CN109168528B

CN109168528B - 一种水肥智慧施灌系统

Info

Publication number: CN109168528B
Application number: CN201811009002.1A
Authority: CN
Inventors: 黄小鹏
Original assignee: Jingxi Haiyue Agriculture Co ltd
Current assignee: Jingxi Haiyue Agriculture Co ltd
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2018-08-31
Publication date: 2021-01-15
Anticipated expiration: 2038-08-31
Also published as: CN109168528A

Abstract

本发明涉及农业种植技术领域，尤其是一种水肥智慧施灌系统包括种植行、水循环装置、水肥施灌装置、控制器及管理模块，所述水循环装置用于土壤所排出的水进行重新利用；所述水肥施灌装置包括储料箱、搅拌桨、排料管及施肥管，所述储料箱通过循环管与所述储水箱导通连接，所述排料管通过排浆泵与所述储料箱导通连接，所述施肥管分别位于每一所述种植行上并与所述排料管导通连接，所述施肥管包括管体及螺旋推料杆；所述控制器能够根据管理模块对所述水循环装置及所述水肥施灌装置进行控制。本发明一种水肥智慧施灌系统，能够将种植划分为多段并对每段种植行实现独立管理，实现减少沃柑之间生长差异性的出现。

Description

一种水肥智慧施灌系统

技术领域

本发明涉及农业种植技术领域，尤其是一种水肥智慧施灌系统。

背景技术

沃柑是中国柑桔研究所重庆柑桔圃于2004年从韩国济州柑桔场引进,该品种来源于以色列的orah,是坦普尔脐橙与丹西红桔的杂交种,属于宽皮柑桔类型,是一个晚熟高糖品种。

传统柑橘的成熟期为每年12月份左右,而将传统柑橘进行品种改良和技术配套后，果实成熟期延迟到次年2月后的柑橘就属于晚熟柑橘。这种沃柑和普通晚熟柑橘比起来，挂树期更是可以延长到次年6月左右，是典型的柑橘中的“晚熟大王”。不仅如此，这种柑橘的含糖量也远远高于普通柑橘，具有成熟期晚、采摘期长、口感鲜美爽口、容易剥皮等诸多优点。随着经济的发展，人们对水果的口感和健康度的追求也逐渐增强，在这些方面的优点使得沃柑的市场需求日益倍增，因此沃柑产业在国内具有广阔的市场前景和经济效益。

现在一般采用传统的方法种植沃柑，但是传统的农作物生产过程全程需要种植人员看护，根据农作物不同的生长状况及时采取措施，同时根据生长环境的变化不定时的为农作物浇水施肥，在同一块土壤中会存在差异性，而且沃柑也存在差异性，这样采用传统的种植方法不能保证的到每棵沃柑树都得到合适的营养物质，从而导致了某些沃柑生长缓慢、果实小等问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种水肥智慧施灌系统，能够将种植划分为多段并对每段种植行实现独立管理，实现减少沃柑之间生长差异性的出现。

能够有效地对沃柑进行正确的施肥，而且能够实现自动施灌，减少劳动力。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种水肥智慧施灌系统，包括种植行、水循环装置、水肥施灌装置及控制器，

所述水循环装置包括挡土渗水架、排水道及储水箱，所述挡土渗水架位于所述种植行的底部，所述挡土渗水架的横截面为梯形结构并靠近所述种植行的一边为窄边，所述挡土渗水架为双层结构并包括挡土网架及土工布，所述挡土网架位于靠近土壤的一面；所述排水道位于所述挡土渗水架内并通过管道与所述储水箱导通连接；所述储水箱内设有过滤层；

所述水肥施灌装置包括储料箱、搅拌桨、排料管及施肥管，所述储料箱通过循环管与所述储水箱导通连接，所述循环管设有循环水流量阀及循环水泵，所述储料箱设有进水管及若干进料管；所述搅拌桨位于所述储料箱的底部并通过第一电机驱动；所述排料管通过排浆泵与所述储料箱导通连接，所述施肥管分别位于每一所述种植行上并与所述排料管导通连接，所述施肥管包括管体及螺旋推料杆，所述螺旋推料杆位于所述管体内并通过第二电机驱动，所述管体设有若干施肥口，所述施肥口均装设有第一流量阀、第一开关阀及水肥喷头；

所述控制器分别与所述第一电机、所述第二电机、所述循环水流量阀、所述循环水泵、所述排浆泵、所述第一流量阀及所述第一开关阀控制连接。

进一步地，所述数据采集子模块包括埋设在土壤中的土壤水分传感器、土壤氮磷钾检测传感器、土壤温度传感器、土壤盐分传感器及土壤CO₂传感器；每一传感器所埋设的位置及数量均与所述水肥喷头相对应。

进一步地，所述数据采集子模块包括埋设在土壤中的土壤水分传感器、土壤氮磷钾检测传感器、土壤温度传感器、土壤盐分传感器及土壤CO₂传感器。每一传感器所埋设的位置及数量均与所述水肥喷头相对应。

进一步地，还包括管理模块，所述管理模块包括数据采集子模块、农业信息获取子模块、生长情况录入子模块、数据分析和处理子模块、数据服务器子模块及控制器，

所述数据采集子模块用于通过传感器采集种植土壤的数据；

所述农业信息获取子模块用于与农业信息网站数据连接，并通过关键字的方法提取与所种植项目相关的信息；

所述生长情况录入子模块用于对种植项目生长各阶段的信息录入，并能够提供记用于记录沃柑的各生长周期时间、各生成周期的形态特征的表格；

所述数据分析和处理子模块用于所述数据采集子模块、所述农业信息获取子模块及生长情况录入子模块的数据分析处理，并且能够生成所述控制器能够识别的施肥方案；

所述数据服务器子模块用于储存所述数据采集子模块、所述农业信息获取子模块及生长情况录入子模块的数据，并将数据发送到所述数据分析和处理子模块。

进一步地，所述过滤层包括石英砂层及活性炭层。

进一步地，所述储水箱设有盖体，所述盖体与所述储水箱铰接。

进一步地，所述排水道的底部设有一坡面，所述坡面的低端设有排水口，所述排水口与所述管道导通连接。

进一步地，所述进水管及所述进料管上均设有第二流量阀及第二开关阀，所述第二流量阀及所述第二开关阀分别与所述控制器电连接。

本发明的有益效果是，

1.水循环装置通过挡土渗水架将土壤中多余的水分排出到排水渠，避免沃柑树的根部被积水浸泡，造成烂根；由于沃柑的种植环境一般位于温暖的南方，而南方的降雨往往较丰富，挡土渗水架横截面为梯形结构能够增大土壤的渗水面积，能够有效避免由于降雨量较大而导致积水浸泡根部。

2.挡土网架能对土工布进行保护，避免土工布被土壤中的坚硬物划破，土工布能够避免土壤中的营养物质随着水的渗出而流失；储水箱内设有的过滤层，通过石英砂层及活性炭层依次对土壤渗出的水进行过滤，能够有效土壤中渗出的水进行过滤，避免有害物质对土壤的二次污染。

3.水肥施灌装置通过进水管及进料管上的第二流量阀及第二开关阀，根据数据分析和处理子模块的信息和控制器的作用下，实现水肥的自动配比及添加，减少人工施肥的误差性。

4.由于每一棵沃柑树及每一处土地均可能存在差异性，管体设有若干施肥口，每一传感器所埋设的位置及数量均与所述水肥喷头相对应，能够将种植行分为若干段进行管理，针对每一沃柑树的营养需求不同，而采用不同的施肥量。

附图说明

图1是本发明一较佳实施方式的水肥智慧施灌系统的结构示意图。

图2是本发明一较佳实施方式的水肥智慧施灌系统的排料管结构示意图。

图3是本发明一较佳实施方式的水肥智慧施灌系统的排水道结构示意图。

图4是是本发明一较佳实施方式的水肥智慧施灌系统的控制框图。

图中，1-种植行，2-挡土渗水架，201-挡土网架，202-土工布，21-排水道，210-管道，22-储水箱，221-过滤层，222-石英砂层，223-活性炭层，23-盖体，3-储料箱，301-循环管，302-进水管，303-进料管，31-搅拌机，311-第一电机，32-排料管，33-施肥管，331-管体，332-螺旋推料杆，333-施肥口，334-施肥喷头，34-第二电机，41-循环水流量阀，42-循环水泵，43-排浆泵，44-第一流量阀，45-第一开关阀，46-第二流量阀，47-第二开关阀，51-数据采集子模块，511-土壤水分传感器，512-土壤氮磷钾检测传感器，513-土壤温度传感器，514-土壤盐分传感器，515-土壤CO₂传感器,52-农业信息获取子模块，53-生长情况录入子模块，54-数据分析和处理子模块，55-数据服务器子模块，6-控制器。

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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一种水肥智慧施灌系统，其特征在于，包括种植行1、水循环装置、水肥施灌装置、管理模块及控制器6。

水循环装置包括挡土渗水架2、排水道21及储水箱22。挡土渗水架2位于种植行1的底部，挡土渗水架2的横截面为梯形结构并靠近种植行1的一边为窄边，挡土渗水架2为双层结构并包括挡土网架201及土工布202，挡土网架201位于靠近土壤的一面。在本实施例中，挡土网架201能对土工布202进行保护，避免土工布202被土壤中的坚硬物划破，土工布202能够避免土壤中的营养物质随着水的渗出而流失。

排水道21位于挡土渗水架2内并通过管道210与储水箱22导通连接。在本实施例中，所述排水道21的底部设有一坡面211，所述坡面211的低端设有排水口212，所述排水口212与所述管道210导通连接。这样的结构便于水的排放。

储水箱22内设有过滤层221，过滤层221包括石英砂层222及活性炭层223，在本实施例中，通过石英砂层222及活性炭层223依次对土壤渗出的水进行过滤，能够有效土壤中渗出的水进行过滤，避免有害物质对土壤的二次污染。

储水箱22设有盖体23，盖体23与所述储水箱22铰接，盖体23便于对过滤层221内的石英砂层222及活性炭层223进行更换。

水肥施灌装置包括储料箱3、搅拌桨31、排料管32及施肥管33。储料箱3通过循环管301与储水箱22导通连接，循环管301设有循环水流量阀41及循环水泵42，储料箱3设有进水管302及若干进料管303。在本实施例中，进水管302及进料管303上均设有第二流量阀46及第二开关阀47。若干进料管303能够实现多种肥料送进储料箱3。

搅拌桨31位于储料箱3的底部并通过第一电机311驱动。排料管32通过排浆泵43与储料箱3导通连接，施肥管33分别位于每一种植行1上并与排料管32导通连接。

施肥管33包括管体331及螺旋推料杆332，螺旋推料杆332位于管体331内并通过第二电机34驱动，管体331设有若干施肥口333，施肥口333均装设有第一流量阀44、第一开关阀45及水肥喷头334。在排浆泵43及螺旋推料杆332的作用下，储料箱3内的水肥能够排向每一管体331内，管体331内设有的若干施肥口333，在第一流量阀44和第一开关阀45的作用下，实现对每一种植行1进行分段施灌。

控制器6分别与第一电机311、第二电机34、循环水流量阀41、循环水泵42、排浆泵43、第一流量阀44、第一开关阀45、第二流量阀46及第二开关阀47控制连接。

管理模块包括数据采集子模块51、农业信息获取子模块52、生长情况录入子模块53、数据分析和处理子模块54及数据服务器子模块55，

数据采集子模块51用于通过传感器采集种植土壤的数据。在本实施例中，数据采集子模块51包括埋设在土壤中的土壤水分传感器511、土壤氮磷钾检测传感器512、土壤温度传感器513、土壤盐分传感器514及土壤CO₂传感器515。每一传感器所埋设的位置及数量均与水肥喷头334相对应。

由于每一棵沃柑树及每一处土地均可能存在差异性，管体331设有若干施肥口333，每一传感器所埋设的位置及数量均与水肥喷头334相对应，能够将种植行1分为若干段进行管理，针对每一沃柑树的营养需求不同，而采用不同的施肥量。

农业信息获取子模块52用于与农业信息网站数据连接，并通过关键字的方法提取与所种植项目相关的信息。

生长情况录入子模块53用于对种植项目生长各阶段的信息录入，并能够提供记用于记录沃柑的各生长周期时间、各生成周期的形态特征的表格。

数据分析和处理子模块54用于数据采集子模块51、农业信息获取子模块52及生长情况录入子模块53的数据分析处理，并且能够生成控制器6能够识别的施肥方案。

数据服务器子模块55用于储存数据采集子模块51、农业信息获取子模块52及生长情况录入子模块53的数据，并将数据发送到数据分析和处理子模块54。

本发明中的控制过程为：

数据采集子模块51通过传感器用于通过传感器采集种植土壤的数据。农业信息获取模块52通过多个农业网站获取沃柑的种植技术信息及生长规律信息。种植者通过在生长情况录入模块53记录沃柑的各生长周期时间、各生成周期的形态特征。数据分析和处理模块55能够根据数据采集子模块51、农业信息获取模块52及生长情况录入模块53的信息进行比较分析，并生成控制器6能够识别的施肥方案。

控制器6根据数据分析和处理模块55提供的方案对沃柑进行管理：

1.水肥配比管理：控制器6根据数据分析和处理模块55的信息，分别控制各第二开关阀47的开启，使得多种肥料及水进入储料箱3；当第二流量阀46分别感应到各肥料及水根据设定比例进入储料箱3后，控制器6控制第二开关阀47关闭，同时控制第一电机331启动对水肥进行混合搅拌，完成了水肥的配比。储水箱22内的水能够通过循环水泵42排入储料箱，并且优先级大于进水管302中的第二开关阀47。

2.施灌控制，控制器6根据数据分析和处理模块55的信息，控制排浆泵43、第二电机34及管体331上所有的第一开关阀45打开，储料箱3内的水肥在排浆泵43及第而电机34的作用下由施肥口333排到土壤中。当某段土壤所对应的第一流量阀44到达设定值时，控制器6控制该段土壤所对应的第一开关阀45关闭，实现沃柑树的分段施灌管理。

Claims

1.一种水肥智慧施灌系统，其特征在于，包括种植行（1）、水循环装置、水肥施灌装置及控制器（6），

所述水循环装置包括挡土渗水架（2）、排水道（21）及储水箱（22），所述挡土渗水架（2）位于所述种植行（1）的底部，所述挡土渗水架（2）的横截面为梯形结构并靠近所述种植行（1）的一边为窄边，所述挡土渗水架（2）为双层结构并包括挡土网架（201）及土工布（202），所述挡土网架（201）位于靠近土壤的一面；所述排水道（21）位于所述挡土渗水架（2）内并通过管道（210）与所述储水箱（22）导通连接；所述储水箱（22）内设有过滤层（221）；

所述水肥施灌装置包括储料箱（3）、搅拌桨（31）、排料管（32）及施肥管（33），所述储料箱（3）通过循环管（301）与所述储水箱（22）导通连接，所述循环管（301）设有循环水流量阀（41）及循环水泵（42），所述储料箱（3）设有进水管（302）及若干进料管（303）；所述搅拌桨（31）位于所述储料箱（3）的底部并通过第一电机（311）驱动；所述排料管（32）通过排浆泵（43）与所述储料箱（3）导通连接，所述施肥管（33）分别位于每一所述种植行（1）上并与所述排料管（32）导通连接，所述施肥管（33）包括管体（331）及螺旋推料杆（332），所述螺旋推料杆（332）位于所述管体（331）内并通过第二电机（34）驱动，所述管体（331）设有若干施肥口（333），所述施肥口（333）均装设有第一流量阀（44）、第一开关阀（45）及水肥喷头（334）；

所述控制器（6）分别与所述第一电机（311）、所述第二电机（34）、所述循环水流量阀（41）、所述循环水泵（42）、所述排浆泵（43）、所述第一流量阀（44）及所述第一开关阀（45）控制连接；

还包括管理模块，所述管理模块包括数据采集子模块（51）、农业信息获取子模块（52）、生长情况录入子模块（53）、数据分析和处理子模块（54）及数据服务器子模块（55），

所述数据采集子模块（51）包括埋设在土壤中的土壤水分传感器（511）、土壤氮磷钾检测传感器（512）、土壤温度传感器（513）、土壤盐分传感器（514）及土壤CO2传感器（515）；每一传感器所埋设的位置及数量均与所述水肥喷头（334）相对应；

所述数据采集子模块（51）用于通过传感器采集种植土壤的数据；

所述农业信息获取子模块（52）用于与农业信息网站数据连接，并通过关键字的方法提取与所种植项目相关的信息；

所述生长情况录入子模块（53）用于对种植项目生长各阶段的信息录入，并能够提供记用于记录沃柑的各生长周期时间、各生成周期的形态特征的表格；

所述数据分析和处理子模块（54）用于所述数据采集子模块（51）、所述农业信息获取子模块（52）及生长情况录入子模块（53）的数据分析处理，并且能够生成所述控制器（6）能够识别的施肥方案；

所述数据服务器子模块（55）用于储存所述数据采集子模块（51）、所述农业信息获取子模块（52）及生长情况录入子模块（53）的数据，并将数据发送到所述数据分析和处理子模块（54）。

2.根据权利要求1所述的一种水肥智慧施灌系统，其特征在于：所述过滤层（221）包括石英砂层（222）及活性炭层（223）。

3.根据权利要求1所述的一种水肥智慧施灌系统，其特征在于：所述储水箱（22）设有盖体（23），所述盖体（23）与所述储水箱（22）铰接。

4.根据权利要求1所述的一种水肥智慧施灌系统，其特征在于：所述排水道（21）的底部设有一坡面（211），所述坡面（211）的低端设有排水口（212），所述排水口（212）与所述管道（210）导通连接。

5.根据权利要求1所述的一种水肥智慧施灌系统，其特征在于：所述进水管（302）及所述进料管（303）上均设有第二流量阀（46）及第二开关阀（47），所述第二流量阀（46）及所述第二开关阀（47）分别与所述控制器（6）电连接。