CN109169235B - 用于蔬菜滴培的蔬菜滴培控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种用于蔬菜滴培的可调滴水器，包括：进水口、调节旋片、出水口、档位指针及档位标志；进水口，位于可调滴水器上部，用于流入营养液；调节旋片，中心部位套接在进水口上，用于调节出水口的流量大小；出水口，位于可调滴水器下部，用于流出营养液；档位指针，安装在调节旋片上，用于指示档位标志；档位标志，位于可调滴水器的表面，用于实时标识可调滴水器的档位。本发明实施例还提供了一种蔬菜滴培控制系统，包括：信息采集计算装置、营养液配比装置、控制装置及滴培装置，用来实现对蔬菜的智能灌溉。其中，滴培装置包括前述的用于蔬菜滴培的可调滴水器。本发明可以实现对蔬菜进行高精度及智能化的可控灌溉。

Description

用于蔬菜滴培的蔬菜滴培控制系统

技术领域

本发明实施例涉及无土栽培技术领域，尤其涉及一种用于蔬菜滴培的可调滴水器及蔬菜滴培控制系统。

背景技术

在土壤连作障碍、土传病害严重、土壤重金属污染等问题日益突出的情况下，无土栽培成为广泛采用的一种避免土壤栽培负作用的有效方式，无土栽培常见的形式有基质培、水培、气雾培，亦可是其中两种相结合的栽培方法。无土栽培的水肥来源多以营养液供给，因此营养液的灌溉方式在设施蔬菜无土栽培生产中起着重要的作用。植物所需要的水分、养分多在压力的作用下通过灌溉管道施用到作物根系，供植物生长之需。随着水资源的紧张，节水灌溉已被广泛认可和使用，水肥一体的微喷灌、滴灌、喷雾等，通常需要借助压力系统(例如水泵)来完成灌溉。现有的灌溉系统中无论是利用高差进行灌溉的重力流输水系统，还是自流滴水灌溉系统等，均是利用水自身的重力，将水从水槽或其他水源处输送到土壤里，均为值得推广的理想的供水方式，但由于其供水时间和滴头流量不做调节，缺乏精准的控制流程，虽然节水节能，但仍属于相对粗放的一种灌溉系统。因此，如何实现对蔬菜的高精度及智能化的可控灌溉，就成为业内广泛关注的问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种用于蔬菜滴培的可调滴水器及蔬菜滴培控制系统。

一方面，本发明实施例提供了一种用于蔬菜滴培的可调滴水器，包括：进水口、调节旋片、出水口、档位指针及档位标志；所述进水口，位于所述可调滴水器上部，用于流入营养液；所述调节旋片，中心部位套接在所述进水口上，用于调节所述出水口的流量大小；所述出水口，位于所述可调滴水器下部，用于流出营养液；所述档位指针，安装在所述调节旋片上，用于指示所述档位标志；所述档位标志，位于所述可调滴水器的表面，用于实时标识所述可调滴水器的档位。

另一方面，本发明实施例提供了一种蔬菜滴培控制系统，包括：信息采集计算装置、营养液配比装置、控制装置及滴培装置；

所述信息采集计算装置，与所述控制装置连接，用于获取信息，并将所述信息发送至所述控制装置；所述营养液配比装置，与所述滴培装置及所述控制装置连接，用于调配营养液；所述控制装置，接收所述信息采集计算装置发送的信息，并控制所述营养液配比装置和/或滴培装置的启停；所述滴培装置，与所述控制装置及所述营养液配比装置连接，用于根据所述控制装置发出的控制指令，接收所述营养液配比装置流出的营养液，并对蔬菜进行滴培；

其中，所述滴培装置包括前述提及的一种用于蔬菜滴培的可调滴水器。

本发明实施例提供了一种用于蔬菜滴培的可调滴水器及蔬菜滴培控制系统，通过采用一种用于蔬菜滴培的可调滴水器，并将该滴水器应用于蔬菜滴培控制系统中的滴培装置中，结合智能控制装置的控制功能，可以在进行灌溉的时间段内，连续均匀的浇灌蔬菜，并可根据蔬菜的种类和生育期，调整灌溉流速，从而实现对蔬菜进行高精度及智能化的可控灌溉。

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是本发明第一实施例中用于蔬菜滴培的可调滴水器结构示意图；

图2是本发明第二实施例中蔬菜滴培控制系统结构示意图；

图3是本发明第三实施例中蔬菜滴培控制系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

无土栽培目前已经成为广泛采用的一种避免土壤栽培负作用的有效方式。营养液成为无土栽培水肥的主要来源，营养液的灌溉方式自然而然在蔬菜无土栽培生产中起到举足轻重的作用。目前已经成熟的灌溉技术主要是利用高差进行灌溉的重力流输水系统，还有自流滴水灌溉系统。两者均利用流水的重力，将水输入土壤里。但是，由于其供水时间和滴头流量不做调节，缺乏精准的控制流程，仍属于较为粗放的灌溉方式。为了能够达到更加精细化及智能化的蔬菜灌溉方式，本发明实施例提供了一种用于蔬菜滴培的可调滴水器及蔬菜滴培控制系统。参见图1，图1是本发明第一实施例中用于蔬菜滴培的可调滴水器结构示意图，包括：

可调滴水器正面视角101、可调滴水器背面视角106、可调滴水器侧面视角107、进水口103、调节旋片102、出水口105、档位指针104、档位标志1、档位标志2、档位标志3、档位标志4及档位标志5；由可调滴水器正面视角101、可调滴水器背面视角106、可调滴水器侧面视角107及出水口侧台面108。由图1中可见，可调滴水器的形状为略扁平球台，有一定的厚度，且进水口103及出水口105向外凸出。

所述进水口103，位于所述可调滴水器上部(可在上部的任意位置，本例中在上部中央位置)，用于流入营养液；

所述调节旋片102，中心部位套接在所述进水口103上，用于调节所述出水口105的流量大小；

所述出水口105，位于所述可调滴水器下部(可在下部的任意位置，本例中在下部中央位置)，用于流出营养液。

所述档位指针104，安装在所述调节旋片102上，用于指示档位标志1至档位标志5；

档位标志1至档位标志5，位于所述可调滴水器的表面，与所述档位指针104配合，用于实时标识所述可调滴水器的档位。

在第一实施例提供的用于蔬菜滴培的可调滴水器的基础上，可以进一步设计出控制蔬菜滴培的智能化蔬菜滴培控制系统，从而在实际操作中解决蔬菜的智能滴培技术难题。请参见图2，图2是本发明第二实施例中蔬菜滴培控制系统结构示意图，包括：

信息采集计算装置201、营养液配比装置203、控制装置202及滴培装置204；

所述信息采集计算装置201，与所述控制装置202连接，用于获取信息，并将所述信息发送至所述控制装置202；

所述营养液配比装置203，与所述滴培装置204及所述控制装置 202连接，用于调配营养液；

所述控制装置202，接收所述信息采集计算装置201发送的信息，并控制所述营养液配比装置203和/或滴培装置204的启停；

所述滴培装置204，与所述控制装置202及所述营养液配比装置 203连接，用于根据所述控制装置202发出的控制指令，接收所述营养液配比装置203流出的营养液，并对蔬菜进行滴培；

其中，所述滴培装置204包括第一实施例中的用于蔬菜滴培的可调滴水器。

本发明第二实施例中包括了很多装置，这些装置如何实现，并如何组合起来进行智能滴灌，对读者理解本发明及证实本发明的实用性都极为重要，所以有必要对这些装置进行详细的阐述。具体请参见图3，图3是本发明第三实施例中蔬菜滴培控制系统结构示意图，包括：

控制装置301、温度及辐射参数传感器302、液位传感器303、EC 传感器304、pH传感器305、过滤器306、滴培电磁阀307、供液主管 308、供液支管309、紊流器310、分水器311、毛管312、可调滴水器 313、插箭314、蔬菜栽培容器315、过滤器316、营养液搅拌器317、营养液箱318、母液容器319、母液搅拌器320、母液容器电磁阀321、母液容器322、母液搅拌器323、母液容器电磁阀324、母液容器325、母液搅拌器326、母液容器电磁阀327、清水阀328及清水源329。由图3中可见，第三实施例中具有三个母液容器，三个母液搅拌器，三个母液容器电磁阀，在另一实施例中，可以只有一个母液容器，一个母液搅拌器，一个母液容器电磁阀，连接方式与图3中相同。此外，过滤器316还可以扩展为包括过滤器，慢砂过滤器及紫外消毒器的综合过滤消毒装置。

所述温度及辐射参数传感器302，用于获取环境温度和/或环境辐射度信息，并发送至所述控制装置301；

所述液位传感器303，用于获取营养液的液位信息，并发送至所述控制装置301；

所述EC传感器304，用于获取营养液的浓度信息，并发送至所述控制装置301；

所述pH传感器305，用于获取营养液的pH值信息，并发送至所述控制装置301；

其中，所述环境温度和/或环境辐射度信息、营养液的液位信息、营养液的浓度信息及营养液的pH值信息，构成第二实施例中信息采集计算装置获取的信息。

母液容器319，与母液容器电磁阀321连接，用于盛装母液；

母液搅拌器320，与控制装置301连接(通过此种方式，即形成第二实施例中营养液配比装置与控制装置的连接，类似情况不再赘述)，用于根据控制装置301的控制指令，搅拌母液容器319内的母液。

母液容器电磁阀321，与营养液箱318及控制装置301连接，用于根据控制装置301发出的控制指令，切断或打开母液容器319中的母液流入所述营养液箱318的通路；

母液容器322，与母液容器电磁阀324连接，用于盛装母液；

母液搅拌器323，与控制装置301连接，用于根据控制装置301 的控制指令，搅拌母液容器323内的母液。

母液容器电磁阀324，与营养液箱318及控制装置301连接(通过此种方式，即形成第二实施例中营养液配比装置与控制装置的连接，类似情况不再赘述)，用于根据控制装置301发出的控制指令，切断或打开母液容器322中的母液流入营养液箱318的通路；

母液容器325，与母液容器电磁阀327连接，用于盛装母液；

母液搅拌器326，与控制装置301连接，用于根据控制装置301 的控制指令，搅拌母液容器325内的母液。

母液容器电磁阀327，与营养液箱318及控制装置301连接，用于根据控制装置301发出的控制指令，切断或打开母液容器325中的母液流入营养液箱318的通路；

营养液箱318，与滴培电磁阀307连接(即，与滴培装置连接)，用于将母液稀释成营养液，并注入滴培装置。营养液箱318内设置有营养液搅拌器317，与控制装置301连接，用于根据控制装置301的控制指令，搅拌营养液箱318内的营养液。上述母液搅拌器320、母液搅拌器323、母液搅拌器326或营养液搅拌器317，可以在控制装置301 中设置定时启动时间，比如每隔1小时启动相应的搅拌器进行搅拌工作。具体间隔时间可以为半小时，十分钟或二十分钟不等，应当根据实际需要进行设置。

滴培电磁阀307，与控制装置301及营养液箱318(通过此种方式，即形成第二实施例中营养液配比装置与滴培装置的连接，类似情况不再赘述)连接，用于根据所述控制装置301发出的控制指令，切断或打开所述营养液配比装置(具体为营养液箱318)中的营养液流入所述供液主管308的通路；

供液主管308，与滴培电磁阀307连接，用于将营养液输送至供液支管309；

供液支管309，与供液主管308连接，用于将营养液输送至紊流器 310；

紊流器310，安装在供液支管309上，用于稳定营养液压力；

毛管312，与紊流器310连接，用于将压力稳定后的营养液，输送至可调滴水器313；其中，可调滴水器313与第一实施例中的用于蔬菜滴培的可调滴水器相同。

可调滴水器313，与所述毛管312及所述插箭314连接，用于调节流入所述插箭314的营养液的流量；可调滴水器313与毛管312及插箭314的连接方式包括：

滴水器313的进水口与毛管312连接，接收毛管312输送的营养液。可调滴水器313的出水口与插箭314连接，按照调控的档位向插箭314输入营养液。

插箭314，插入培养基质中，用于将营养液输入培养基质中。

过滤器306连接营养液箱318(即与营养液配比装置连接)及滴培电磁阀307，用于过滤营养液箱318中输出的营养液。

过滤器316连接营养液箱318(即与营养液配比装置连接)及盛装培养基质的蔬菜栽培容器315连接，用于过滤回收的营养液。

分水器311，所述毛管通过所述分水器与所述紊流器连接，用于形成若干条营养液通路。

清水阀328，与控制装置301连接，根据控制装置301的控制指令，切断或打开清水源329通往营养液箱318的通路。其中，清水源329 还用于向母液容器319、母液容器322及母液容器325提供清水。

在每日灌溉结束后，控制装置301会向营养液箱318内注入一定量的清水，并开启滴培电磁阀307，对管路进行冲洗。以保证灌溉管路的清洁，防止盐分富集堵塞灌溉系统。

第三实施例中的蔬菜滴培控制系统的灌溉时段的判定由环境温度及辐射参数传感器302反馈的信息决定。在白天时间段内进行灌溉，夜间不进行灌溉。

控制装置301的工作原理如下：温度及辐射参数传感器302反馈蔬菜的辐射参数信息，当达到设定值，则系统根据初始值和温度及辐射参数传感器302反馈回来的信息，通过计算，判定蔬菜的生育期和生长发育状况，并计算当日灌溉量、灌溉液浓度。根据计算结果控制清水阀328、营养液搅拌器317的启停，当液位传感器303反馈达到当日所需灌溉量，则关闭清水阀328，营养液搅拌器317保持开启；打开所需母液搅拌器320、母液搅拌器323、母液搅拌器326和母液容器电磁阀321、母液容器电磁阀324、母液容器电磁阀327，EC传感器304 和pH传感器305反馈营养液浓度和酸碱度信息，当反馈结果满足计算量时，关闭各母液容器电磁阀及搅拌器；当营养液检测结果不满足营养液指标，则通过控制清水阀328和/或母液容器电磁阀321、母液容器电磁阀324、母液容器电磁阀327的通断，微调营养液。营养液配比结束后，当达到启动灌溉时间，开通滴培电磁阀307，使配好的营养液在重力作用下沿管路流到植株根系附近进行灌溉。经温度及辐射参数传感器反馈信息，当日达到结束灌溉时间，则关闭滴培电磁阀307。结束灌溉。

第三实施例中，营养液箱318的出水口位置要高于供液主管308、供液支管309、插箭314及栽培面1米以上。各母液容器出水口位置应高于营养液箱318顶端或最高液位处。这样才能保证系统在重力作用下顺利运行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种蔬菜滴培控制系统，其特征在于，包括：

信息采集计算装置、营养液配比装置、控制装置及滴培装置；

所述信息采集计算装置，与所述控制装置连接，用于获取信息，并将所述信息发送至所述控制装置；

所述营养液配比装置，与所述滴培装置及所述控制装置连接，用于调配营养液；

所述控制装置，接收所述信息采集计算装置发送的信息，并控制所述营养液配比装置和/或滴培装置的启停；

所述滴培装置，与所述控制装置及所述营养液配比装置连接，用于根据所述控制装置发出的控制指令，接收所述营养液配比装置流出的营养液，并对蔬菜进行滴培；

其中，所述营养液配比装置包括：营养液箱、母液容器及母液容器电磁阀；

所述母液容器，与所述母液容器电磁阀连接，用于盛装母液；

所述母液容器电磁阀，与所述营养液箱连接，用于根据所述控制装置发出的控制指令，切断或打开所述母液容器中的母液流入所述营养液箱的通路；

所述营养液箱，与所述滴培装置连接，用于将所述母液稀释成营养液，并注入所述滴培装置；

其中，所述滴培装置包括：滴培电磁阀、供液主管、供液支管、紊流器、毛管、插箭及用于蔬菜滴培的可调滴水器；

所述滴培电磁阀，与所述营养液配比装置及控制装置连接，用于根据所述控制装置发出的控制指令，切断或打开所述营养液配比装置中的营养液流入所述供液主管的通路；

所述供液主管，与所述滴培电磁阀连接，用于将营养液输送至所述供液支管；

所述供液支管，与所述供液主管连接，用于将营养液输送至所述紊流器；

所述紊流器，安装在所述供液支管上，用于稳定营养液压力；

所述毛管，与所述紊流器连接，用于将压力稳定后的营养液，输送至所述可调滴水器；

所述可调滴水器，与所述毛管及所述插箭连接，用于调节流入所述插箭的营养液的流量；

所述插箭，插入培养基质中，用于将营养液输入培养基质中；

所述营养液箱的出水口位置高于所述供液主管、供液支管、插箭及栽培面1米以上，所述母液容器出水口位置高于所述营养液箱的顶端或最高液位；

所述可调滴水器包括：

进水口、调节旋片、出水口、档位指针及档位标志；

所述进水口，位于所述可调滴水器上部，用于流入营养液；

所述调节旋片，中心部位套接在所述进水口上，用于调节所述出水口的流量大小；

所述出水口，位于所述可调滴水器下部，用于流出营养液；

所述档位指针，安装在所述调节旋片上，用于指示所述档位标志；

所述档位标志，位于所述可调滴水器的表面，用于实时标识所述可调滴水器的档位。

2.根据权利要求1所述的蔬菜滴培控制系统，其特征在于，所述信息采集计算装置包括：

温度及辐射参数传感器、液位传感器、EC传感器及pH传感器；

所述温度及辐射参数传感器，用于获取环境温度和/或环境辐射度信息，并发送至所述控制装置；

所述液位传感器，用于获取营养液的液位信息，并发送至所述控制装置；

所述EC传感器，用于获取营养液的浓度信息，并发送至所述控制装置；

所述pH传感器，用于获取营养液的pH值信息，并发送至所述控制装置；

其中，所述环境温度和/或环境辐射度信息、营养液的液位信息、营养液的浓度信息及营养液的pH值信息，构成所述信息采集计算装置获取的信息。

3.根据权利要求1所述的蔬菜滴培控制系统，其特征在于，所述母液容器包括：

母液搅拌器，与所述控制装置连接，用于根据所述控制装置的控制指令，搅拌所述母液容器内的母液。

4.根据权利要求1所述的蔬菜滴培控制系统，其特征在于，所述营养液箱包括：

营养液搅拌器，与所述控制装置连接，用于根据所述控制装置的控制指令，搅拌所述营养液箱内的营养液。

5.根据权利要求1所述的蔬菜滴培控制系统，其特征在于，所述滴培装置还包括：

第一过滤器及第二过滤器；

所述第一过滤器，与所述营养液配比装置及所述滴培电磁阀连接，用于过滤营养液；

所述第二过滤器，与所述营养液配比装置及盛装培养基质的蔬菜栽培容器连接，用于过滤回收的营养液。

6.根据权利要求1所述的蔬菜滴培控制系统，其特征在于，所述滴培装置还包括：

分水器，所述毛管通过所述分水器与所述紊流器连接，用于形成若干条营养液通路。

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