CN113692893A - 大棚设施农作物生长环境因子监控系统及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了大棚设施农作物生长环境因子监控系统及其操作方法，属于环境因子监测技术领域，包括灌溉设备和环境监测平台，灌溉设备包括有储肥罐，储肥罐的外壁贯穿连接有加料管，加料管的另一端连通有混合罐，加料管的外壁安装有泵体和第一流量计，混合罐的上端面连通有加水管，加水管的外壁安装有第二流量计和第一电磁阀，混合罐的底部连通有出水管，出水管的外壁安装有第二电磁阀；本发明主要设计了一套可以进行大棚内温度环境和土壤环境因素的检测机构，并通过检测后的数据，按照需要实施水与肥的科学控制灌溉。
Description
技术领域
本发明属于环境因子监测技术领域，具体涉及大棚设施农作物生长环境因子监控系统及其操作方法。
背景技术
近年来，随着我国农业和农村经济的发展，农业生产方式逐步由传统的粗放经营式向现代集约型经营方式转变，农业科技示范园，作为现代集约型农业和高新科技应用的示范窗口应运而生，随着农业种植技术的发展，大棚种植技术越来越得到广泛的推广，由于大棚生产利用自然资源，完全实施避雨栽培技术、节水灌溉技术、配方施肥、标准化生产技术，且能够有效利用冬季自然光能，生产优质反季节蔬菜，能使产品附加值大幅提高。专利CN105259958B公开一种温室大棚环境因子智能监控系统，根据对农作物生长情况和周围环境因子的监测结果，再采用不同措施对温室大棚内的环境进行管理。当大棚中缺水缺肥时，一般采用依次灌溉清水和肥水的方式或者同时灌溉清水与肥水的方式，依次灌溉清水与肥水耗时较长，且需要对环境因子进行更加精准的监测以便了解清水和肥水之间灌溉的转换节点；同时灌溉清水与肥水时，清水与肥水不能混合均匀，尤其是肥水里含有下沉肥料容易被清水冲走，进而使得肥水灌溉位置不确定；现有的环境大棚因子监测系统通常只监测大棚中的空气湿度，忽略了灌溉过程中土壤湿度的要素，因此根据人工判断或者固定的水量进行灌溉，进而常常造成水肥灌溉数量大于棚内需要的水肥量，因此造成对水肥的浪费。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了大棚设施农作物生长环境因子监控系统及其操作方法，具有多样化较完备的环境因子监测系统，同时可根据监测的环境因子数据而同时调整灌溉水和施肥的数量，避免对水肥的浪费。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：大棚设施农作物生长环境因子监控系统，包括灌溉设备和环境监测平台，所述灌溉设备包括有储肥罐，所述储肥罐的外壁贯穿连接有加料管，所述加料管的另一端连通有混合罐，所述加料管的外壁安装有泵体和第一流量计，所述混合罐的上端面固定安装有电机，所述电机的输出端安装有转轴，所述转轴的下端贯穿混合罐并延伸至混合罐的内部，所述转轴的下端固定连接有弧形杆，所述混合罐的上端面连通有加水管，所述加水管的外壁安装有第二流量计和第一电磁阀，所述混合罐的底部连通有出水管，所述出水管的外壁安装有第二电磁阀，所述加水管和出水管之间连通有连接管，所述连接管位于第二流量计和第一电磁阀之间，所述连接管的外壁安装有第三电磁阀。
为了方便在储肥罐中添加肥料，作为本发明大棚设施农作物生长环境因子监控系统优选的，所述储肥罐的上端面设置有进料口。
为了方便测量储肥罐中肥料数量并及时添加肥料，作为本发明大棚设施农作物生长环境因子监控系统优选的，所述储肥罐的外壁固定安装有液位传感器，所述液位传感器的输出端安装有探头，所述探头的另一端贯穿储肥罐并延伸至储肥罐的内部。
为了增加搅拌装置的强度，作为本发明大棚设施农作物生长环境因子监控系统优选的，所述转轴和弧形杆之间固定连接有多个加强杆。
为了增强储肥罐和混合罐的稳定性，作为本发明大棚设施农作物生长环境因子监控系统优选的，所述储肥罐和混合罐外壁的下侧均固定安装有支架。
为了增加监测系统监测种类的多样性，作为本发明大棚设施农作物生长环境因子监控系统优选的，所述环境监测平台的监测对象包括温度、湿度、二氧化碳浓度和土壤酸碱度。
为了方便同时了解空气与土壤的湿度，以便确定灌溉水肥数量，作为本发明大棚设施农作物生长环境因子监控系统优选的，所述湿度监测采用设备为空气湿度传感器和土壤湿度传感器。
一种大棚设施农作物生长环境因子监控系统的操作方法，包括如下步骤：
S1、通过环境监测平台收集温度监测、湿度监测、二氧化碳浓度监测和土壤酸碱度监测数据；
S2、人工查看数据并控制灌溉设备的运行；
S3、需要添加肥料时，打开第一电磁阀并关闭第二电磁阀和第三电磁阀，启动泵体将储肥罐内部的肥料抽出至混合罐内，通过第一流量计监测肥料的流量，清水通过加水管添加至混合罐内，通过第二流量计监测清水的流量，启动电机带动转轴和弧形杆对水肥进行混合搅拌，水肥混合均匀后，开启第二电磁阀使水肥排出至大棚内；
S4、不需要添加肥料时，关闭第一电磁阀和第二电磁阀，打开第三电磁阀使清水流入大棚内；
S5、通过使用空气湿度传感器和土壤湿度传感器分别对空气与土壤的湿度进行监测，当空气与土壤湿度均达到预设值时，停止灌溉。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)储肥罐用以储存肥料，通过将清水与肥料在混合罐中搅拌混合均匀，再使用混合后的水肥对大棚土地进行灌溉，进而可使清水与肥料在同一时间段实现均匀灌溉效果，同时根据监测环境因子结果而灌溉不同数量的水肥；
2)通过监测大棚中温度、湿度、二氧化碳浓度和土壤酸碱度，进而可增加监测对象种类的多样性，以便工作人员更准确地判断农作物生长状态与环境，通过同时监测空气湿度与土壤湿度，进而方便工作人员了解灌溉水肥数量是否达到需要量，从而减少对水肥的浪费，达到节水灌溉的效果；
3)不需要添加肥料时，关闭第一电磁阀和第二电磁阀，打开第三电磁阀使清水流入大棚内，从而达到水、肥分离灌溉的效果。
附图说明
图1是本发明的大棚设施农作物生长环境因子监控系统的结构图。
图2是本发明的储肥罐和混合罐剖面图。
附图序号及名称：1、储肥罐；101、进料口；2、液位传感器；201、探头；3、加料管；301、泵体；302、第一流量计；4、混合罐；5、电机；501、转轴；502、加强杆；503、弧形杆；6、加水管；601、第二流量计；602、第一电磁阀；7、出水管；701、第二电磁阀；8、连接管；801、第三电磁阀；9、支架。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
请参阅图1-2，本发明提供以下技术方案：大棚设施农作物生长环境因子监控系统及其操作方法，包括灌溉设备和环境监测平台，灌溉设备包括有储肥罐1，储肥罐1的外壁贯穿连接有加料管3，加料管3的另一端连通有混合罐4，加料管3的外壁安装有泵体301和第一流量计302，混合罐4的上端面固定安装有电机5，电机5的输出端安装有转轴501，转轴501的下端贯穿混合罐4并延伸至混合罐4的内部，转轴501的下端固定连接有弧形杆503，混合罐4的上端面连通有加水管6，加水管6的外壁安装有第二流量计601和第一电磁阀602，混合罐4的底部连通有出水管7，出水管7的外壁安装有第二电磁阀701，加水管6和出水管7之间连通有连接管8，连接管8位于第二流量计601和第一电磁阀602之间，连接管8的外壁安装有第三电磁阀801，转轴501和弧形杆503之间固定连接有多个加强杆502，储肥罐1和混合罐4外壁的下侧均固定安装有支架9，第一电磁阀602、第二电磁阀701和第三电磁阀801的信号端均连接有远程控制器。
本实施例中：储肥罐1用以储存肥料，通过将清水与肥料在混合罐4中搅拌混合均匀，再使用混合后的水肥对大棚土地进行灌溉，进而可使清水与肥料在同一时间段实现均匀灌溉效果，同时根据监测环境因子结果而灌溉不同数量的水肥。
作为本发明的一种技术优化方案，储肥罐1的上端面设置有进料口101，储肥罐1的外壁固定安装有液位传感器2，液位传感器2的输出端安装有探头201，探头201的另一端贯穿储肥罐1并延伸至储肥罐1的内部。
本实施例中：通过将液位传感器2安装在储肥罐1靠下方位置，进而当储肥罐1内部肥料液面下降至探头201下方时，液位传感器2发红光警报，从而方便工作人员及时为储肥罐1内添加肥料。
作为本发明的一种技术优化方案，环境监测平台的监测对象包括温度、湿度、二氧化碳浓度和土壤酸碱度，湿度监测采用设备为空气湿度传感器和土壤湿度传感器。
本实施例中：通过监测大棚中温度、湿度、二氧化碳浓度和土壤酸碱度，进而可增加监测对象种类的多样性，以便工作人员更准确地判断农作物生长状态与环境，通过同时监测空气湿度与土壤湿度，进而方便工作人员了解灌溉水肥数量是否达到需要量。
本发明的工作原理及使用流程：通过环境监测平台收集温度监测、湿度监测空气湿度和土壤湿度、二氧化碳浓度监测和土壤酸碱度监测数据；人工查看数据并控制灌溉设备的运行；需要添加肥料时，打开第一电磁阀602并关闭第二电磁阀701和第三电磁阀801，启动泵体301将储肥罐1内部的肥料抽出至混合罐4内，通过第一流量计302监测肥料的流量，清水通过加水管6添加至混合罐4内，通过第二流量计601监测清水的流量，启动电机5带动转轴501和弧形杆503对水肥进行混合搅拌，水肥混合均匀后，开启第二电磁阀701使水肥排出至大棚内；不需要添加肥料时，关闭第一电磁阀602和第二电磁阀701，打开第三电磁阀801使清水流入大棚内；通过使用空气湿度传感器和土壤湿度传感器分别对空气与土壤的湿度进行监测，当空气与土壤湿度均达到预设值时，停止灌溉。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种大棚设施农作物生长环境因子监控系统，包括灌溉设备和环境监测平台，其特征在于：所述灌溉设备包括有储肥罐(1)，所述储肥罐(1)的外壁贯穿连接有加料管(3)，所述加料管(3)的另一端连通有混合罐(4)，所述加料管(3)的外壁安装有泵体(301)和第一流量计(302)，所述混合罐(4)的上端面固定安装有电机(5)，所述电机(5)的输出端安装有转轴(501)，所述转轴(501)的下端贯穿混合罐(4)并延伸至混合罐(4)的内部，所述转轴(501)的下端固定连接有弧形杆(503)，所述混合罐(4)的上端面连通有加水管(6)，所述加水管(6)的外壁安装有第二流量计(601)和第一电磁阀(602)，所述混合罐(4)的底部连通有出水管(7)，所述出水管(7)的外壁安装有第二电磁阀(701)，所述加水管(6)和出水管(7)之间连通有连接管(8)，所述连接管(8)位于第二流量计(601)和第一电磁阀(602)之间，所述连接管(8)的外壁安装有第三电磁阀(801)。
2.根据权利要求1所述的大棚设施农作物生长环境因子监控系统，其特征在于：所述储肥罐(1)的上端面设置有进料口(101)。
3.根据权利要求1所述的大棚设施农作物生长环境因子监控系统，其特征在于：所述储肥罐(1)的外壁固定安装有液位传感器(2)，所述液位传感器(2)的输出端安装有探头(201)，所述探头(201)的另一端贯穿储肥罐(1)并延伸至储肥罐(1)的内部。
4.根据权利要求1所述的大棚设施农作物生长环境因子监控系统，其特征在于：所述转轴(501)和弧形杆(503)之间固定连接有多个加强杆(502)。
5.根据权利要求1所述的大棚设施农作物生长环境因子监控系统，其特征在于：所述储肥罐(1)和混合罐(4)外壁的下侧均固定安装有支架(9)。
6.根据权利要求1所述的大棚设施农作物生长环境因子监控系统，其特征在于：所述环境监测平台的监测对象包括温度、湿度、二氧化碳浓度和土壤酸碱度。
7.根据权利要求6所述的大棚设施农作物生长环境因子监控系统，其特征在于：所述湿度监测采用设备为空气湿度传感器和土壤湿度传感器。
8.根据权利要求1所述的大棚设施农作物生长环境因子监控系统，其特征在于：所述第一电磁阀(602)、第二电磁阀(701)和第三电磁阀(801)的信号端均连接有远程控制器。
9.一种根据权利要求1-7任意一项所述的大棚设施农作物生长环境因子监控系统的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、通过环境监测平台收集温度监测、湿度监测(空气湿度和土壤湿度)、二氧化碳浓度监测和土壤酸碱度监测数据；
S2、人工查看数据并控制灌溉设备的运行；
S3、需要添加肥料时，打开第一电磁阀(602)并关闭第二电磁阀(701)和第三电磁阀(801)，启动泵体(301)将储肥罐(1)内部的肥料抽出至混合罐(4)内，通过第一流量计(302)监测肥料的流量，清水通过加水管(6)添加至混合罐(4)内，通过第二流量计(601)监测清水的流量，启动电机(5)带动转轴(501)和弧形杆(503)对水肥进行混合搅拌，水肥混合均匀后，开启第二电磁阀(701)使水肥排出至大棚内；
S4、不需要添加肥料时，关闭第一电磁阀(602)和第二电磁阀(701)，打开第三电磁阀(801)使清水流入大棚内；
S5、通过使用空气湿度传感器和土壤湿度传感器分别对空气与土壤的湿度进行监测，当空气与土壤湿度均达到预设值时，停止灌溉。
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