CN112772093A - 一种农田水肥一体化滴灌调控系统 - Google Patents

一种农田水肥一体化滴灌调控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种农田水肥一体化滴灌调控系统，包括肥料存储容器、肥料称重计量装置、水源供水泵、供水流量计、水肥搅拌混合装置、控制核心处理器、电磁阀控制模块、滴灌供水泵和滴灌控制电磁阀，与现有技术相比，本发明通过轨道式的视频巡检模块视频分析水量需求信息，采集土壤干燥与潮湿的数据，从而通过分析，并通过RFID确认缺水或水量过大区域，从而通过控制对应的滴灌电磁阀实现水量的调控，更进一步节省水量，并能够避免水量过大区域或干燥区域的出现，并能够实现对堵塞滴灌喷头或工作不正常的滴灌电磁阀判断，使用方便，具有推广应用的价值。

Description

一种农田水肥一体化滴灌调控系统
技术领域
本发明涉及农业设备技术领域，尤其涉及一种农田水肥一体化滴灌调控系统。
背景技术
滴灌是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，水的利用率可达95％。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。但现有技术中，滴灌不能够有大幅度节省水资源，例如可能部分滴灌喷头堵塞、或者部分区域滴灌水量大，而部分区域水量小，也存在部分区域水需求量小，而部分区域需求量大，或者因地形高低不同，水需求量不同，现有的滴灌大多是多区域同时进行，因此，不仅没有有效的节省水资源，可能造成部分区域水量过大而部分区域水量过小的情况，存在改进空间。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种农田水肥一体化滴灌调控系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明一种农田水肥一体化滴灌调控系统包括肥料存储容器、肥料称重计量装置、水源供水泵、供水流量计、水肥搅拌混合装置、控制核心处理器、电磁阀控制模块、滴灌供水泵和滴灌控制电磁阀，所述肥料存储容器的出料端与所述肥料称重计量装置的进料端连接，所述水源供水泵的出口与所述供水流量计的入口连接，所述供水流量计的出口与所述水肥搅拌混合装置的进水口连接，所述水肥搅拌混合装置的进料口与所述肥料称重计量装置的出料口连接，所述水肥搅拌混合装置的出料端与所述滴灌供水泵的进料端连接，所述滴灌供水泵的出料端与所述滴灌控制电磁阀连接，所述控制核心处理器的肥料控制信号输出端与所述肥料称重计量装置的控制信号输入端连接，所述控制核心处理器的供水控制信号输出端与所述水源供水泵的控制信号输入端连接，所述控制核心处理器的水量信号采集端与所述供水流量计的信号输出端连接，所述控制核心处理器的控制信号输出端与所述电磁阀控制模块的控制信号输入端连接，所述电磁阀控制模块的控制信号输出端分别与所述滴灌供水泵和所述滴灌控制电磁阀连接。
进一步，所述滴灌控制电磁阀为多个，多个所述滴灌控制电磁阀均匀分布于滴灌管道上，所述电磁阀控制模块的控制信号输出端分别与多个所述滴灌控制电磁阀连接，所述滴灌供水泵的排料端同时与多个所述滴灌控制电磁阀连接。
作为改进，还设置有电磁阀RFID芯片、轨道式巡检装置和无线信号接收模块，所述滴灌控制电磁阀上设置有电磁阀RFID芯片，所述无线信号接收模块与所述控制核心处理器的信号传输端连接，所述轨道式巡检装置与所述无线信号接收模块的信号传输端无线连接，所述轨道式巡检装置具有RFID信息采集器，所述轨道式巡检装置通过所述RFID信息采集器识别所述电磁阀RFID芯片。
进一步，所述电磁阀RFID芯片为多个，多个所述电磁阀RFID芯片分别设置于多个所述滴灌控制电磁阀上。
进一步，由无线信号发射模块、滴灌分析摄像头、移动驱动电机、轨道装置和RFID信息采集器组成，所述无线信号发射模块与所述无线信号接收模块之间无线连接，所述无线信号发射模块的控制信号输出端与所述移动驱动电机连接，所述移动驱动电机设置于所述轨道装置上，所述滴灌分析摄像头设置于所述移动驱动电机上，所述滴灌分析摄像头的信号输出端与所述无线信号发射模块的信号输入端连接，所述RFID信息采集器的信号输出端与所述无线信号发射模块的信号输入端连接。
本发明一种农田水肥一体化滴灌调控系统的控制方法，包括以下步骤：
S1：肥料存储容器中存储肥料，通过肥料称重计量装置控制输出肥料的量；
S2：通过水源供水泵接入水源，通过供水流量计采集水源供水泵的输出水量；
S3：供水流量计将水量信号输出至控制核心处理器中，控制核心处理器结合供水流量计的量控制肥料称重计量装置的输出量，从而将水和肥料输入至水肥搅拌混合装置中进行搅拌混合；
S4：混合后的肥水通过滴灌供水泵输送至滴灌控制电磁阀中进行滴灌；
S5：多个滴灌控制电磁阀分布于农田中，同时在农田中分布设置轨道装置；
S6：轨道装置中搭载运行移动驱动电机，通过移动驱动电机在农田中运行，采集视屏信号，分析土壤的干燥程度，将信号通过无线信号发射模块和无线信号接收模块传输至控制核心处理器中进行分析；
S7：当分析到干燥信号的土壤区域时，轨道式巡检装置移动的位置接近对应位置的滴灌控制电磁阀，通过RFID信息采集器读取滴灌控制电磁阀上设置的电磁阀RFID芯片信息，从而判断是否启动对应的滴灌控制电磁阀进行调控；
S8：通过视频分析，将较为干燥区域的所述滴灌控制电磁阀进行控制通断，从而对滴灌量实现调控。
本发明的有益效果在于：
本发明是一种农田水肥一体化滴灌调控系统，与现有技术相比，本发明通过轨道式的视频巡检模块视频分析水量需求信息，采集土壤干燥与潮湿的数据，从而通过分析，并通过RFID确认缺水或水量过大区域，从而通过控制对应的滴灌电磁阀实现水量的调控，更进一步节省水量，并能够避免水量过大区域或干燥区域的出现，并能够实现对堵塞滴灌喷头或工作不正常的滴灌电磁阀判断，使用方便，具有推广应用的价值。
附图说明
图1是本发明的结构原理框图；
图2是本发明的轨道结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1和2所示：本发明一种农田水肥一体化滴灌调控系统包括肥料存储容器1、肥料称重计量装置2、水源供水泵3、供水流量计4、水肥搅拌混合装置5、控制核心处理器6、电磁阀控制模块7、滴灌供水泵8和滴灌控制电磁阀9，所述肥料存储容器1的出料端与所述肥料称重计量装置2的进料端连接，所述水源供水泵3的出口与所述供水流量计4的入口连接，所述供水流量计4的出口与所述水肥搅拌混合装置5的进水口连接，所述水肥搅拌混合装置5的进料口与所述肥料称重计量装置2的出料口连接，所述水肥搅拌混合装置5的出料端与所述滴灌供水泵8的进料端连接，所述滴灌供水泵8的出料端与所述滴灌控制电磁阀9连接，所述控制核心处理器6的肥料控制信号输出端与所述肥料称重计量装置2的控制信号输入端连接，所述控制核心处理器6的供水控制信号输出端与所述水源供水泵3的控制信号输入端连接，所述控制核心处理器6的水量信号采集端与所述供水流量计4的信号输出端连接，所述控制核心处理器6的控制信号输出端与所述电磁阀控制模块7的控制信号输入端连接，所述电磁阀控制模块7的控制信号输出端分别与所述滴灌供水泵8和所述滴灌控制电磁阀9连接。
进一步，所述滴灌控制电磁阀9为多个，多个所述滴灌控制电磁阀9均匀分布于滴灌管道上，所述电磁阀控制模块7的控制信号输出端分别与多个所述滴灌控制电磁阀9连接，所述滴灌供水泵8的排料端同时与多个所述滴灌控制电磁阀9连接。
作为改进，还设置有电磁阀RFID芯片10、轨道式巡检装置11和无线信号接收模块12，所述滴灌控制电磁阀9上设置有电磁阀RFID芯片10，所述无线信号接收模块12与所述控制核心处理器6的信号传输端连接，所述轨道式巡检装置11与所述无线信号接收模块12的信号传输端无线连接，所述轨道式巡检装置11具有RFID信息采集器17，所述轨道式巡检装置11通过所述RFID信息采集器17识别所述电磁阀RFID芯片10。
进一步，所述电磁阀RFID芯片10为多个，多个所述电磁阀RFID芯片10分别设置于多个所述滴灌控制电磁阀9上。
进一步，由无线信号发射模块13、滴灌分析摄像头14、移动驱动电机15、轨道装置16和RFID信息采集器17组成，所述无线信号发射模块13与所述无线信号接收模块12之间无线连接，所述无线信号发射模块13的控制信号输出端与所述移动驱动电机15连接，所述移动驱动电机15设置于所述轨道装置16上，所述滴灌分析摄像头14设置于所述移动驱动电机15上，所述滴灌分析摄像头14的信号输出端与所述无线信号发射模块13的信号输入端连接，所述RFID信息采集器17的信号输出端与所述无线信号发射模块13的信号输入端连接。
本发明一种农田水肥一体化滴灌调控系统的控制方法，包括以下步骤：
S1：肥料存储容器1中存储肥料，通过肥料称重计量装置2控制输出肥料的量；
S2：通过水源供水泵3接入水源，通过供水流量计4采集水源供水泵3的输出水量；
S3：供水流量计4将水量信号输出至控制核心处理器6中，控制核心处理器6结合供水流量计4的量控制肥料称重计量装置2的输出量，从而将水和肥料输入至水肥搅拌混合装置5中进行搅拌混合；
S4：混合后的肥水通过滴灌供水泵8输送至滴灌控制电磁阀9中进行滴灌；
S5：多个滴灌控制电磁阀9分布于农田中，同时在农田中分布设置轨道装置16；
S6：轨道装置16中搭载运行移动驱动电机15，通过移动驱动电机15在农田中运行，采集视屏信号，分析土壤的干燥程度，将信号通过无线信号发射模块13和无线信号接收模块12传输至控制核心处理器6中进行分析；
S7：当分析到干燥信号的土壤区域时，轨道式巡检装置11移动的位置接近对应位置的滴灌控制电磁阀9，通过RFID信息采集器17读取滴灌控制电磁阀9上设置的电磁阀RFID芯片10信息，从而判断是否启动对应的滴灌控制电磁阀9进行调控；
S8：通过视频分析，将较为干燥区域的所述滴灌控制电磁阀9进行控制通断，从而对滴灌量实现调控。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。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 (6)

1.一种农田水肥一体化滴灌调控系统，其特征在于：包括肥料存储容器(1)、肥料称重计量装置(2)、水源供水泵(3)、供水流量计(4)、水肥搅拌混合装置(5)、控制核心处理器(6)、电磁阀控制模块(7)、滴灌供水泵(8)和滴灌控制电磁阀(9)，所述肥料存储容器(1)的出料端与所述肥料称重计量装置(2)的进料端连接，所述水源供水泵(3)的出口与所述供水流量计(4)的入口连接，所述供水流量计(4)的出口与所述水肥搅拌混合装置(5)的进水口连接，所述水肥搅拌混合装置(5)的进料口与所述肥料称重计量装置(2)的出料口连接，所述水肥搅拌混合装置(5)的出料端与所述滴灌供水泵(8)的进料端连接，所述滴灌供水泵(8)的出料端与所述滴灌控制电磁阀(9)连接，所述控制核心处理器(6)的肥料控制信号输出端与所述肥料称重计量装置(2)的控制信号输入端连接，所述控制核心处理器(6)的供水控制信号输出端与所述水源供水泵(3)的控制信号输入端连接，所述控制核心处理器(6)的水量信号采集端与所述供水流量计(4)的信号输出端连接，所述控制核心处理器(6)的控制信号输出端与所述电磁阀控制模块(7)的控制信号输入端连接，所述电磁阀控制模块(7)的控制信号输出端分别与所述滴灌供水泵(8)和所述滴灌控制电磁阀(9)连接。
2.根据权利要求1所述的农田水肥一体化滴灌调控系统，其特征在于：所述滴灌控制电磁阀(9)为多个，多个所述滴灌控制电磁阀(9)均匀分布于滴灌管道上，所述电磁阀控制模块(7)的控制信号输出端分别与多个所述滴灌控制电磁阀(9)连接，所述滴灌供水泵(8)的排料端同时与多个所述滴灌控制电磁阀(9)连接。
3.根据权利要求1所述的农田水肥一体化滴灌调控系统，其特征在于：还设置有电磁阀RFID芯片(10)、轨道式巡检装置(11)和无线信号接收模块(12)，所述滴灌控制电磁阀(9)上设置有电磁阀RFID芯片(10)，所述无线信号接收模块(12)与所述控制核心处理器(6)的信号传输端连接，所述轨道式巡检装置(11)与所述无线信号接收模块(12)的信号传输端无线连接，所述轨道式巡检装置(11)具有RFID信息采集器(17)，所述轨道式巡检装置(11)通过所述RFID信息采集器(17)识别所述电磁阀RFID芯片(10)。
4.根据权利要求3所述的农田水肥一体化滴灌调控系统，其特征在于：所述电磁阀RFID芯片(10)为多个，多个所述电磁阀RFID芯片(10)分别设置于多个所述滴灌控制电磁阀(9)上。
5.根据权利要求4所述的农田水肥一体化滴灌调控系统，其特征在于：由无线信号发射模块(13)、滴灌分析摄像头(14)、移动驱动电机(15)、轨道装置(16)和RFID信息采集器(17)组成，所述无线信号发射模块(13)与所述无线信号接收模块(12)之间无线连接，所述无线信号发射模块(13)的控制信号输出端与所述移动驱动电机(15)连接，所述移动驱动电机(15)设置于所述轨道装置(16)上，所述滴灌分析摄像头(14)设置于所述移动驱动电机(15)上，所述滴灌分析摄像头(14)的信号输出端与所述无线信号发射模块(13)的信号输入端连接，所述RFID信息采集器(17)的信号输出端与所述无线信号发射模块(13)的信号输入端连接。
6.一种农田水肥一体化滴灌调控系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：肥料存储容器(1)中存储肥料，通过肥料称重计量装置(2)控制输出肥料的量；
S2：通过水源供水泵(3)接入水源，通过供水流量计(4)采集水源供水泵(3)的输出水量；
S3：供水流量计(4)将水量信号输出至控制核心处理器(6)中，控制核心处理器(6)结合供水流量计(4)的量控制肥料称重计量装置(2)的输出量，从而将水和肥料输入至水肥搅拌混合装置(5)中进行搅拌混合；
S4：混合后的肥水通过滴灌供水泵(8)输送至滴灌控制电磁阀(9)中进行滴灌；
S5：多个滴灌控制电磁阀(9)分布于农田中，同时在农田中分布设置轨道装置(16)；
S6：轨道装置(16)中搭载运行移动驱动电机(15)，通过移动驱动电机(15)在农田中运行，采集视屏信号，分析土壤的干燥程度，将信号通过无线信号发射模块(13)和无线信号接收模块(12)传输至控制核心处理器(6)中进行分析；
S7：当分析到干燥信号的土壤区域时，轨道式巡检装置(11)移动的位置接近对应位置的滴灌控制电磁阀(9)，通过RFID信息采集器(17)读取滴灌控制电磁阀(9)上设置的电磁阀RFID芯片(10)信息，从而判断是否启动对应的滴灌控制电磁阀(9)进行调控；
S8：通过视频分析，将较为干燥区域的所述滴灌控制电磁阀(9)进行控制通断，从而对滴灌量实现调控。
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