CN114128472B - 一种基于植生卷的水肥一体控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于植生卷的水肥一体控制系统及其控制方法，包括管道；还包括由所述管道依次连接的首部模块、测控模块与植生卷结构；首部模块包括设置在管道上的主阀门与第一控制器、施肥泵、施肥桶；施肥桶通过第一阀门与管道连接；植生卷结构包括从下至上依次设置的支撑层、储水层、供水层、种子放置层、滴灌管与防护层；测控模块包括第二控制器，传感器与调控装置；还包括水分与养分控制方法。多层结构配合提高植物的存活率，促进植物的生长，智能化的水肥供应系统保证植物在生长期间有充分的养分与水分，且充分利用资源，防止资源浪费，多个传感器进行数据检测，及时对异常情况做出相应措施，保证植物的正常生长。

Description

一种基于植生卷的水肥一体控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种园林绿化培育设备领域，尤其涉及一种基于植生卷的水肥一体控制系统。

背景技术

在大规模基础设施建设工程和矿山开采中会形成大量的裸露创面及坡地，依靠自然力恢复植被及保护其功能十分困难。另外，还有一些坡面因植被缺失，风化侵蚀和水土流失严重，坡面失稳危险性很大。虽然传统的工程护坡技术如抗滑桩、挡土墙和锚桩等可以解决坡体基础稳定问题，灰浆抹面、浆砌片石和喷混等技术可以解决坡面表层稳定问题，但以上技术仅满足了工程建设结构功能的需要，而忽视了景观效果和生态影响。由于边坡绿化的特殊性，采用常规的园林植树种草绿化方法护坡难以实现植被护坡的终极目标。利用环境友好的柔性生物质复合材料与植物相结合进行坡面防护和植被恢复的生态护坡技术，属于工程护坡的环保技术革新。生态护坡技术利用生物质材料工业化产品部分取代土工材料，可以最大程度地减少硬质材料和完全工业化材料对生态环境带来的负面影响。

植生卷材就是一种用于坡地植被恢复及防止水土流失的先进植被修复工程材料，采用该技术产品，通过绿化技术可达到植被恢复与防止水土流失的双重作用。在现有技术中，植生卷材存在诸多缺陷，例如布置植物密度低，水分利用率低以及供水不足等问题，且由于现有技术措施不完善，特别是水肥管理等后期养护工作难以到位，使得现有绿化存在投入大、保持时间短、容易造成对环境的二次污染等缺点，难以大面积推广。在绿化培育技术中，水肥一体化精准灌溉施肥技术是将灌溉与施肥融为一体进行精准灌溉施肥的新技术，可按照作物生长需求，进行水分和养分定量、定时，按比例供应。而现有的灌溉技术中并没有能够较好地实现上述功能且适合于立体绿化的装置或设备。因此，设计一种能促进植物生长的植生卷结构以及与之结合的水肥一体控制系统是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明公开了一种基于植生卷的水肥一体控制系统及其控制方法，解决植物存活率低，水肥供应不足等问题。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：

一种基于植生卷的水肥一体控制系统，包括管道；还包括依次设置的首部模块、测控模块与植生卷结构；

所述首部模块用于检测与调控输送至所述植生卷结构处肥料的状态值，包括主阀门、第一控制器、施肥泵与施肥桶；所述主阀门设置在所述管道上，所述施肥桶通过第一阀门与所述主阀门进料端的管道连通；所述施肥泵的一端伸入所述施肥桶，所述施肥泵的另一端与所述主阀门出料端的管道连通；所述主阀门、第一阀门和施肥泵分别与所述第一控制器电连接；

所述植生卷结包括从下至上依次设置的支撑层、储水层、供水层、种子放置层、滴灌管与防护层；所述储水层上开设有膜孔；所述滴灌管一端设置在所述供水层上，所述滴灌管另一端与所述管道连通；所述支撑层与储水层之间构成若干储水腔；所述供水层一端从所述膜孔处伸入所述储水腔内；

所述测控模块用于检测和调控所述管道与所述植生卷结构的状态值；包括第二控制器、传感装置与测控装置；所述传感装置设置在所述储水腔中；所述测控装置设置在所述管道上；所述传感装置与测控装置均与所述第二传感器电连接。

进一步的，所述首部模块还包括依次设置在所述主阀门出水端的第一压力传感器与第一过滤器；所述第一压力传感器与所述第一控制器电连接。

进一步的，所述施肥桶包括上下设置的混液罐与储液罐；所述混液罐上端通过所述第一阀门与所述主阀门进料端的管道连通；所述混液罐下端通过第二阀门与所述储液罐上端连通；所述施肥泵进液端伸入所述储液罐。

进一步的，所述混液罐内设置有搅拌器、第一水位传感器与第一EC传感器；所述储液罐内设置有第二水位传感器；所述第二阀门、搅拌器、第一水位传感器、第一EC传感器与第二水位传感器均与第一控制器电连接。

进一步的，所述传感装置包括水量传感器、温度传感器、第二EC传感器与PH传感器；所述第二EC传感器还与所述第一控制器电连接。

进一步的，所述测控装置包括依次设置在所述第一过滤器出水端的第二压力传感器、阀门、流量计、调压阀与恒压阀。

进一步的，所述测控模块还包括设置在所述滴灌管进料端的第二过滤器，用于过滤流向所述植生卷结构处液体中的杂质。

进一步的，所述控制系统包括一个首部模块与多个测控模块。

一种基于植生卷的水肥一体控制系统及其控制方法，包括水分调控方法，所述水分调控方法包括以下步骤：

S11：所述水量传感器检测所述储水腔中的水量值，所述第二控制器接收所述水量传感器传递的信号，传递给控制端；

S12：所述控制端对检测值进行判断，若水量在设定值内，则返回S11，若不在设定值，则进行下一步；

S13：所述控制端发送供水指令，所述第一控制器与第二控制器接收所述控制端发送的指令，分别控制所述管道上的主阀门以及阀门开启，通过所述滴灌管对所述储水腔进行供水；

S14：所述水量传感器检测所述储水腔中的水量值达到设定值，所述第二控制器接收所述水量传感器传递的信号，传递给所述控制端，所述控制端发送停止供水指令，所述第一控制器与第二控制器接收所述控制端发送的指令，分别控制所述管道上的主阀门以及阀门的关闭，结束供水。

优选的，还包括养分调控方法，所述养分调控方法包括以下步骤：

S21：所述第二EC传感器检测所述储水腔中的EC值，所述第一控制器接收所述第二EC 传感器传递的信号，传递给所述控制端；

S22：所述控制端对检测值进行判断，若EC值在设定值内，则返回S21，若不在设定值，则进行下一步；

S23：所述控制端发送供肥指令，所述第一控制器与第二控制器接收所述控制端发送的指令，分别控制所述施肥泵与阀门开启，通过所述滴灌管对所述储水腔进行养分输送；

S24：所述第二EC传感器检测所述储水腔中的EC值达到设定值，所述第一控制器接收所述第二EC传感器传递的信号，传递给所述控制端，所述控制端发送停止供肥指令，所述第一控制器与第二控制器接收所述控制端发送的指令，分别控制所述施肥泵与阀门的关闭，结束施肥。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种基于植生卷的水肥一体控制系统，植生卷结构包括从下至上依次设置的支撑层、储水层、供水层、种子放置层、滴灌管与防护层，多层结构配合提高植物的存活率，促进植物的生长，智能化的水肥供应系统保证植物在生长期间有充足的养分与水分，且充分利用资源，防止资源浪费，多个传感器进行数据检测，用户端可对整个系统进行实时监控，及时对异常情况做出相应措施，避免了传统人工管养措施因人力因素导致管养不及时出现植物缺水死亡和养分缺乏的问题，且通过智能化管理，可极大的降低人工成本，保证植物的正常生长。

附图说明

图1为本发明控制系统示意图；

图2为植生卷结构平面图；

图3为图2中A-A剖视图；

图4为图2中B-B剖视图；

图5为本发明水分调控方法流程图；

图6为本发明养分调控方法流程图。

图中：1、水源；2、首部模块；201、主阀门；202、第一控制器；203、第一阀门；204、混液罐；205、搅拌器；206、第一EC传感器；207、第一水位传感器；208、储液罐；209、第二阀门；210、第二水位传感器；211、施肥泵；212、进料口；213、第一压力传感器；214、第一过滤器；3、测控模块；301、第二控制器；302、第二压力传感器；303、阀门；304、流量计；305、调压阀；306、恒压阀；307、第二过滤器；308、水量传感器；309、PH传感器； 310、第二EC传感器；311、温度传感器；4、植生卷结构；401、支撑层；402、储水层；403、供水层；404、种子放置层；405、滴灌管；406、防护层；407、储水腔；408、支撑层开孔； 409、膜孔；410、萌发孔；411、安装孔；5、管道；6、APP控制端；7、PC控制端。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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的限制。

实施例1

由图1-图4所示，一种基于植生卷的水肥一体控制系统，包括管道5；还包括依次设置的首部模块2、测控模块3与植生卷结构4；

所述首部模块2用于检测与调控输送至所述植生卷结构4处肥料的状态值，包括主阀门 201、第一控制器202、施肥泵211与施肥桶；所述主阀门201设置在所述管道5上，所述施肥桶通过第一阀门203与所述管道5连通；所述施肥泵211一端伸入所述施肥桶，一端与所述管道5连通；所述主阀门201、第一阀门203与施肥泵211与所述第一控制器202电连接；

所述植生卷结构4包括从下至上依次设置的支撑层401、储水层402、供水层403、种子放置层404、滴灌管405与防护层406；所述储水层402上开设有膜孔409；所述滴灌管405一端设置在所述供水层403上，所述滴灌管405另一端与所述管道5连通；所述支撑层401 与储水层402之间构成若干储水腔407；所述供水层403一端从所述膜孔409处伸入所述储水腔407内；

所述测控模块3用于检测和调控所述管道5与所述植生卷结构4的状态值；包括第二控制器301、传感装置与测控装置；所述传感装置设置在所述储水腔407中；所述测控装置设置在所述管道5上；所述传感装置与测控装置均与所述第二控制器301电连接。

一种基于植生卷的水肥一体控制系统，由管道5依次连接水源1、首部模块2、测控模块 3与植生卷结构4，此处水源1可为自然水源或设置在附近的储水装置里的水源，以保证干旱时有充足的水源1浇灌植物。首部模块2用于检测与调控输送至所述植生卷结构4处肥料的状态值，其中包括肥料的浓度状态，储量状态，混合状态等，首部模块2包括设置在所述管道5上的主阀门201，还包括第一控制器202、施肥泵211与施肥桶；主阀门201与水源1直接连通，控制整个系统水源1的开关，施肥桶用于混合肥料与储存肥料，当需要补充肥料时，将肥料注入施肥桶中，打开第一阀门203对施肥桶进行注水，注水完毕，施肥桶设置有搅拌装置将肥料搅拌均匀储存，在需要施肥时，通过施肥泵211将肥料泵入管道5中，对植物进行施肥，施肥结束，关闭施肥泵211，第一控制器202用于接收信号与控制首部模块2 中与之连接的装置的开启与关闭。

所述植生卷结构4上设置有安装孔411，用于植生卷在实际使用中的安装固定，所述植生卷结构4包括从下至上依次设置的支撑层401、储水层402、供水层403、种子放置层404、滴灌管405与防护层406；所述支撑层401由不透水、不透光、抗老化的材料制成。在支撑层401上可按照一定的间距设置开孔，作为根系生长和水分进入土壤的通道，当植生卷使用于无土壤工况时，可不设置开孔。所述储水层402上按照一定的间距设置开孔，作为根系和水分进入储水腔407的通道，所述储水层402上覆盖边缘的一部分与所述支撑层401固定连接，所述储水层402边缘的其余部分自由设置，形成封闭且另一端敞口的储水腔407，所述支撑层401和储水层402之间通过热焊构成若干储水腔407，所述储水腔407位于此层状结构的下部，可通过其上方的结构隔绝太阳辐射热量，降低储水腔407内水吸收的热量，保持水的温度(在夏季最强辐射强度下，在宁夏测试水温不超过35℃)，避免在高强太阳辐射的环境下，水吸收热量后温度太高，损伤根系温度。且可以在储水腔407上方布置种子，提高种子及植物的种植密度，所述储水腔407上方的结构也可以保护储水腔407被人为或自然破坏的几率，若在有土壤的种植环境中，支撑层401上的孔与土壤直接接触多余的水也可更好的进入土壤中，可提高水分的利用效率。

所述供水层403一端从所述膜孔409处伸入所述储水腔407内，直接从储水腔407中吸水以供植物生长，种子放置层404设置在供水层403上，使种子直接与供水层403接触，提高种子与供水层403的接触性，保证每颗种子均能从供水层403上吸到水，且待种子发芽后，植物根系因为向地性也可直接与供水层403接触，保证植物幼苗的存活率，根系也可自由生长进入储水腔407中，不受约束，促使植物快速建成。所述滴灌管405一端设置在所述供水层403上，一端与所述管道5连通。所述防护层406为不透光、不透水、抗老化的材料制成，用于防止水分的蒸发以及隔离光照，防止光照影响植物根系生长。

在一些较优的实施方案中，所述防护层406上间隔开设有萌发孔410，所述萌发孔410 位于所述供水层403的顶部，植物种子发芽通过萌发孔410伸出，保证植物的正常生长。也可通过防护层406上方的萌发孔410收集雨水储存在储水腔407内，充分利用水资源。

所述测控模块3用于检测和调控所述管道5与所述植生卷结构4的状态值，状态值包括管道上的水压、储水腔407中的水量、温度、PH值、EC值，所述测控模块3包括第二控制器301，传感装置与测控装置；所述传感装置设置在所述储水腔407中，所述测控装置设置在所述管道5上；所述传感装置与测控装置均与所述第二控制器301电连接，所述传感器用于检测储水腔407中各项数值，测控装置用于检测并调控管道5的状态，保证整个系统的稳定，所述第二控制器301可接收所述传感装置与测控装置检测的信号，实现信息的传递，并针对信号发送相关的控制指令进行系统的调控。所述第一控制器202与所述第二控制器301 通过无线信号与APP控制端6与PC控制端7连接，工作人员可通过APP控制端6与PC控制端7观察整个系统的状态，监控系统的各项数值并对异常情况采取相应措施。

实施例2

如图1-图6所示，本实施例是在上述实施例的基础上进行展开的，具体的，本实施例提供了一种基于植生卷的水肥一体控制系统，所述首部模块2还包括依次设置在所述主阀门201 出料端的第一压力传感器213与第一过滤器214；所述第一压力传感器213与所述第一控制器202电连接。第一压力传感器213用于检测首部模块2出水端管道5的压力，第一过滤器 214用于过滤首部模块2出水端的异物，避免异物造成管道5堵塞。

进一步的，所述施肥桶包括上下设置的混液罐204与储液罐208；所述混液罐204通过所述第一阀门203与所述管道5连通；所述混液罐204下端通过第二阀门209与所述储液罐208上端连通；所述施肥泵211进液端伸入所述储液罐208。所述混液罐204用于混合肥料，使肥料混合均匀，使肥料浓度符合灌溉浓度；所述储液罐208用于储存混合好的肥料以供灌溉使用；在进行施肥时，由施肥泵211将储液罐208中的肥料抽出进入管道5，进而进入植生卷结构4中的滴灌管405中，由滴灌管405传输到施肥处进行施肥。

进一步的，所述混液罐204内设置有搅拌器205、第一水位传感器207与第一EC传感器 206；所述储液罐208内设置有第二水位传感器210；所述第二阀门209、搅拌器205、第一水位传感器207、第一EC传感器206与第二水位传感器210均与第一控制器202电连接。

混液罐204中设置有搅拌器205、第一水位传感器207与第一EC传感器206，当储液罐 208中第二水位传感器210检测到肥料的水位不在设定值时，发出补充肥料的信号，通过第一控制器202传输到移动端，工作人员根据信号将肥料从混液罐204进料口212加入混液罐 204中，并对第一控制器202发送补肥指令，第一控制器202开启第一阀门203进行注水，混液罐204中的第一水位传感器207用于检测混液罐204中的注水量，水量达到设定值时，将信号传给第一控制器202，第一控制器202关闭第一阀门203停止注水，同时开启搅拌器205，对肥料进行搅拌使肥料溶解均匀；第一控制器202控制搅拌器205的搅拌时间，达到设定时间之后停止搅拌；混液罐204中的第一EC传感器206用于检测混液罐204中肥料的浓度，第一EC传感器206检测到肥料浓度值，将信号传递给第一控制器202，如未达到设定值，发送警报信息给操作人员；当所述混液罐204中搅拌器205搅拌完毕且第一EC传感器206检测到肥料浓度达到设定值时，通过第一控制器202开启第二阀门209，将混液罐204中溶解好的肥料放入储液罐208中进行储存，保持储液罐208中肥料始终保持充足的状态；当需要施肥时，第一控制器202控制所述施肥泵211将储液罐208中混合好的肥料的水按比例注入管道5内，输送到植生卷处进行施肥。本领域技术人员应当理解，此处第一水位传感器207、第二水位传感器210与第一EC传感器206具体参数值的设置可根据实际生产情况设置，本发明不做限定。

实施例3

如图1-图6所示，本实施例是在上述实施例的基础上进行展开的，具体的，本实施例提供了一种基于植生卷的水肥一体控制系统，所述测控模块3包括第二控制器301、传感装置与测控装置；所述传感装置包括水量传感器308、温度传感器311、第二EC传感器310与PH 传感器309，水量传感器308、温度传感器311、第二EC传感器310与PH传感器309设置在所述储水腔407中，用于检测所述储水腔407内的水量、温度、EC与PH值，传感装置与测控装置均与所述第二控制器301电连接；所述第二EC传感器310还与所述第一控制器202 电连接，当第二EC传感器310检测到储水腔407内肥料浓度低于设定值时，将信号传递给第一控制器202，第一控制器202控制施肥泵211开启，将储液罐208中的储存的肥料通过管道5传送到植生卷结构4处，第二EC传感器310检测到储水腔407内肥料浓度达到设定值后，将信号传递给第一控制器202，第一控制器202关闭施肥泵211，停止施肥。

进一步的，所述测控装置包括依次设置在所述第一过滤器214出水端的第二压力传感器 302、阀门303、流量计304、调压阀305与恒压阀306。第二压力传感器302用于检测管道5 的压力，传递信号给第二控制器301，当第二压力传感器302检测到压力不在设定值范围内时，传递信号给第二控制器301，第二控制器301控制调压阀305调节管道5压力至需求值，持续检测到压力值不在设定值范围内时，发送警报信息给操作人员，并通过恒压阀306控制管道5水压，管道5水压超高时自动打开泄压，避免管道5水压过大造成管道5损坏，此处阀门303用于开闭管道5，实现对灌溉以及施肥的控制。

进一步的，所述测控模块3还包括设置在所述滴灌管405进料端的第二过滤器307，通过第二过滤器307过滤流向植生卷结构4处液体中的杂质，保证植生卷结构4中的滴灌管405 的使用寿命和灌溉均匀度。

实施例4

如图1-图6所示，本实施例是在上述实施例的基础上展开的，具体的，本实施例提供了一种基于植生卷的水肥一体控制系统及其控制方法，所述控制系统包括一个首部模块2与多个测控模块3，本实施例就一个首部模块2与一个测控模块3连接为例进行描述，具体的：

一种基于植生卷的水肥一体控制系统及其控制方法，包括水分调控方法，在一些较优的实施方案中，所述控制端包括APP控制端6与PC控制端7，所述水分调控方法包括以下步骤：

S11：所述水量传感器308检测所述储水腔中的水量值，所述第二控制器301接收所述水量传感器308传递的信号，传递给控制端；

S12：所述控制端对检测值进行判断，若水量在设定值内，则返回S11，若不在设定值，则进行下一步；

S13：所述控制端发送供水指令，所述第一控制器202与第二控制器301接收所述控制端发送的指令，分别控制所述管道5上的主阀门201以及阀门303开启，通过所述滴灌管405 对所述储水腔407进行供水；

S14：所述水量传感器308检测所述储水腔407中的水量值达到设定值，所述第二控制器 301接收所述水量传感器308传递的信号，传递给所述控制端，所述控制端发送停止供水指令，所述第一控制器202与第二控制器301接收所述控制端发送的指令，分别控制所述管道5上的主阀门201以及阀门303的关闭，结束供水。

优选的，还包括养分调控方法，所述所述养分调控方法包括以下步骤：

S21：所述第二EC传感器310检测所述储水腔中的EC值，所述第一控制器202接收所述第二EC传感器310传递的信号，传递给控制端；

S22：所述控制端对检测值进行判断，若EC值在设定值内，则返回S21，若不在设定值，则进行下一步；

S23：所述控制端发送供肥指令，所述第一控制器202与第二控制器301接收所述控制端发送的指令，分别控制所述施肥泵211与阀门303开启，通过所述滴灌管405对所述储水腔 407进行养分输送；

S24：所述第二EC传感器310检测所述储水腔407中的EC值达到设定值，所述第一控制器202接收所述第二EC传感器310传递的信号，传递给所述控制端，所述控制端发送停止供肥指令，所述第一控制器202与第二控制器301接收所述控制端发送的指令，分别控制所述施肥泵211与阀门303的关闭，结束施肥。

一种基于植生卷的水肥一体控制系统及其控制方法，根据具体工况需求对系统中涉及的参数进行设置，当储水腔407中的水量传感器308检测到水量值小于设置值时，将信号传递给第二控制器301，第二控制器301与PC控制端7和APP控制端6通过无线信号连接，工作人员接收到信号，发送补水信号给第一控制器202与第二控制器301，两控制器同时打开测控模块3的阀门303与首部模块2的主阀门201通过滴灌管405对植生卷结构4进行浇灌，当水量值达到正常范围时，自动关闭测控模块3的阀门303与首部模块2的主阀门201。储料罐中肥料一直处于充足状态，当储水腔407中第二EC传感器310检测到肥料浓度不在设定值内时，传递信号给第一控制器202与第二控制器301，直接打开施肥泵211与测控模块3 处的阀门303，将肥料水注入管道5中，输送至植生卷结构4处进行施肥，当储水腔407内第二EC传感器310检测到肥料浓度达到设定值，关闭施肥泵211与阀门303，停止施肥。当储水腔407中温度传感器311、PH传感器309检测到异常时，会传递信号给APP控制端6与 PC控制端7。当温度传感器311检测到储水腔407内温度超高时，第一控制器202与第二控制器301分别控制管道5上主阀门201与阀门303的开启，实现灌溉降温。当PH传感器309 检测到储水腔407中PH值偏离设定范围时，第一控制器202与第二控制器301分别控制管道5上主阀门201与阀门303的开启，实现灌溉稀释，使PH恢复到设定值，同时传递检测信号给APP控制端6与PC控制端7，工作人员会根据实际情况采取相应的措施，以维护系统的平衡。本领域技术人员应当知晓的是，本控制系统中储水腔407内设置的传感器可根据实际情况进行设置，不局限于本实施例中所描述的传感器。

实施例5

如图1-图6所示，本实施例是在上述实施例的基础上进行展开的，具体的，本实施例公开了一种设备损坏信息的判断方式：

当所述测控模块3中第二压力传感器302检测到有压力，但流量计304检测到流量很少或者没有时，判断为所述测控模块3中阀门303损坏未打开；所述首部模块2中第一压力传感器213没有检测到压力，则判断为主阀门201损坏未开启或者水源1无水；所述首部模块2中第一压力传感器213检测到有压力，而测控模块3中第二压力传感器302没有检测到压力，则判断为管道5损坏；在关闭主阀门201和阀门303后，测控模块3中流量计304仍然检测到有流量，则判断为测控模块3阀门303损坏未关闭；所述第一压力传感器213与第二压力传感器302均检测到有压力，流量计304检测的流量正常，但储水腔407内水量传感器 308的数据一直不变化，则可能是水量传感器308损坏或管道5破损；控制器将检测到的异常情况发送至APP控制端6和PC控制端7，工作人员根据损坏信息进行检修，提升了工作效率。

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。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 (9)

1.一种基于植生卷的水肥一体控制系统，包括管道(5)；特征在于：还包括依次设置的首部模块(2)、测控模块(3)与植生卷结构(4)；

所述首部模块(2)用于检测与调控输送至所述植生卷结构(4)处肥料的状态值，包括主阀门(201)、第一控制器(202)、施肥泵(211)与施肥桶；所述主阀门(201)设置在所述管道(5)上，所述施肥桶通过第一阀门(203)与所述主阀门(201)进料端的管道(5)连通；所述施肥泵(211)的一端伸入所述施肥桶，所述施肥泵(211)的另一端与所述主阀门(201)出料端的管道(5)连通；所述主阀门(201)、第一阀门(203)和施肥泵(211)分别与所述第一控制器(202)电连接；所述施肥桶包括上下设置的混液罐(204)与储液罐(208)；所述混液罐(204)上端通过所述第一阀门(203)与所述主阀门(201)进料端的管道(5)连通；所述混液罐(204)下端通过第二阀门(209)与所述储液罐(208)上端连通；所述施肥泵(211)进液端伸入所述储液罐(208)；

所述植生卷结构(4)包括从下至上依次设置的支撑层(401)、储水层(402)、供水层(403)、种子放置层(404)、滴灌管(405)与防护层(406)；所述储水层(402)上开设有膜孔(409)；所述滴灌管(405)一端设置在所述供水层(403)上，所述滴灌管(405)的另一端与所述管道(5)连通；所述支撑层(401)与储水层(402)之间构成若干储水腔(407)；

所述储水层(402)一部分边缘与所述支撑层(401)固定连接，形成一端封闭且另一端敞口的储水腔(407)；所述供水层(403)一端从所述膜孔(409)处伸入相邻的另一个所述储水腔(407)内；

所述测控模块(3)用于检测和调控所述管道(5)与所述植生卷结构(4)的状态值；包括第二控制器(301)、传感装置与测控装置；所述传感装置设置在所述储水腔(407)中；所述测控装置设置在所述管道(5)上；所述传感装置与测控装置均与所述第二控制器(301)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于植生卷的水肥一体控制系统，其特征在于：所述首部模块(2)还包括依次设置在所述主阀门(201)出水端的第一压力传感器(213)与第一过滤器(214)；所述第一压力传感器(213)与所述第一控制器(202)电连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于植生卷的水肥一体控制系统，其特征在于：所述混液罐(204)内设置有搅拌器(205)、第一水位传感器(207)与第一EC传感器(206)；所述储液罐(208)内设置有第二水位传感器(210)；所述第二阀门(209)、搅拌器(205)、第一水位传感器(207)、第一EC传感器(206)与第二水位传感器(210)分别与第一控制器(202)电连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于植生卷的水肥一体控制系统，其特征在于：所述传感装置包括水量传感器(308)、温度传感器(311)、第二EC传感器(310)与PH传感器(309)；所述第二EC传感器(310)还与所述第一控制器(202)电连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于植生卷的水肥一体控制系统，其特征在于：所述测控装置包括依次设置在所述第一过滤器(214)出水端的第二压力传感器(302)、阀门(303)、流量计(304)、调压阀(305)与恒压阀(306)。

6.根据权利要求5所述的一种基于植生卷的水肥一体控制系统，其特征在于：所述测控模块(3)还包括设置在所述滴灌管(405)进料端的第二过滤器(307)，用于过滤流向所述滴灌管(405)处液体中的杂质。

7.根据权利要求6所述的一种基于植生卷的水肥一体控制系统，其特征在于：所述控制系统包括一个首部模块(2)与多个测控模块(3)。

8.一种如权利要求7所述的基于植生卷的水肥一体控制系统的控制方法，其特征在于：包括水分调控方法，所述水分调控方法包括以下步骤：

S11：所述水量传感器(308)检测所述储水腔(407)中的水量值，所述第二控制器(301)接收所述水量传感器(308)传递的信号，传递给控制端；

S12：所述控制端对检测值进行判断，若水量在设定值内，则返回S11，若不在设定值，则进行下一步；

S13：所述控制端发送供水指令，所述第一控制器(202)与第二控制器(301)接收所述控制端发送的指令，分别控制所述管道(5)上的主阀门(201)以及阀门(303)开启，通过所述滴灌管(405)对所述储水腔(407)进行供水；

S14：所述水量传感器(308)检测所述储水腔(407)中的水量值达到设定值，所述第二控制器(301)接收所述水量传感器(308)传递的信号，传递给所述控制端，所述控制端发送停止供水指令，所述第一控制器(202)与第二控制器(301)接收所述控制端发送的指令，分别控制所述管道(5)上的主阀门(201)以及阀门(303)的关闭，结束供水。

9.根据权利要求8所述的一种基于植生卷的水肥一体控制系统及其控制方法，其特征在于：还包括养分调控方法，所述养分调控方法包括以下步骤：

S21：所述第二EC传感器(310)检测所述储水腔(407)中的EC值，所述第一控制器(202)接收所述第二EC传感器(310)传递的信号，传递给所述控制端；

S22：所述控制端对检测值进行判断，若EC值在设定值内，则返回S21，若不在设定值，则进行下一步；

S23：所述控制端发送供肥指令，所述第一控制器(202)与第二控制器(301)接收所述控制端发送的指令，分别控制所述施肥泵(211)与阀门(303)开启，通过所述滴灌管(405)对所述储水腔(407)进行养分输送；

S24：所述第二EC传感器(310)检测所述储水腔(407)中的EC值达到设定值，所述第一控制器(202)接收所述第二EC传感器(310)传递的信号，传递给所述控制端，所述控制端发送停止供肥指令，所述第一控制器(202)与第二控制器(301)接收所述控制端发送的指令，分别控制所述施肥泵(211)与阀门(303)的关闭，结束施肥。

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