一电磁阀组；

管网第一端设置于植物或农作物根部的土壤中；第二端连通灌溉泵泵送的水源；稳压阀用于调节管网内的灌溉水压；

第一电磁阀组设置于管网上，用于开闭管网内的水路；

微灌溉系统控制器通信连接灌溉泵、稳压阀、第一电磁阀组。

由此管网直达植物或农作物根部土壤，系统内采用微量灌水模式，一次灌水持续时间长，灌水周期短，所需要的系统压力低，便于控制微量灌水；适合用于水分、养分要求高的植物或农作物。

更有利的是，微灌溉系统还包括过滤器，过滤器位于灌溉泵的前端；方便过滤水中杂质，使水源源头要求不高，可以处理过的达标水。

在本发明的一个实施例中，管网包括干管、支管及毛管；

干管第一端连接灌溉泵，第二端延伸至支管一端，支管的另一端连接毛管，毛管设置于植物或农作物根部的土壤中；

其中，干管可以采用PVC管；支管采用PE管或PVC管，管径根据具体的流量需求选择；毛管可以采用内镶式滴灌带或边缘迷宫式滴灌带；干管第一端可以设置进水阀；对于要求高的植物或农作物，毛管上还可以设置喷头，距离植物或农作物一定高度位置。

更有利的是，肥料溶液混合系统包括自称重肥料罐、混合罐、混合泵、流量计及施肥器；

自称重肥料罐用于定量称重肥料，其顶部具有开口，底部与混合罐可转换连通；底部可以具有一个电磁阀，电磁阀由肥料溶液混合系统控制器控制；

混合罐分别连通来自水源的管路和自称重肥料罐；水源的管路上安装有流量计；混合罐内安装有混合泵；肥料罐上具有称重部件，该部件与肥料溶液混合系统控制器连接；便于同时计量肥料与水的比例，达到精确施肥灌溉的目的；

施肥器一侧通过第二电磁阀组可转换连通混合罐，另一侧通过第三电磁阀组可转换连通管网；

肥料溶液混合系统控制器通信连接自称重肥料罐、混合泵、流量计、第二电磁阀组及第三电磁阀组。

由此便于固体肥料与液体均匀混合，施肥器一端连接混合罐，另一端连接管网，肥水通过管网直接到达植物或农作物根部土壤，有利于提高肥料利用率及精确控制用肥料量。

本发明提供一种定量施肥系统的控制方法，上位机还通信连接运算模块及比对模块；根据上述环境信息采集情况反馈给上位机，上位机经过运算模块运算与比对模块比对植物或农作物土壤湿度等信息，控制灌溉系统控制器或肥料溶液混合系统控制器进行灌溉或施肥灌溉。

本发明提供一种定量施肥系统的控制方法，上位机还电性连接显示系统，显示系统可以为PC展示平台，便于监测各个环境信息，有利于实现智能控制，提高施肥灌溉效率。

本发明提供的定量施肥系统的控制方法，上位机根据信息采集系统采集的环境信息，经运算模块运算土壤中的含水量、比对模块与实际检测的植物或农作物生长环境与上位机系统内部设置的植物或农作物类型、与植物或农作物对应具体的生长阶段水分及养分需求对比，并将差值反馈给上位机，上位机控制灌溉系统控制器和/或肥料溶液混合系统控制器控制具体的执行部件进行灌溉和/或施肥灌溉至植物或农作物根部土壤中。有效的提高了肥料的利用率，利用微灌溉系统直接将肥料送至植物或农作物根部土壤中；并精确控制肥料与液体混合比，达到精确控制目的。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种定量施肥系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

上位机根据信息采集系统采集环境信息，自动启动灌溉模式或施肥灌溉模式；

灌溉模式：为上位机将启动灌溉模式的信号发送至微灌溉系统控制器；微灌溉系统控制器微灌溉系统对植物或农作物根部土壤进行定时灌溉；

或施肥灌溉模式：为上位机将启动施肥灌溉模式的信号发送至肥料溶液混合系统控制器和微灌溉系统控制器；肥料溶液混合系统控制器控制肥料溶液混合系统混合一定浓度比的肥料溶液经灌溉系统灌溉植物或农作物根部土壤。

2.根据权利要求1所述的一种定量施肥系统的控制方法，其特征在于，所述信息采集系统包括：大气温度检测模块、大气湿度检测模块、土壤温度检测模块、土壤湿度检测模块、雨量检测模块、风速检测模块、风向检测模块、气压检测模块及辐射检测模块；

所述上位机获取大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压及辐射信息，控制所述微灌溉系统控制器和/或肥料溶液混合系统控制器工作。

3.根据权利要求1所述的一种定量施肥系统的控制方法，其特征在于，所述微灌溉系统包括：管网、灌溉泵、稳压阀及第一电磁阀组；

所述管网第一端设置于植物或农作物根部的土壤中；第二端连通所述灌溉泵泵送的水源；所述稳压阀用于调节所述管网内的灌溉水压；

所述第一电磁阀组设置于所述管网上，用于开闭所述管网内的水路；

所述微灌溉系统控制器通信连接所述灌溉泵、所述稳压阀、所述第一电磁阀组。

4.根据权利要求3所述的一种定量施肥系统的控制方法，其特征在于，所述微灌溉系统还包括过滤器，所述过滤器位于所述灌溉泵的前端。

5.根据权利要求3所述的一种定量施肥系统的控制方法，其特征在于，所述管网包括干管、支管及毛管；

所述干管第一端连接所述灌溉泵，第二端延伸至所述支管一端，所述支管的另一端连接所述毛管，所述毛管设置于植物或农作物根部的土壤中。

6.根据权利要求3所述的一种定量施肥系统的控制方法，其特征在于，所述肥料溶液混合系统包括自称重肥料罐、混合罐、混合泵、流量计及施肥器；

所述自称重肥料罐用于定量称重肥料，其顶部具有开口，底部与所述混合罐可转换连通；

所述混合罐分别连通来自所述水源的管路和所述自称重肥料罐；所述水源的管路上安装有所述流量计；所述混合罐内安装有所述混合泵；

所述施肥器一侧通过第二电磁阀组可转换连通混合罐，另一侧通过第三电磁阀组可转换连通所述管网；

所述肥料溶液混合系统控制器通信连接自称重肥料罐、所述混合泵、所述流量计、所述第二电磁阀组及所述第三电磁阀组。

7.根据权利要求2-6任一项所述的一种定量施肥系统的控制方法，其特征在于，所述上位机还与运算模块及比对模块通信连接。

8.根据权利要求2-6任一项所述的一种定量施肥系统的控制方法，其特征在于，所述上位机还与显示系统电性连接。