CN109076766A - 一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统，其特征在于：一水肥调制系统，用于获取水源并调制水和水肥；一灌溉系统，用于将水和水肥送至种植区；一数据收集系统，用于实时监测、追踪和收集种植区域内的植物生长环境数据；一中央控制系统，用于控制与协调所述水肥调制系统、所述灌溉系统、所述数据收集系统。优点在于：本发明通过数据收集系统配合中央控制系统来控制灌溉系统对整个种植区的每个种植单元的过往灌溉数据对比整个种植区的过往灌溉数据，为每个种植单元确定最优灌溉方案，使大数据技术深入到整个种植过程中。

Description

一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统

技术领域

本发明涉及种植领域，尤其涉及一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统。

背景技术

水肥一体化灌溉技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起。

随着互联网技术、大数据技术、自动化技术、信息化技术的迅猛发展和推广应用，如何将大数据技术与农业生产及灌溉施肥科学有效的结合起来，重点在于解决与灌溉系统配套问题，同时在施肥精度、自动控制和智能控制方面进一步提高，从而促进水肥一体化灌溉技术向精准农业、配方施肥、自动化信息化及施肥技术规范标准化方向发展。

为此申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的方案便是这种背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足和缺陷而提供一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统，其特征在于：

一水肥调制系统，用于获取水源并调制水和水肥；

一灌溉系统，用于将水和水肥送至种植区；

一数据收集系统，用于实时监测、追踪和收集种植区域内的植物生长环境数据；

一中央控制系统，用于控制与协调所述水肥调制系统、所述灌溉系统、所述数据收集系统。

在本发明的一个优选实施例中，所述水肥调制系统包括一水质处理装置和一水肥制备装置，所述水质处理装置包括一蓄水池和一HP值调节箱，所述蓄水池内设置有HP值检测模块和搅拌模块，所述蓄水池通过第一水池连接管连接所述水肥制备装置送水；所述HP值调节箱通过第二水池连接管向所述蓄水池内输送HP值调节液；所述第一、第二水池连接管上各设置有一调节电磁阀。

在本发明的一个优选实施例中，所述HP值调节液为醋酸溶液，所述HP值调节液通过第二水池连接管上的调节电磁阀控制所述HP值调节液是否进入所述蓄水池。

在本发明的一个优选实施例中，所述灌溉系统包括水泵和管道系统，所述管道系统的进料端通过第一、第二连接管分别连接所述蓄水池和所述水肥制备装置，所述水泵设置在所述管道系统上用于提供动力输送水和水肥，所述第一、第二连接管上各设置一进料电磁阀；所述管道系统上的每一出料端上接通到所述种植区域内的各个种植单元中，每一出料端上设置有流量计和灌溉电磁阀。

在本发明的一个优选实施例中，所述数据收集系统包括土壤湿度采集器、土壤温度检采集器、空气湿度检采集器、空气温度采集器、植物光照时间采集器、土壤盐分采集器，所述土壤湿度采集器、土壤温度检采集器、空气湿度检采集器、空气温度采集器、植物光照时间采集器、土壤盐分采集器各连接一数据采集终端。

在本发明的一个优选实施例中，所述中央控制系统包括有控制模块、数据库模块、协调机，所述控制模块控制连接设置在所述第一、第二水池连接管上的调节电磁阀、所述搅拌模块、所述第一、第二连接管上的进料电磁阀、所述管道系统上的每一出料端上灌溉电磁阀；所述协调机无线信号连接每一数据采集终端和所述HP值检测模块，所述数据库模块信号连接所述控制模块、所述协调机。

在本发明的一个优选实施例中，所述协调机和每一数据采集终端的无线信号连接采用3G、4G或宽带方式实现。

在本发明的一个优选实施例中，所述数据库模块包括数据处理和存储功能，根据所述中央控制系统需求特殊定制，具有大数据分析处理、实时数据处理与提取、历史数据分析与处理、异常数据预警报告、建议方案生成与存储功能，为灌溉施肥系统提供不同作物、不同生长时期在不同灌溉方式下的灌水量与灌水时长、施肥量与施肥时长数据。

由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：本发明通过数据收集系统配合中央控制系统来控制灌溉系统对整个种植区的每个种植单元的过往灌溉数据对比整个种植区的过往灌溉数据，为每个种植单元确定最优灌溉方案，使大数据技术深入到整个种植过程中。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施例的结构示意图。

图2为水肥调制系统的结构示意图。

图3为本发明控制流程的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

如图1至图3所示的一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统，包括：用于获取水源并调制水和水肥的水肥调制系统100、用于将水和水肥送至种植区的灌溉系统200、用于实时监测、追踪和收集种植区域内的植物生长环境数据的数据收集系统300和用于控制与协调水肥调制系统100、灌溉系统200、数据收集系统300的中央控制系统400。

水肥调制系统100包括水质处理装置110和水肥制备装置120，水质处理装置110包括蓄水池111和HP值调节箱112，蓄水池111内设置有HP值检测模块113和搅拌模块114。蓄水池111通过第一水池连接管131连接水肥制备装置120送水辅助水肥制备装置120制造用于通过灌溉系统200实施灌溉的水肥。HP值调节箱112通过第二水池连接管132向蓄水池111内输送HP值调节液调节水质，在本实施例中HP值调节液为醋酸溶液。第一、第二水池连接管131、132上各设置有一调节电磁阀140。

灌溉系统200包括水泵220和管道系统210，管道系统210的进料端211通过第一、第二连接管231、232连接分别蓄水池111和水肥制备装置120，水泵220设置在管道系统210上用于提供动力输送水和水肥，第一、第二连接管231、232上各设置一进料电磁阀240。管道系统210上的每一出料端212上接通到种植区域内的各个种植单元中，每一出料端212上设置有流量计250和灌溉电磁阀260。

数据收集系统300包括土壤湿度采集器310、土壤温度检采集器320、空气湿度检采集器330、空气温度采集器340、植物光照时间采集器350、土壤盐分采集器360。其中土壤湿度采集器310连接数据采集终端311；土壤温度检采集器320连接数据采集终端321；空气湿度检采集器330连接数据采集终端331；空气温度采集器340连接数据采集终端341；植物光照时间采集器350连接数据采集终端351；土壤盐分采集器360连接数据采集终端361。

中央控制系统400包括有控制模块410、数据库模块420、协调机430，控制模块410控制连接设置在第一、第二水池连接管131、132上的调节电磁阀140、搅拌模块114、第一、第二连接管231、232上的进料电磁阀240、管道系统210上的每一出料端212上灌溉电磁阀260。协调机430无线信号连接数据采集终端311、321、331、341、351、361和HP值检测模块113，无线信号连接采用3G、4G或宽带方式实现，数据库模420块信号连接控制模块410、协调机430。数据库模块420包括数据处理和存储功能，根据中央控制系统400需求特殊定制，具有大数据分析处理、实时数据处理与提取、历史数据分析与处理、异常数据预警报告、建议方案生成与存储功能，为灌溉施肥过程提供不同作物、不同生长时期在不同灌溉方式下的灌水量与灌水时长、施肥量与施肥时长数据。

本发明工作过程如下：

蓄水池111进水，HP值检测模块113开始检测水质并将数据送至协调机430，协调机430将数据送入数据库模块420，如果数据库模块420对比数据后水质HP正确，数据库模块420向控制模块410发送数据，控制模块410控制第一连接管231上的进料电磁阀240打开，水通过管道系统210送至每一出料端212给各个种植单元浇水，流量计250将数据上传至数据库；如果数据库模块420对比数据后水质HP错误，数据库模块420向控制模块410发送数据，控制模块410控制第一水池连接管131上的调节电磁阀140打开，使HP值调节箱112内的HP值调节液进入到蓄水池111内，同时控制模块410控制搅拌模块114搅拌，当HP值检测模块113检测的数值与数据库模块420内的数值对比正确后，控制模块410控制第一水池连接管131上的调节电磁阀140关闭，同时搅拌模块114停止搅拌。

需要施肥时先进行上文的水质HP判断，水质HP正确后控制模块410控制第二水池连接管132上的调节电磁阀140打开，蓄水池111向水肥制备装置120送水并在水肥制备装置120制成水肥，同时控制模块410控制第一连接管232上的进料电磁阀240打开，水肥通过管道系统210送至每一出料端212给各个种植单元浇水，流量计250将数据上传至数据库模块。同时土壤湿度采集器310、土壤温度检采集器320、空气湿度检采集器330、空气温度采集器340、植物光照时间采集器350、土壤盐分采集器360通过数据采集终端311、321、331、341、351、361向协调机430发送数据，协调机430将数据发送至数据库模块420保存进行历史数据分析与处理、异常数据预警报告、建议方案生成与存储功能。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统，其特征在于：

一水肥调制系统，用于获取水源并调制水和水肥；

一灌溉系统，用于将水和水肥送至种植区；

一数据收集系统，用于实时监测、追踪和收集种植区域内的植物生长环境数据；

一中央控制系统，用于控制与协调所述水肥调制系统、所述灌溉系统、所述数据收集系统。

2.如权利要求1所述的一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统，其特征在于，所述水肥调制系统包括一水质处理装置和一水肥制备装置，所述水质处理装置包括一蓄水池和一HP值调节箱，所述蓄水池内设置有HP值检测模块和搅拌模块，所述蓄水池通过第一水池连接管连接所述水肥制备装置送水；所述HP值调节箱通过第二水池连接管向所述蓄水池内输送HP值调节液；所述第一、第二水池连接管上各设置有一调节电磁阀。

3.如权利要求2所述的一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统，其特征在于，所述HP值调节液为醋酸溶液，所述HP值调节液通过第二水池连接管上的调节电磁阀控制所述HP值调节液是否进入所述蓄水池。

4.如权利要求2所述的一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统，其特征在于，所述灌溉系统包括水泵和管道系统，所述管道系统的进料端通过第一、第二连接管分别连接所述蓄水池和所述水肥制备装置，所述水泵设置在所述管道系统上用于提供动力输送水和水肥，所述第一、第二连接管上各设置一进料电磁阀；所述管道系统上的每一出料端上接通到所述种植区域内的各个种植单元中，每一出料端上设置有流量计和灌溉电磁阀。

5.如权利要求4所述的一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统，其特征在于，所述数据收集系统包括土壤湿度采集器、土壤温度检采集器、空气湿度检采集器、空气温度采集器、植物光照时间采集器、土壤盐分采集器，所述土壤湿度采集器、土壤温度检采集器、空气湿度检采集器、空气温度采集器、植物光照时间采集器、土壤盐分采集器各连接一数据采集终端。

6.如权利要求5所述的一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统，其特征在于，所述中央控制系统包括有控制模块、数据库模块、协调机，所述控制模块控制连接设置在所述第一、第二水池连接管上的调节电磁阀、所述搅拌模块、所述第一、第二连接管上的进料电磁阀、所述管道系统上的每一出料端上灌溉电磁阀；所述协调机无线信号连接每一数据采集终端和所述HP值检测模块，所述数据库模块信号连接所述控制模块、所述协调机。

7.如权利要求6所述的一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统，其特征在于，所述协调机和各数据采集终端的无线信号连接采用3G、4G或宽带方式实现。

8.如权利要求1至7所述的一种基于大数据的水肥一体化灌溉系统，其特征在于，所述数据库模块包括数据处理和存储功能，根据所述中央控制系统需求特殊定制，具有大数据分析处理、实时数据处理与提取、历史数据分析与处理、异常数据预警报告、建议方案生成与存储功能，为灌溉施肥系统提供不同作物、不同生长时期在不同灌溉方式下的灌水量与灌水时长、施肥量与施肥时长数据。