CN114097589B - 一种基于作物需水量测量的自动灌溉控制方法及控制系统 - Google Patents

一种基于作物需水量测量的自动灌溉控制方法及控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于作物需水量测量的自动灌溉控制方法及控制系统,包括土壤湿度传感器、信息监测系统、中心处理系统、远程控制系统、过滤系统、水源沉降系统、水源存储系统、药肥混合系统和灌溉给药系统,土壤湿度传感器和监测摄像头监测土壤水分和农作物信息,将信号传递给信息监测系统,信息监测系统将信息传输至中心处理系统分析处理,发布指令完成后续的灌溉、施肥和给药的操作。本发明控制系统有效的对农作物进行全区域或定区域自动灌溉、施肥、给药,降低工作人员的劳动强度,提高农作物的智能化管理,效率高、效果好;本发明有效的对水源进行过滤处理,保证水源干净,减少污染物堵塞灌溉系统,同时能有效的对污染物进行清理。

Description

一种基于作物需水量测量的自动灌溉控制方法及控制系统
技术领域
本发明涉及智能农业技术领域,具体是一种基于作物需水量测量的自动灌溉控制方法及控制系统。
背景技术
在实际生产中的作物灌溉主要采取根据时间间隔进行自动灌溉,即设定每天开始灌溉的时刻和灌溉时长,控制系统根据内置时钟实现灌溉阀门的自动开启和关闭或根据公式计算参照作物需水量来计算实际作物需水量,根据计算得到的作物日需水量,向灌溉区实施等同于作物日需水量的灌溉水量,每天灌溉一次。传统灌溉时为整体性灌溉方式,无法适应定区灌溉,增加灌溉难度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于作物需水量测量的自动灌溉控制方法及控制系统,解决了上述技术问题,控制系统有效的对农作物进行全区域或定区域自动灌溉、施肥、给药,降低工作人员的劳动强度,提高农作物的智能化管理,效率高、效果好;本发明有效的对水源进行过滤处理,保证水源干净,减少污染物堵塞灌溉系统,同时能有效的对污染物进行清理;药肥混合系统具有自动清理功能,避免不同作物之间施肥或给药相互干扰造成的作物死亡的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种基于作物需水量测量的自动灌溉控制系统,包括土壤湿度传感器、信息监测系统、中心处理系统、远程控制系统、过滤系统、水源沉降系统、水源存储系统、药肥混合系统和灌溉给药系统,通过土壤湿度传感器和监测摄像头监测土壤水分和农作物生产状态信息,并将信号传递给信息监测系统,信息监测系统将信息传输至中心处理系统处理并传输给远程控制端,远程控制端反馈信号,通过中心处理系统发布指令进而完成后续的灌溉、施肥和给药的操作。
所述灌溉给药系统包括第五出水管,第五出水管上设有对称分布的第一灌溉件,第五出水管上设有对称分布的第二灌溉件,第二灌溉件上设有伸缩缸。
所述第二灌溉件包括第二支撑管,第二支撑管上滑动设有第三支撑管,第三支撑管上设有连接板,伸缩缸的输出轴与连接板紧固连接,连接板上设有第四电机,第四电机的输出轴紧固连接有第三齿轮,第三支撑管上转动设有第四支撑管,第四支撑管上设有第四齿轮,第四齿轮与第三齿轮啮合传动,第四支撑管上连通设有对称分布的第二喷洒管。
进一步地,所述过滤系统包括滑动箱,滑动箱内设有倾斜底,滑动箱上设有固定环,固定环上设有分隔板,固定环上设有过滤件。
进一步地,所述水源沉降系统包括沉淀箱,沉淀箱上设有第一电机,第一电机的输出轴紧固连接有收卷轮,收卷轮与沉淀箱转动连接,收卷轮上紧固连接有钢绳,沉淀箱上转动设有转轮,沉淀箱上滑动设有滑动架,钢绳绕过转轮分别与滑动架和滑动箱紧固连接,滑动架上设有液压缸,液压缸的输出轴紧固连接有排污件,滑动架上滑动设有转动件,转动件与排污件滑动连接,滑动架上设有第二电机,第二电机的输出轴紧固连接有第一齿轮。
所述沉淀箱包括箱体,箱体上设有隔板,隔板的下方设有过滤网,箱体上滑动设有挡板,箱体上设有固定架,收卷轮与固定架转动连接,转轮与固定架转动连接,滑动箱与固定架滑动连接,滑动架与固定架滑动连接,箱体内形成过滤区和稳定区,连接管将滑动箱与过滤区连通。
进一步地,所述排污件包括滑动杆,滑动杆上设有限位板,滑动杆的一端与液压缸的输出轴紧固连接,滑动杆的另一端转设有封堵板。
所述转动件包括转动管,滑动杆与转动管滑动配合,封堵板与转动管滑动连接,转动管上设有第二齿轮,第二齿轮与第一齿轮啮合传动,转动管上设有连接架,连接架上设有倾斜刷,连接架上设有竖刷。
进一步地,所述水源存储系统包括储水箱,储水箱上设有进水管,进水管的一端与储水箱连通,另一端与稳定区连通,进水管上设有第一控制阀,储水箱上连通设有第一出水管,第一出水管上设有第二控制阀,第一出水管上连通设有第二出水管,第二出水管上设有第三控制阀,储水箱上连通设有第三出水管,第三出水管上设有第四控制阀,第三出水管上设有第五控制阀,第三出水管上、第四控制阀和第五控制阀之间连通设有第四出水管。
进一步地,所述药肥混合系统包括搅拌箱,搅拌箱上设有中转箱,中转箱上设有第三电机,第三电机的输出轴紧固连接有搅拌柱,搅拌柱与中转箱转动连接,搅拌柱内设有水槽,水槽上连通设有进水口,中转箱与进水口连通,搅拌柱上设有阵列分布的高压喷嘴,搅拌柱的下方设有搅拌刷,第一出水管与中转箱连通,第二出水管与搅拌箱连通,第三出水管与搅拌箱连通。
进一步地,所述第四出水管与第五出水管连通。
所述第一灌溉件包括第一支撑管,第一支撑管与第五出水管连通,第一支撑管上设有第七控制阀,第一支撑管上连通设有对称分布的第一喷洒管,第一喷洒管上设有第八控制阀,第一喷洒管上连通设有阵列分布的第一喷嘴。
进一步地,所述第二喷洒管上设有第九控制阀,第二喷洒管上倾斜设有阵列分布的第二喷嘴。
一种基于作物需水量测量的自动灌溉控制系统的控制方法,所述控制方法包括以下步骤:
S1、远程控制终端发布储水信号,中心处理系统发布指令,第一电机带动收卷轮转动将缠绕钢绳放开,带动滑动架和滑动箱下移,使水源淹没部分分隔板高度,水通过过滤件进入滑动箱内;废弃物过滤在过滤件上并收集在筒滤网内;
S2、当需要清理废弃物时,第一电机带动收卷轮缠绕钢绳,带动滑动箱和滑动架上移,在滑动箱的下方放置收集箱,液压缸推动排污件下移,封堵板下移接触收集箱,滑动箱底部打开,第二电机通过齿轮传动带动转动管、倾斜刷、竖刷清理过滤件上的过滤物;
S3、水泵将滑动箱内的过滤水源抽入过滤区内,经过滤网再次过滤流入稳定区内沉降,水泵将稳定区内的二次过滤水抽入储水箱内;
S4、通过土壤湿度传感器监测土壤水分信息传递给信息监测系统,信息监测系统将信息传输至中心处理系统,中心处理系统分析数据并判断是否需要灌溉,并发布灌溉指令信号;
S5、根据农作物属性,系统发布农作物灌溉信号时,判断能否从顶部喷洒,若不可以,第四控制阀、第九控制阀、第七控制阀和第八控制阀打开,第一喷嘴和第二喷嘴对作物底部进行喷水;若可以顶部喷水,第四控制阀、第九控制阀,伸缩缸推动第二喷洒管上移;第四电机转动,通过齿轮传动带动第四支撑管、第二喷洒管和第二喷嘴转动,对农作物进行雾化喷水灌溉;
S6、根据远程控制终端向中心处理系统发布施肥信号,进入施肥模式,从上料斗加入化肥,打开第三控制阀,通过水泵从稳定区内向搅拌箱内送水溶解化肥,第三电机带动搅拌柱充分混合溶解化肥,溶解后,第五控制阀、第九控制阀、第七控制阀和第八控制阀打开,伸缩缸推动第二喷洒管下移,通过第一喷嘴和第二喷嘴对作物底部进行施肥,施肥后,各控制阀关闭,打开第二控制阀,通过水泵将水从中转箱、进水口、高压喷嘴冲向搅拌箱内壁,对内壁进行清洗,搅拌刷刷洗搅拌箱底部,冲洗水排入排污池或打开施肥模式,将清洗水送向农作物;
S7、根据监测摄像头监测农作物虫害状态或远程控制终端向中心处理系统发布杀虫或除草信号,进入杀虫或除草模式,根据农作物特性,调节杀虫或除草的喷药高度,当需要底部除草时,混药方式、喷药操作和搅拌箱清洗方式与S6步骤相同,当需要从顶部杀虫时,混药方式和喷药操作与S5中的顶部喷水操作相同。
进一步地,所述控制方法适用于整区域种植的农作物和分区域种植的农作物。
本发明的有益效果:
1、本发明控制系统有效的对农作物进行全区域或定区域自动灌溉、施肥、给药,降低工作人员的劳动强度,效率高、效果好;
2、本发明有效的对水源进行过滤处理,保证水源干净,减少污染物堵塞灌溉系统,同时能有效的对污染物进行清理;药肥混合系统具有自动清理功能,避免不同作物之间施肥或给药相互干扰造成的作物死亡的问题;
3、本发明灌溉控制方法自动化程度高,提高农作物的智能化管理。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明灌溉控制系统流程图;
图2是本发明灌溉控制系统部分结构示意图;
图3是本发明灌溉控制系统部分结构示意图;
图4是本发明灌溉控制系统剖视图;
图5是本发明灌溉控制系统部分结构示意图;
图6是本发明排污件结构示意图;
图7是本发明转动件结构示意图;
图8是本发明灌溉控制系统部分结构示意图;
图9是本发明图8中A处放大结构示意图;
图10是本发明药肥混合系统结构示意图;
图11是本发明药肥混合系统剖视图;
图12是本发明药肥混合系统部分结构示意图;
图13是本发明灌溉给药系统部分结构示意图;
图14是本发明图13中B处放大结构示意图;
图15是本发明分区灌溉示意图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
一种基于作物需水量测量的自动灌溉控制系统,如图1、图2所示,控制系统包括土壤湿度传感器、信息监测系统、中心处理系统、远程控制系统、过滤系统1、水源沉降系统2、水源存储系统3、药肥混合系统4和灌溉给药系统5,通过土壤湿度传感器和监测摄像头监测土壤水分和农作物生产状态信息,并将信号传递给信息监测系统,信息监测系统将信息传输至中心处理系统处理并传输给远程控制端,远程控制端反馈信号,通过中心处理系统发布指令进而完成后续的灌溉、施肥和给药的操作。
土壤湿度传感器用于检测种植农作物的土壤水分;检测摄像头用于检测农作物的生长状态,用于判断农作物的生长阶段和是否受到虫害。
信息监测系统用于汇总土壤湿度传感器和监测摄像头反馈的信息传输给中心处理系统并存储。
中心处理系统用于分析并反馈监测数据;远程控制端用于控制自动灌溉系统的正常运行。
过滤系统1包括滑动箱11,如图3、图4、图5所示,滑动箱11内设有倾斜底12,滑动箱11上设有固定环13,固定环13上设有分隔板14,分隔板14用于避免进水时形成涡流,进而提高进水效率,固定环13上设有过滤件15,过滤件15包括倾斜滤网151,倾斜滤网151的下方设有筒滤网152,滑动箱11的下方设有排污口,倾斜滤网151与固定环13紧固连接。
水源沉降系统2包括沉淀箱21,如图3、图4所示,沉淀箱21上设有第一电机22,第一电机22的输出轴紧固连接有收卷轮23,收卷轮23与沉淀箱21转动连接,收卷轮23上紧固连接有钢绳231,沉淀箱21上转动设有转轮24,沉淀箱21上滑动设有滑动架25,钢绳231绕过转轮24分别与滑动架25和滑动箱11紧固连接,滑动架25上设有液压缸26,液压缸26的输出轴紧固连接有排污件27,滑动架25上滑动设有转动件28,转动件28与排污件27滑动连接,滑动架25上设有第二电机29,第二电机29的输出轴紧固连接有第一齿轮291。
沉淀箱21包括箱体211,如图3、图4所示,箱体211上设有隔板212,隔板212的下方设有过滤网213,箱体211上滑动设有挡板214,挡板214上设有移动架215,移动架215与箱体211滑动连接,移动架215与箱体211通过螺杆固定,可调节挡板214便于箱体211底部的清理,箱体211上设有固定架216,收卷轮23与固定架216转动连接,转轮24与固定架216转动连接,滑动箱11与固定架216滑动连接,滑动架25与固定架216滑动连接,箱体211内形成过滤区217和稳定区218,连接管将滑动箱与过滤区217连通,连接管的进水端位于滑动箱11和过滤件15之间,并通过水泵将初过滤的水抽入过滤区217内,经过过滤网二次过滤后进而稳定区218内。
排污件27包括滑动杆271,如图6所示,滑动杆271上设有限位板272,滑动杆271的一端与液压缸26的输出轴紧固连接,滑动杆271的另一端转设有封堵板273,滑动杆271上设有清理刷274,清理刷274上设有导向杆275,封堵板273与筒滤网152配合,封堵板273与排污口配合。
转动件28包括转动管281,如图7所示,滑动杆271与转动管281滑动配合,封堵板273与转动管281滑动连接,转动管281上设有第二齿轮282,第二齿轮282与第一齿轮291啮合传动,转动管281上设有连接架283,连接架283上设有倾斜刷284,连接架283上设有竖刷285,导向杆275与竖刷285滑动连接,倾斜刷284用于清理倾斜滤网151上的附着物,竖刷285用于倾斜筒滤网152上的附着物。
水源存储系统3包括储水箱31,如图7、图8所示,储水箱31上设有进水管32,进水管32的一端与储水箱31连通,另一端与稳定区218连通,进水管32通过水泵将稳定区218内沉淀后的水抽入储水箱31内,进水管32上设有第一控制阀33,储水箱31上连通设有第一出水管34,第一出水管34上设有第二控制阀35,第一出水管34上连通设有第二出水管36,第二出水管36上设有第三控制阀37,储水箱31上连通设有第三出水管38,第三出水管38上设有第四控制阀381,第三出水管38上设有第五控制阀382,第三出水管38上、第四控制阀381和第五控制阀382之间连通设有第四出水管39。
药肥混合系统4包括搅拌箱41,如图10、图11、图12所示,搅拌箱41上连通设有上料斗411,上料斗411用于投放药物或肥料,搅拌箱41上连通设有排污管412,排污管412与排污池连通,排污管412上设有第六控制阀413,搅拌箱41上设有中转箱42,中转箱42上设有第三电机43,第三电机43的输出轴紧固连接有搅拌柱44,搅拌柱44与中转箱42转动连接,搅拌柱44与搅拌箱41转动连接,搅拌柱44内设有水槽45,水槽45上连通设有进水口46,中转箱42与进水口46连通,搅拌柱44上设有阵列分布的高压喷嘴47,搅拌柱44上设有第一搅拌板481,搅拌柱44上设有第二搅拌板482,搅拌柱44的下方设有搅拌刷49,搅拌刷49上设有贯穿孔491,第一出水管34与中转箱42连通,第二出水管36与搅拌箱41连通,第一出水管34与第二出水管36均通过水泵向搅拌箱41内进行输送水,第三出水管38与搅拌箱41连通。
灌溉给药系统5包括第五出水管51,如图13、图14所示,第五出水管51上设有对称分布的第一灌溉件52,第五出水管51上设有对称分布的第二灌溉件53,第二灌溉件53上设有伸缩缸54,第四出水管39与第五出水管51连通。
第一灌溉件52包括第一支撑管521,如图13所示,第一支撑管521与第五出水管51连通,第一支撑管521上设有第七控制阀522,第一支撑管521上连通设有对称分布的第一喷洒管523,第一喷洒管523上设有第八控制阀524,第一喷洒管523上连通设有阵列分布的第一喷嘴525。
第二灌溉件53包括第二支撑管531,如图14所示,伸缩缸54与第二支撑管531紧固连接,第二支撑管531固定在底面上,第二支撑管531上滑动设有第三支撑管532,第三支撑管532上设有连接板533,伸缩缸54的输出轴与连接板533紧固连接,连接板533上设有第四电机534,第四电机的输出轴紧固连接有第三齿轮535,第三支撑管532上转动设有第四支撑管536,第四支撑管536上设有第四齿轮537,第四齿轮537与第三齿轮535啮合传动,第四支撑管536上连通设有对称分布的第二喷洒管538,第二喷洒管538上设有第九控制阀539,第二喷洒管538上倾斜设有阵列分布的第二喷嘴540。
实施例1
远程控制终端发布储水信号,中心处理系统发布指令,第一电机带动收卷轮23转动将缠绕钢绳231放开,带动滑动架25和滑动箱11下移,使水源淹没部分分隔板14高度,水通过过滤件15进入滑动箱11内;废弃物过滤在过滤件15上并收集在筒滤网152内;
当需要清理废弃物时,第一电机带动收卷轮23缠绕钢绳231,带动滑动箱11和滑动架25上移,在滑动箱11的下方放置收集箱,液压缸26推动排污件27下移,封堵板273下移接触收集箱,滑动箱11底部打开,第二电机29通过齿轮传动带动转动管281、倾斜刷284、竖刷285清理过滤件15上的过滤物;
水泵将滑动箱11内的过滤水源抽入过滤区217内,经过滤网213再次过滤流入稳定区218内沉降,水泵将稳定区218内的二次过滤水抽入储水箱31内;
实施例2
通过土壤湿度传感器监测土壤水分信息传递给信息监测系统,信息监测系统将信息传输至中心处理系统,中心处理系统分析数据并判断是否需要灌溉,并发布灌溉指令信号;
根据农作物属性,系统发布农作物灌溉信号时,判断能否从顶部喷洒,若不可以,第四控制阀381、第九控制阀539、第七控制阀522和第八控制阀524打开,第一喷嘴525和第二喷嘴540对作物底部进行喷水;若可以顶部喷水,第四控制阀381、第九控制阀539,伸缩缸54推动第二喷洒管528上移;第四电机534转动,通过齿轮传动带动第四支撑管536、第二喷洒管538和第二喷嘴540转动,对农作物进行雾化喷水灌溉。
实施例3
根据远程控制终端向中心处理系统发布施肥信号,进入施肥模式,从上料斗411加入化肥,打开第三控制阀37,通过水泵从稳定区218内向搅拌箱41内送水溶解化肥,第三电机43带动搅拌柱44、第一搅拌板481、第二搅拌板482充分混合溶解化肥,溶解后,第五控制阀382、第九控制阀539、第七控制阀522和第八控制阀524打开,伸缩缸54推动第二喷洒管528下移,通过第一喷嘴525和第二喷嘴540对作物底部进行施肥,施肥后,各控制阀关闭,打开第二控制阀35,通过水泵将水从中转箱42、进水口46、高压喷嘴47冲向搅拌箱41内壁,对内壁进行清洗,搅拌刷49刷洗搅拌箱41底部,打开第六控制阀413将冲洗水排入排污池或打开施肥模式,将清洗水送向农作物。
实施例4
根据监测摄像头监测农作物虫害状态或远程控制终端向中心处理系统发布杀虫或除草信号,进入杀虫或除草模式,根据农作物特性,调节杀虫或除草的喷药高度,当需要底部除草时,混药方式、喷药操作和搅拌箱41清洗方式与实施例3步骤相同,当需要从顶部杀虫时,混药方式和喷药操作与实施例2中的顶部喷水操作相同。
实施例5
如图15所示,当不同农作物分区域种植时,对其进行独立的灌溉、施肥、给药时,操作方式与实施例1至实施例5中操作方式相同,其区别在于,底部农作物通过控制不施肥区域的控制阀关闭来完成操作,顶部操作时,关闭不施肥或给药区域的控制阀,同时周期性关闭施肥或给药区域的控制阀,达到定区域操作。
本发明控制系统有效的对农作物进行全区域或定区域自动灌溉、施肥、给药,降低工作人员的劳动强度,提高农作物的智能化管理,效率高、效果好;本发明有效的对水源进行过滤处理,保证水源干净,减少污染物堵塞灌溉系统,同时能有效的对污染物进行清理;药肥混合系统具有自动清理功能,避免不同作物之间施肥或给药相互干扰造成的作物死亡的问题。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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。

Claims (3)

1.一种基于作物需水量测量的自动灌溉控制系统,其特征在于,包括土壤湿度传感器、信息监测系统、中心处理系统、远程控制系统、过滤系统(1)、水源沉降系统(2)、水源存储系统(3)、药肥混合系统(4)和灌溉给药系统(5),通过土壤湿度传感器和监测摄像头监测土壤水分和农作物生产状态信息,并将信号传递给信息监测系统,信息监测系统将信息传输至中心处理系统处理并传输给远程控制端,远程控制端反馈信号,通过中心处理系统发布指令进而完成后续的灌溉、施肥和给药的操作;
所述灌溉给药系统(5)包括第五出水管(51),第五出水管(51)上设有对称分布的第一灌溉件(52),第五出水管(51)上设有对称分布的第二灌溉件(53),第二灌溉件(53)上设有伸缩缸(54);
所述第二灌溉件(53)包括第二支撑管(531),第二支撑管(531)上滑动设有第三支撑管(532),第三支撑管(532)上设有连接板(533),伸缩缸(54)的输出轴与连接板(533)紧固连接,连接板(533)上设有第四电机(534),第四电机的输出轴紧固连接有第三齿轮(535),第三支撑管(532)上转动设有第四支撑管(536),第四支撑管(536)上设有第四齿轮(537),第四齿轮(537)与第三齿轮(535)啮合传动,第四支撑管(536)上连通设有对称分布的第二喷洒管(538);
所述水源沉降系统(2)包括沉淀箱(21),沉淀箱(21)上设有第一电机(22),第一电机(22)的输出轴紧固连接有收卷轮(23),收卷轮(23)与沉淀箱(21)转动连接,收卷轮(23)上紧固连接有钢绳(231),沉淀箱(21)上转动设有转轮(24),沉淀箱(21)上滑动设有滑动架(25),钢绳(231)绕过转轮(24)分别与滑动架(25)和滑动箱(11)紧固连接,滑动架(25)上设有液压缸(26),液压缸(26)的输出轴紧固连接有排污件(27),滑动架(25)上滑动设有转动件(28),转动件(28)与排污件(27)滑动连接,滑动架(25)上设有第二电机(29),第二电机(29)的输出轴紧固连接有第一齿轮(291);
所述沉淀箱(21)包括箱体(211),箱体(211)上设有隔板(212),隔板(212)的下方设有过滤网(213),箱体(211)上滑动设有挡板(214),箱体(211)上设有固定架(216),收卷轮(23)与固定架(216)转动连接,转轮(24)与固定架(216)转动连接,滑动箱(11)与固定架(216)滑动连接,滑动架(25)与固定架(216)滑动连接,箱体(211)内形成过滤区(217)和稳定区(218),连接管将滑动箱与过滤区(217)连通;
所述排污件(27)包括滑动杆(271),滑动杆(271)上设有限位板(272),滑动杆(271)的一端与液压缸(26)的输出轴紧固连接,滑动杆(271)的另一端转设有封堵板(273);
所述转动件(28)包括转动管(281),滑动杆(271)与转动管(281)滑动配合,封堵板(273)与转动管(281)滑动连接,转动管(281)上设有第二齿轮(282),第二齿轮(282)与第一齿轮(291)啮合传动,转动管(281)上设有连接架(283),连接架(283)上设有倾斜刷(284),连接架(283)上设有竖刷(285);
所述水源存储系统(3)包括储水箱(31),储水箱(31)上设有进水管(32),进水管(32)的一端与储水箱(31)连通,另一端与稳定区(218)连通,进水管(32)上设有第一控制阀(33),储水箱(31)上连通设有第一出水管(34),第一出水管(34)上设有第二控制阀(35),第一出水管(34)上连通设有第二出水管(36),第二出水管(36)上设有第三控制阀(37),储水箱(31)上连通设有第三出水管(38),第三出水管(38)上设有第四控制阀(381),第三出水管(38)上设有第五控制阀(382),第三出水管(38)上、第四控制阀(381)和第五控制阀(382)之间连通设有第四出水管(39);
所述过滤系统(1)包括滑动箱(11),滑动箱(11)内设有倾斜底(12),滑动箱(11)上设有固定环(13),固定环(13)上设有分隔板(14),固定环(13)上设有过滤件(15);
所述药肥混合系统(4)包括搅拌箱(41),搅拌箱(41)上设有中转箱(42),中转箱(42)上设有第三电机(43),第三电机(43)的输出轴紧固连接有搅拌柱(44),搅拌柱(44)与中转箱(42)转动连接,搅拌柱(44)内设有水槽(45),水槽(45)上连通设有进水口(46),中转箱(42)与进水口(46)连通,搅拌柱(44)上设有阵列分布的高压喷嘴(47),搅拌柱(44)的下方设有搅拌刷(49),第一出水管(34)与中转箱(42)连通,第二出水管(36)与搅拌箱(41)连通,第三出水管(38)与搅拌箱(41)连通;
所述第四出水管(39)与第五出水管(51)连通;
所述第一灌溉件(52)包括第一支撑管(521),第一支撑管(521)与第五出水管(51)连通,第一支撑管(521)上设有第七控制阀(522),第一支撑管(521)上连通设有对称分布的第一喷洒管(523),第一喷洒管(523)上设有第八控制阀(524),第一喷洒管(523)上连通设有阵列分布的第一喷嘴(525);
所述第二喷洒管(538)上设有第九控制阀(539),第二喷洒管(538)上倾斜设有阵列分布的第二喷嘴(540)。
2.根据权利要求1所述的一种基于作物需水量测量的自动灌溉控制系统的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括以下步骤:
S1、远程控制终端发布储水信号,中心处理系统发布指令,第一电机带动收卷轮(23)转动将缠绕钢绳(231)放开,带动滑动架(25)和滑动箱(11)下移,使水源淹没部分分隔板(14)高度,水通过过滤件(15)进入滑动箱(11)内;废弃物过滤在过滤件(15)上并收集在筒滤网(152)内;
S2、当需要清理废弃物时,第一电机带动收卷轮(23)缠绕钢绳(231),带动滑动箱(11)和滑动架(25)上移,在滑动箱(11)的下方放置收集箱,液压缸(26)推动排污件(27)下移,封堵板(273)下移接触收集箱,滑动箱(11)底部打开,第二电机(29)通过齿轮传动带动转动管(281)、倾斜刷(284)、竖刷(285)清理过滤件(15)上的过滤物;
S3、水泵将滑动箱(11)内的过滤水源抽入过滤区(217)内,经过滤网(213)再次过滤流入稳定区(218)内沉降,水泵将稳定区(218)内的二次过滤水抽入储水箱(31)内;
S4、通过土壤湿度传感器监测土壤水分信息传递给信息监测系统,信息监测系统将信息传输至中心处理系统,中心处理系统分析数据并判断是否需要灌溉,并发布灌溉指令信号;
S5、根据农作物属性,系统发布农作物灌溉信号时,判断能否从顶部喷洒,若不可以,第四控制阀(381)、第九控制阀(539)、第七控制阀(522)和第八控制阀(524)打开,第一喷嘴(525)和第二喷嘴(540)对作物底部进行喷水;若可以顶部喷水,第四控制阀(381)、第九控制阀(539),伸缩缸(54)推动第二喷洒管(528)上移;第四电机(534)转动,通过齿轮传动带动第四支撑管(536)、第二喷洒管(538)和第二喷嘴(540)转动,对农作物进行雾化喷水灌溉;
S6、根据远程控制终端向中心处理系统发布施肥信号,进入施肥模式,从上料斗(411)加入化肥,打开第三控制阀(37),通过水泵从稳定区(218)内向搅拌箱(41)内送水溶解化肥,第三电机(43)带动搅拌柱(44)充分混合溶解化肥,溶解后,第五控制阀(382)、第九控制阀(539)、第七控制阀(522)和第八控制阀(524)打开,伸缩缸(54)推动第二喷洒管(528)下移,通过第一喷嘴(525)和第二喷嘴(540)对作物底部进行施肥,施肥后,各控制阀关闭,打开第二控制阀(35),通过水泵将水从中转箱(42)、进水口(46)、高压喷嘴(47)冲向搅拌箱(41)内壁,对内壁进行清洗,搅拌刷(49)刷洗搅拌箱(41)底部,冲洗水排入排污池或打开施肥模式,将清洗水送向农作物;
S7、根据监测摄像头监测农作物虫害状态,远程控制终端向中心处理系统发布杀虫或除草信号,进入杀虫或除草模式,根据农作物特性,调节杀虫或除草的喷药高度,当需要底部除草时与S6步骤相同,当需要从顶部杀虫时与S5中操作相同。
3.根据权利要求2所述的一种基于作物需水量测量的自动灌溉控制系统的控制方法,其特征在于,所述控制方法适用于整区域种植的农作物和分区域种植的农作物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116349590B (zh) * 2023-05-31 2023-07-28 上海华维可控农业科技集团股份有限公司 一种基于物联网的规模化农田灌溉系统和方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5403498A (en) * 1993-04-26 1995-04-04 Econeco Inc. Gray water reuse control system
CN107258485A (zh) * 2017-07-05 2017-10-20 佛山杰致信息科技有限公司 智能灌溉系统
CN108579200A (zh) * 2018-05-16 2018-09-28 曹淑杰 一种雨水收集净化装置
CN109348819A (zh) * 2018-11-14 2019-02-19 山东省农业机械科学研究院 一种智能高效水肥药一体化系统
CN110228886A (zh) * 2019-06-26 2019-09-13 王子腾 一种用于重金属离子的污水处理设备
CN209974426U (zh) * 2019-05-16 2020-01-21 杭州卓妙实业有限公司 一种硬水软化处理系统
WO2020047593A1 (en) * 2018-09-04 2020-03-12 Robert Bosch (Australia) Pty Ltd Automatic irrigation system with 3d soil moisture mapping tool
CN211394092U (zh) * 2019-10-12 2020-09-01 江苏如意环境工程有限公司 一种便于移动的小型废水处理装置
CN213187505U (zh) * 2020-08-29 2021-05-14 上海丰麓园林绿化建设有限公司 一种角度可调的苗木浇灌装置
CN214158714U (zh) * 2020-09-30 2021-09-10 芜湖绿城节能环保科技有限公司 一种工业污水处理用过滤装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5403498A (en) * 1993-04-26 1995-04-04 Econeco Inc. Gray water reuse control system
CN107258485A (zh) * 2017-07-05 2017-10-20 佛山杰致信息科技有限公司 智能灌溉系统
CN108579200A (zh) * 2018-05-16 2018-09-28 曹淑杰 一种雨水收集净化装置
WO2020047593A1 (en) * 2018-09-04 2020-03-12 Robert Bosch (Australia) Pty Ltd Automatic irrigation system with 3d soil moisture mapping tool
CN109348819A (zh) * 2018-11-14 2019-02-19 山东省农业机械科学研究院 一种智能高效水肥药一体化系统
CN209974426U (zh) * 2019-05-16 2020-01-21 杭州卓妙实业有限公司 一种硬水软化处理系统
CN110228886A (zh) * 2019-06-26 2019-09-13 王子腾 一种用于重金属离子的污水处理设备
CN211394092U (zh) * 2019-10-12 2020-09-01 江苏如意环境工程有限公司 一种便于移动的小型废水处理装置
CN213187505U (zh) * 2020-08-29 2021-05-14 上海丰麓园林绿化建设有限公司 一种角度可调的苗木浇灌装置
CN214158714U (zh) * 2020-09-30 2021-09-10 芜湖绿城节能环保科技有限公司 一种工业污水处理用过滤装置

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