CN109892203A - 作物潮汐式灌溉综合管控系统及管控方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种作物潮汐式灌溉综合管控系统及管控方法，通过设置监测模块可以获取潮汐式培养床所处的环境信息和潮汐式培养床上的作物信息，通过设置营养液配比模块可以根据环境信息和作物信息确定出可以使营养液配比模块输出满足条件的营养液，可以得到不同作物在不同生育阶段、不同环境下的营养液需求量以及需求的营养液配比，实现对作物潮汐式灌溉的精确控制，降低了综合生产管理成本，减少了劳动力，提高劳动效率和农业综合生产能力，充分提高经济效益和环境效益，既能改善作物品质，也能提高水肥的利用效率，对高产、高效、节水、节肥和保护生态环境具有重要的现实意义。

Description

作物潮汐式灌溉综合管控系统及管控方法

技术领域

本发明实施例涉及设施农业自动控制技术领域，更具体地，涉及作物潮汐式灌溉综合管控系统及管控方法。

背景技术

目前，设施园艺科技含量高，是一个国家或地区农业现代化水平的重要标志之一，发展设施园艺是由传统农业向现代化农业转变的重要组成部分。据统计，2014年我国设施园艺总面积达到386.2万hm²，其中设施蔬菜达90％以上，成为设施园艺的主体。但我国园艺设施及配套技术装备仍存在科技含量相对较低的问题，在栽培管理技术、人工智能技术、设施栽培产量等方面较农业发达国家还有很大的差距，直接导致水、肥资源浪费大，设施园艺效益差。为适应这种发展趋势，设施蔬菜向专业化、产业化、智能化方向发展。设施蔬菜的灌溉决策与智能管控是重要的研究热点和方向。

潮汐式灌溉是一种新型的灌溉方式，其主要优点是高效、节水和环保。在欧美许多发达国家已作了大量科学研究，已成为温室花卉、水果以及蔬菜等作物种植的主要灌溉方式。潮汐式灌溉能够优化营养液管理模式及技术调控管理，不仅提高蔬菜产量，还能够达到节水省肥的目的。作物潮汐式灌溉是高投入、高产出的精准灌溉方式，所以自动控制系统在潮汐式灌溉中的运用变得极其重要。由于影响灌溉时间和灌溉量的因素很多，如温度、湿度、光照、土温、土壤湿度等等，这些因素将会导致无法实现对作物潮汐式灌溉的精确控制，进而降低资源的利用率。

发明内容

为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供了一种作物潮汐式灌溉综合管控系统及管控方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种作物潮汐式灌溉综合管控系统，包括：中央控制模块、监测模块、营养液配比模块和供液模块；所述中央控制模块分别与所述监测模块、所述营养液配比模块和所述供液模块通信连接；所述供液模块包括：供液组件和潮汐式培养床，所述供液组件分别与所述潮汐式培养床的供液端和所述营养液配比模块连接；

所述监测模块用于监测所述潮汐式培养床所处的环境信息和所述潮汐式培养床上的作物信息，并将所述环境信息和所述作物信息传输至所述中央控制模块；

所述中央控制模块用于基于所述环境信息和所述作物信息，确定营养液配比指令，并将所述营养液配比指令传输至所述营养液配比模块；

所述营养液配比模块用于基于所述营养液配比指令，通过所述供液组件向所述潮汐式培养床上的作物提供满足条件的营养液。

第二方面，本发明实施例提供了一种作物潮汐式灌溉综合管控方法，包括：

获取潮汐式培养床所处的环境信息和所述潮汐式培养床上的作物信息，并基于所述环境信息和所述作物信息确定所需的营养液配比，生成营养液配比指令；

基于所述营养液配比指令，向所述潮汐式培养床上的作物提供满足条件的营养液。

第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，

所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行第二方面提供的作物潮汐式灌溉综合管控方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行第二方面提供的作物潮汐式灌溉综合管控方法。

本发明实施例提供的一种作物潮汐式灌溉综合管控系统及管控方法，通过设置监测模块可以获取潮汐式培养床所处的环境信息和潮汐式培养床上的作物信息，通过设置营养液配比模块可以根据环境信息和作物信息确定出可以使营养液配比模块输出满足条件的营养液。本发明实施例中通过考虑环境信息和作物信息，可以得到不同作物在不同生育阶段、不同环境下的营养液需求量以及需求的营养液配比，实现对作物潮汐式灌溉的精确控制，降低了综合生产管理成本，减少了劳动力，提高劳动效率和农业综合生产能力，充分提高经济效益和环境效益，既能改善作物品质，也能提高水肥的利用效率，对高产、高效、节水、节肥和保护生态环境具有重要的现实意义，也为作物潮汐式灌溉的水肥管理提供了新模式。

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一简单地介绍，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为本发明实施例提供的一种作物潮汐式灌溉综合管控系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种作物潮汐式灌溉综合管控系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种作物潮汐式灌溉综合管控系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种作物潮汐式灌溉综合管控系统中监测模块的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种作物潮汐式灌溉综合管控系统的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种作物潮汐式灌溉综合管控系统的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种作物潮汐式灌溉综合管控方法的流程示意图；

图8为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

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作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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

如图1所示，本发明一实施例提供了一种作物潮汐式灌溉综合管控系统，包括：中央控制模块01、监测模块02、营养液配比模块03和供液模块04。中央控制模块01分别与监测模块02、营养液配比模块03和供液模块04通信连接；供液模块04包括：供液组件05和潮汐式培养床06，供液组件05分别与潮汐式培养床06的供液端和营养液配比模块03连接。监测模块02用于监测潮汐式培养床06所处的环境信息和潮汐式培养床06上的作物信息，并将监测得到的环境信息和作物信息传输至中央控制模块01。中央控制模块01用于基于环境信息和作物信息，确定营养液配比指令，并将营养液配比指令传输至营养液配比模块03。营养液配比模块03用于基于营养液配比指令，通过供液组件05向潮汐式培养床06上的作物提供满足条件的营养液。

具体地，本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统中，监测模块02用于监测潮汐式培养床06所处的环境信息和潮汐式培养床06上的作物信息，其中环境信息具体可以包括空气温湿度、潮汐式培养床的基质的温湿度以及太阳辐射等指标参数。潮汐式培养床6用于培养作物，对作物进行灌溉。培养的作物可以是农作物，具体可以包括：粮食作物、经济作物、饲料及绿肥作物以及药用作物等。粮食作物可包括谷类作物、豆类作物以及薯芋作物等。经济作物可包括纤维作物、油料作物以及糖料作物等，例如花卉、蔬菜、花、草以及树木等。作物信息具体可以包括作物的生长状态信息等。

中央控制模块01根据监测模块02监测得到的环境信息和作物信息确定营养液配比指令，营养液配比指令用于使营养液配比模块03可以输出满足条件的营养液。营养液配比模块03输出的营养液可以是具有满足作物生长需求的营养液需求量和营养液配比的营养液，也就是说，条件具体可以是作物的生长需求。通过考虑环境信息和作物信息，可以得到不同作物在不同生育阶段、不同环境下的营养液需求量以及需求的营养液配比。需要说明的是，营养液一般是由多种营养液原液和水混合而成，营养液原液一般为作物生长所需要的各种肥料。

本发明实施例中，供液模块04用于为潮汐式培养床06上的作物提供营养液。潮汐式培养床由支撑架和托盘潮汐式栽培床组成。需要说明的是，本发明实施例中对作物潮汐式灌溉综合管控系统中的潮汐式培养床06的个数不作具体限定，既可以是单独的一个潮汐式培养床，也可以是多个潮汐式培养床。

供液模块中的供液组件可进一步包括供液动力单元、供液管道以及供液电磁阀等。供液动力单元可以为供液泵，供液泵的功率可以根据供液模块供给的潮汐式培养床的面积、供液流量、供液管道的尺寸以及供液管道的直径等信息综合考虑确定，本发明实施例中可以将供液泵的功率设置为5kW。供液管道主要是用于将营养液顺利传送至潮汐式培养床的管道，当有多个潮汐式培养床时，每个潮汐式培养床对应的管道部分可以称为供液支管，所有潮汐式培养床对应的公共管道部分可以称为供液干管，即供液管道可以包括供液干管和供液支管。其中，供液干管的材料可以为聚乙烯(polyethylene，PE)，管径可以为50mm，承压可以为0.8Mpa；供液支管的材料也可以为PE，管径可以为25mm，承压可以为0.6Mpa。供液电磁阀设置在供液管道上，具体可以在每个供液支管上设置一个供液电磁阀，以及在供液干管上设置一个供液电磁阀。供液动力单元设置在供液管道上，具体可以设置在供液干管上。通过调节各供液电磁阀的开度以及供液动力单元的功率可以实现对各潮汐式培养床供给的营养液的量的自动控制。

本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统，通过设置监测模块可以获取潮汐式培养床所处的环境信息和潮汐式培养床上的作物信息，通过设置营养液配比模块可以根据环境信息和作物信息确定出可以使营养液配比模块输出满足条件的营养液。本发明实施例中通过考虑环境信息和作物信息，可以得到不同作物在不同生育阶段、不同环境下的营养液需求量以及需求的营养液配比，实现对作物潮汐式灌溉的精确控制，降低了综合生产管理成本，减少了劳动力，提高劳动效率和农业综合生产能力，充分提高经济效益和环境效益，既能改善作物品质，也能提高水肥的利用效率，对高产、高效、节水、节肥和保护生态环境具有重要的现实意义，也为作物潮汐式灌溉的水肥管理提供了新模式。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统中，供液模块中还可以包括供液决策子模块，供液决策子模块内嵌至中央控制模块内，供液决策子模块与供液组件通信连接，具体可以与供液组件中的供液动力单元及供液电磁阀通信连接。供液决策子模块可以实现对潮汐式培养床上的作物供液的智能决策，并通过控制供液动力单元的开启和关闭以及供液电磁阀的开度实现控制。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统中，所述营养液配比模块具体包括：原液槽、混液槽、吸肥管道、吸肥器和吸肥电磁阀；

所述吸肥器和所述吸肥电磁阀配套使用，且分别与所述中央控制模块通信连接；所述吸肥器和所述吸肥电磁阀均设置在所述吸肥管道上；所述原液槽用于存放营养液原液，所述原液槽通过所述吸肥管道与所述混液槽连接，所述混液槽与所述供液组件连接；

所述混液槽上接有清水管，所述清水管用于将清水导入至所述混液槽中与所述混液槽中的营养液原液混合。

具体地，营养液配比模块的作用是将各种营养液原料与清水进行混合，以配制出满足条件的营养液。营养液配比模块中原液槽的数量可根据需要进行设置，如图2所示，以营养液配比模块中具有三个原液槽为例进行说明，三个原液槽35中分别装有不同种类的营养液原液。吸肥管道具体可包括吸肥干管和吸肥支管，每个原液槽35均连接一个吸肥支管，每个吸肥支管上均设置有一吸肥电磁阀36以及配套使用的吸肥器。三个吸肥支管汇总至吸肥干管323，吸肥干路323与混液槽32连接。此时，中央控制模块通过环境信息和作物信息确定的营养液配比指令具体可以是用于控制吸肥电磁阀36的开度以及控制与吸肥电磁阀36配套使用的吸肥器的开启和关闭的指令。中央控制模块通过向营养液配比模块发送营养液配比指令，控制每个原液槽35输出的营养液原液的量。每个原液槽35输出的营养液原液经对应的吸肥支管后汇聚至吸肥干管，最后经吸肥干管进入至混液槽32内。通过中央控制模块的控制可以吸肥器按比例自动智能吸肥。作物潮汐式灌溉综合管控系统中各部件与中央控制模块的通信连接具体可以通过线缆实现，图2中的虚线为线缆33。

另一方面，混液槽32上接有清水管2，清水管2用于将清水导入至混液槽32中，使清水与混液槽32中的营养液原液混合。

作为优选方案，混液槽32中可以设置有液位传感器，液位传感器用于监测混液槽32内的液面高度，以防止混液槽32内的液体过多。

作为优选方案，在清水管2的另一端可以连接有水源1，水源1可以源源不断的为混液槽32提供清水。

作为优选方案，在清水管2上还可以设置清水电磁阀31，通过调节清水电磁阀31的开度，可以控制从水源1进入混液槽32的清水的流量。作为优选方案，清水电磁阀31可以与中央控制模块313连接，以实现自动控制。

混液槽32与供液组件连接，用于将满足条件的营养液通过供液组件提供给潮汐式培养床上的作物。如图2所示，混液槽32具体可以与供液组件中的供液干管310连接，供液干管310上设置有供液电磁阀39和供液泵311。

作为优选方案，如图2所示，在供液干管310上还可以设置有紫外消毒子模块312，用于通过紫外光对供液干管310内的营养液进行消毒。紫外消毒子模块312与供液干管5连接，供液干管5的另一端连接有三个供液支管，每个供液支管分别与一潮汐式培养床10连接，每个供液支管上分别设置有一供液电磁阀7。

作为优选方案，紫外消毒子模块312具体可以是紫外消毒器，紫外消毒器的功率可以设置为150W，紫外消毒器中可以包含2支紫外灯管，每支紫外灯管的功率均为75W，紫外消毒器的承压为0.8Mpa。

作为优选方案，在供液干管5上还可以设置流量计6，流量计6用于测量流过供液干管5的营养液的流量。

当将吸肥电磁阀36以及配套使用的吸肥器关闭时，可以通过水源1、清水管2、混液槽32、供液干管310、供液干管5以及潮汐式培养床10形成的线路对潮汐式培养床10上的作物进行供水。

本发明实施例中的原液槽35的尺寸可根据控制的潮汐式培养床的面积和潮汐式培养床上的作物对各种营养液原液的需求量进行相应设置，每个原液槽35的尺寸可以设置为相同，也可设置为不同。作为优选方案，本发明实施例中原液槽35的长、宽和高可以分别设置为350mm、200mm和260mm。吸肥管道的材料可以为PE，管径可以为25mm，承压可以为0.4Mpa。混液槽32的尺寸可根据控制的潮汐式培养床的面积和潮汐式培养床上的作物对各种营养液原液的需求量进行相应设置，作为优选方案，本发明实施例中混液槽32的长、宽和高可以分别为800mm、300mm和400mm。作为优选方案，本发明实施例中清水管2的材料可以为PE，管径可以为40mm，承压可以为0.6Mpa。

本发明实施例中采用的吸肥器具体可以是文丘里吸肥器。

本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统，通过设置营养液配比模块，根据中央控制模块向营养液配比模块发送的营养液配比指令，可以确定出满足条件的营养液，为潮汐式培养床上的作物提供了满足生长需求的营养液，实现对作物潮汐式灌溉的精确控制。同时，由于此过程并不需要人工的参与，减少了劳动力，提高劳动效率和农业综合生产能力，充分提高经济效益和环境效益。

如图3所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统中，在所述吸肥管道上设置有压力表37和电导率pH测量模块38。压力表37用于测量吸肥干路323内的液体的压力值；电导率pH测量模块38用于测量吸肥干路323内的液体的电导率以及pH值。电导度(Ec)是溶液中含盐浓度的指标，通常用毫西门子(mS/cm)表示。作为优选方案，电导率pH测量模块38具体可以为电导度pH传感器。电导率pH测量模块38还可以是由电导率测量模块与pH测量模块这两个单独的模块构成。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统中，所述监测模块具体包括：扫描平台、气象监测子模块、墒情监测子模块以及作物监测子模块；

所述气象监测子模块安装在所述扫描平台上，所述气象监测子模块用于监测所述潮汐式培养床所处环境的气象信息；

所述墒情监测子模块设置在所述潮汐式培养床的预设位置处，所述墒情监测子模块用于监测所述潮汐式培养床所处环境的墒情信息；

所述作物监测子模块安装在所述扫描平台上，所述作物监测子模块用于监测所述潮汐式培养床上的作物信息。

作为优选方案，本发明实施例中作物监测子模块具体可包括视频监测单元和光谱监测单元。

具体地，如图4所示，扫描平台9安装在潮汐式培养床10上方，距离潮汐式培养床10顶部约1.5m，覆盖所有的潮汐式培养床10区域。图4中的扫描平台9用虚线框表示。气象监测子模块11安装在扫描平台9的侧边上，可以监测太阳辐射、空气温湿度等指数参数。墒情监测子模块12设置在潮汐式培养床10的预设位置处，可以监测潮汐式培养床10的基质温度和湿度。作为优选方案，每个潮汐式培养床10上可以设置两个预设位置，预设位置具体可以是潮汐式培养床10的基质上的两个典型位置，墒情监测子模块12具体可以埋设在预设位置处。视频监测单元13和光谱监测单元14均可安装在扫描平台9上，可以实现对潮汐式培养床10上的作物的生长状态的三维视频扫描和光谱扫描。

作为优选方案，本发明实施例中墒情监测子模块12具体可以是基质温湿度传感器。视频监测单元13具体可以是高清摄像头，光谱监测单元14具体可以是光谱仪。

作为优选方案，本发明实施例中还可以通过自动气象站获取气象监测子模块11监测得到的相关信息。

本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统中，监测模块按照需求布置在相应位置，对区域内的潮汐式培养床的基质温度、基质湿度等信息数据进行测量和采集，采集空气的温湿度、太阳辐射等气象数据，利用视频三维扫描和光谱监测，通过线缆发送到中央控制模块，通过实时在线监测，收集数据，建立数据库，及时提供基础有效数据，为不同作物的不同时期的智能灌溉和施加营养液提供数据支撑。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统，还包括：回液模块和过滤消毒模块；

所述回液模块和所述过滤消毒模块分别与所述中央控制模块通信连接；所述回液模块具体包括：回液槽、回液管道以及回液电动阀；

所述回液槽通过所述回液管道与所述潮汐式培养床的回液端连接，所述回液电动阀设置在所述回液管道上；

所述回液槽通过所述过滤消毒模块与所述混液槽连接。

具体地，如图5所示，回液管道具体可包括回液干管4和回液支管，每个潮汐式培养床10的回液端对应连接一个回液支管，图5中包括3个回液支管。回液电动阀设置在回液管道上，具体可以设置在每个回液支管上，如图5所示在每个回液支管上均设置有一个回液电动阀8。回液干管4的材料具体可以为PE，管径可以为50mm，承压可以为0.8Mpa；回液支管的材料具体可以为PE，管径可以为40mm，承压可以为0.6Mpa。所有回液支管均与回液干管4连接，回液干管4与回液槽314连接，回液槽314通过过滤消毒模块324与混液槽32连接。过滤消毒模块用于对回液槽314流出的液体进行消毒，使进入混液槽32的液体可以被再次利用。其中，回液槽的长、宽和高具体可以分别为950mm、850mm和200mm。

作为优选方案，本发明实施例中的回液槽314内可以设置有液位传感器34，用于监测回液槽314内的液体的液面高度，防止回液槽314内的液体过多溢出。

本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统，设置回液模块和过滤消毒模块，可以使流经潮汐式培养床的营养液被回收以重复利用，节约了资源。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统中，回液模块中还可以包括回液决策子模块，回液决策子模块内嵌至中央控制模块内，回液决策子模块与回液电动阀通信连接。回液决策子模块可以实现对流经潮汐式培养床后的营养液的智能回液决策，并通过控制回液电动阀的开度实现控制。

如图6所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统，所述过滤消毒模块具体包括：慢砂过滤器317、进慢砂管道316、进慢砂电动阀315、过滤槽320、进过滤槽管道319、进过滤槽电动阀318、进混液槽管道322和紫外消毒子模块312。慢砂过滤器317通过进慢砂管道316与回液槽314连接，进慢砂电动阀315设置在进慢砂管道316上。过滤槽320通过进过滤槽管道319与慢砂过滤器317连接，进过滤槽电动阀318设置在进过滤槽管道319上。过滤槽320通过进混液槽管道322与混液槽32连接。紫外消毒子模块312设置在供液组件中的供液干管310上，供液干管310与营养液配比模块中的混液槽32连接。过滤槽320的长、宽和高具体可以分别为800mm、300mm和400mm。

作为优选方案，过滤槽320内还配有液位传感器325和潜水泵321，液位传感器325用于测量过滤槽320内的液体的液面高度，当过滤槽320内的液面高度达到预设上限后，可自动开启潜水泵321，把过滤槽320内的液体抽送到混液槽32中，以便供液使用。

作为优选方案，过滤消毒模块中的紫外消毒子模块具体可以是紫外消毒器，紫外消毒器的功率可以设置为150W，紫外消毒器中可以包含2支紫外灯管，每支紫外灯管的功率均为75W，紫外消毒器的承压为0.8Mpa。

如图6所示，本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统中，供液模块、回液模块、营养液配比模块和过滤消毒模块均与中央控制模块313相连，并与中央控制模块313融合在潮汐式灌溉一体式控制系统3中。其中，潮汐式灌溉一体式控制系统3通常设置在温室地下一层，潮汐式培养床放置在温室内，潮汐式培养床的床腿与潮汐式灌溉一体式控制系统3的顶部距离约为1.5m。潮汐式灌溉一体式控制系统3的长、宽和高可以分别为1.5m×0.7m×2m，潮汐式灌溉一体式控制系统3的外壳可以采用304不锈钢加工为一个整体；其中混液槽、过滤槽、原液槽材料均为PE材质，可实现移动清洗。供液管道、回液管道、吸肥管道、进慢砂管道、进过滤槽管道和进混液槽管道以及中央控制模块等均是后期接入潮汐式灌溉一体式控制系统3。潮汐式灌溉一体式控制系统3中的回液槽314设置在潮汐式灌溉一体式控制系统3的上部位置，即靠近于地面。

本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统，供液模块根据潮汐式灌溉和分区需求，实现不同分区智能灌溉；回液模块根据潮汐式灌溉持液时间需求进行智能回液；营养液配比模块根据作物生育期、气象墒情作物实时监测进行智能肥料配比；过滤消毒模块根据需求对营养液回液进行过滤，对供液进行消毒，也可以对回液进行过滤消毒而供液不消毒；监测模块对不同作物生育期内的气象、墒情和作物生长情况进行实时监测。中央控制模块可以对供液模块、回液模块、营养液配比模块、过滤消毒模块和监测模块等进行分别控制和集中管理。

本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统，基于实时监测的数据和不同作物的生长内容实现不同作物不同时期智能灌溉和施肥，最终可实现快速高效作物信息检测、节水、节肥、减少劳动力，提高资源利用率。

本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统，实现供液、回液、营养液配比、过滤消毒为一个整体系统，便于信息无线传输和系统集中控制。可以实现手机APP控制，便于远程操作控制。

本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统，营养液配比模块具有3个吸肥管道并支持扩展，可实现3种不同组分肥料精确配比，并配置有电导度(EC)和酸碱(pH)监测，一路可设定施肥控制，一套专用肥料配比控制组件。

本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统，采用物联网技术，基于农业光学和视频监测的实时数据采集、实时监测作物的生长状况，具有分析效率高和不破坏样品、操作简便等优点，并通过潮汐式灌溉一体式控制系统实现营养液综合管理，提高控制精度，降低管理成本。潮汐式灌溉水肥、回液消毒过滤的自动、智能控制，实现过滤消毒模块、中央控制模块和营养液配比模块融为一个整体，组成一个大的系统并实现精准控制，实现资源高效利用，大大节省了劳动成本，节省了田间管理作业的时间，彻底改变了传统作物潮汐式灌溉施肥费时费力、操作繁琐的模式。

本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统，改变了目前作物潮汐式灌溉人工管理，缺乏综合智能管理的现状，实现了作物潮汐式灌溉中营养液配比、消毒、过滤、供液和回液等集中综合管理。节约成本、降低能耗，实现作物潮汐式灌溉、灌溉施肥管网系统高效、经济、准确、合理运行。

本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控系统，基于气象、基质墒情、作物种植信息和实时作物监测信息构建作物灌溉决策模型和营养液配比模型，使不同作物不同生育阶段获得最佳的水肥需求量，对高产、高效，节水、节肥和保护生态环境具有重要的现实意义。

如图7所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种作物潮汐式灌溉综合管控方法，包括：

S1，获取潮汐式培养床所处的环境信息和所述潮汐式培养床上的作物信息，并基于所述环境信息和所述作物信息确定所需的营养液配比，生成营养液配比指令；

S2，基于所述营养液配比指令，向所述潮汐式培养床上的作物提供满足条件的营养液。

具体地，本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控方法，可以依托于上述作物潮汐式灌溉综合管控系统实现，可以与作物潮汐式灌溉综合管控系统实现相同的技术效果，具体实现方式本发明实施例中不再赘述。

本发明实施例中提供的作物潮汐式灌溉综合管控方法，首先对潮汐式灌溉位置、面积、水源情况等进行分析，确定供液、回液管路分布情况，确定回液槽、过滤槽和混液槽等容积大小，并确定监测内容及布置形式等，规划中央控制系统的供液模块、回液模块、营养液配比模块和过滤消毒模块等布置位置和大小等，便于实现集中统一智能控制的综合管理。

如图8所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种电子设备，包括：处理器(processor)801、存储器(memory)802、通信接口(Communications Interface)803和总线804；其中，

所述处理器801、存储器802、通信接口803通过总线804完成相互间的通信。所述存储器802存储有可被所述处理器801执行的程序指令，处理器801用于调用存储器802中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：S1，获取潮汐式培养床所处的环境信息和所述潮汐式培养床上的作物信息，并基于所述环境信息和所述作物信息确定所需的营养液配比，生成营养液配比指令；S2，基于所述营养液配比指令，向所述潮汐式培养床上的作物提供满足条件的营养液。

存储器802中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：S1，获取潮汐式培养床所处的环境信息和所述潮汐式培养床上的作物信息，并基于所述环境信息和所述作物信息确定所需的营养液配比，生成营养液配比指令；S2，基于所述营养液配比指令，向所述潮汐式培养床上的作物提供满足条件的营养液。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

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 (10)

1.一种作物潮汐式灌溉综合管控系统，其特征在于，包括：中央控制模块、监测模块、营养液配比模块和供液模块；所述中央控制模块分别与所述监测模块、所述营养液配比模块和所述供液模块通信连接；所述供液模块包括：供液组件和潮汐式培养床，所述供液组件分别与所述潮汐式培养床的供液端和所述营养液配比模块连接；

所述监测模块用于监测所述潮汐式培养床所处的环境信息和所述潮汐式培养床上的作物信息，并将所述环境信息和所述作物信息传输至所述中央控制模块；

所述中央控制模块用于基于所述环境信息和所述作物信息，确定营养液配比指令，并将所述营养液配比指令传输至所述营养液配比模块；

所述营养液配比模块用于基于所述营养液配比指令，通过所述供液组件向所述潮汐式培养床上的作物提供满足条件的营养液。

2.根据权利要求1所述的作物潮汐式灌溉综合管控系统，其特征在于，所述营养液配比模块具体包括：原液槽、混液槽、吸肥管道、吸肥器和吸肥电磁阀；

所述吸肥器和所述吸肥电磁阀配套使用，且分别与所述中央控制模块通信连接；所述吸肥器和所述吸肥电磁阀均设置在所述吸肥管道上；所述原液槽用于存放营养液原液，所述原液槽通过所述吸肥管道与所述混液槽连接，所述混液槽与所述供液组件连接；

所述混液槽上接有清水管，所述清水管用于将清水导入至所述混液槽中与所述混液槽中的营养液原液混合。

3.根据权利要求2所述的作物潮汐式灌溉综合管控系统，其特征在于，在所述吸肥管道上设置有压力表和电导率pH测量模块；

所述压力表用于测量所述吸肥管道内的液体的压力值；

所述电导率pH测量模块用于测量所述吸肥管道内的液体的电导率以及pH值。

4.根据权利要求1所述的作物潮汐式灌溉综合管控系统，其特征在于，所述监测模块具体包括：扫描平台、气象监测子模块、墒情监测子模块以及作物监测子模块；

所述气象监测子模块安装在所述扫描平台上，所述气象监测子模块用于监测所述潮汐式培养床所处环境的气象信息；

所述墒情监测子模块设置在所述潮汐式培养床的预设位置处，所述墒情监测子模块用于监测所述潮汐式培养床所处环境的墒情信息；

所述作物监测子模块安装在所述扫描平台上，所述作物监测子模块用于监测所述潮汐式培养床上的作物信息。

5.根据权利要求4所述的作物潮汐式灌溉综合管控系统，其特征在于，所述作物监测子模块包括视频监测单元和光谱监测单元。

6.根据权利要求2所述的作物潮汐式灌溉综合管控系统，其特征在于，还包括：回液模块和过滤消毒模块；

所述回液模块和所述过滤消毒模块分别与所述中央控制模块通信连接；所述回液模块具体包括：回液槽、回液管道以及回液电动阀；

所述回液槽通过所述回液管道与所述潮汐式培养床的回液端连接，所述回液电动阀设置在所述回液管道上；

所述回液槽通过所述过滤消毒模块与所述混液槽连接。

7.根据权利要求6所述的作物潮汐式灌溉综合管控系统，其特征在于，所述过滤消毒模块具体包括：慢砂过滤器、进慢砂管道、进慢砂电动阀、过滤槽、进过滤槽管道、进过滤槽电动阀、进混液槽管道和紫外消毒子模块；

所述慢砂过滤器通过所述进慢砂管道与所述回液槽连接，所述进慢砂电动阀设置在所述进慢砂管道上；

所述过滤槽通过所述进过滤槽管道与所述慢砂过滤器连接，所述进过滤槽电动阀设置在所述进过滤槽管道上；

所述过滤槽通过所述进混液槽管道与所述混液槽连接；

所述紫外消毒子模块设置在所述供液组件中的供液干管上，所述供液干管与所述营养液配比模块连接。

8.一种作物潮汐式灌溉综合管控方法，其特征在于，包括：

获取潮汐式培养床所处的环境信息和所述潮汐式培养床上的作物信息，并基于所述环境信息和所述作物信息确定所需的营养液配比，生成营养液配比指令；

基于所述营养液配比指令，向所述潮汐式培养床上的作物提供满足条件的营养液。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，

所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行如权利要求8所述的作物潮汐式灌溉综合管控方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求8所述的作物潮汐式灌溉综合管控方法。