CN117322222A - 一种基于柑橘类的水肥一体灌溉方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于柑橘类的水肥一体灌溉方法和系统，应用于柑橘水肥一体灌溉技术领域，其中包括运输部、储存桶和水肥一体灌溉系统，所述支架的一侧固定有喷头，所述喷头与储存桶管道之间连接有第一水泵，所述储存箱的内部设置有液体腔和肥料腔，所述肥料管与肥料腔的管路上设置有第二水泵，所述液体管与液体腔的管路上设置有第三水泵，本发明通过设置第二水泵、第三水泵将液体和肥料分别泵入到中枢桶的内部，再控制喷头向下和向下来回摆动，使得喷头可以对柑橘树枝和柑橘根部同时灌溉，以确保正在生长的柑橘的养分和水分，可以在柑橘不同生长环境和生长环境调配不同的水肥配比，保证柑橘生长质量。

Description

一种基于柑橘类的水肥一体灌溉方法和系统

技术领域

本发明属于柑橘水肥一体灌溉技术领域，具体涉及一种基于柑橘类的水肥一体灌溉方法和系统。

背景技术

柑橘在干旱的月份需要灌溉，因此当冬季干旱、气温13摄氏度以上时，必须灌溉。柑橘的枝叶容易使果实水分流向叶片引起果实枯萎。现如今灌溉主要采用沟灌或树冠上部喷灌的方式，在灌溉时需要对柑橘进行施肥时，通常会在水中混入肥料，从而能在浇水的同时进行施肥，实现水肥一体灌溉。

由于柑橘的生长情况和生长环境情况不同，在进行水肥灌溉时需要进行水肥需要继续相应的调整，以适应不同生长环境和生长环境，因此需要提供一种基于柑橘类的水肥一体灌溉方法和系统，可以在柑橘不同生长环境和生长环境调配不同的水肥配比，保证柑橘生长质量。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的集材装置一种基于柑橘类的水肥一体灌溉方法和系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于柑橘类的水肥一体灌溉方法和系统，包括运输部、储存桶、动力车和水肥一体灌溉系统，所述包括运输部、储存桶和动力车，所述储存桶固定于运输部的上方，所述运输部的前端固定有支架，所述支架的一侧固定有喷头，所述喷头与储存桶为管道连接，所述喷头与储存桶管道之间连接有第一水泵，所述运输部的后方设置有检测组件；

所述支架的前端设置有摄像头，所述喷头内部设置有电驱动旋转装置；

所述储存桶的内部设置有中枢桶，所述中枢桶与储存桶之间形成有过渡腔，所述动力车上设置有储存箱，所述储存箱的内部设置有液体腔和肥料腔，所述储存桶的两侧分别连接有肥料管和液体管，所述肥料管与肥料腔为管道连接，所述肥料管与肥料腔的管路上设置有第二水泵，所述液体管与液体腔为管道连接，所述液体管与液体腔的管路上设置有第三水泵。

本发明进一步说明，所述中枢桶的内部固定有浓度检测仪和液位传感器，所述中枢桶在过渡腔的内部设置有传输管，所述传输管上连接有双向泵。

本发明进一步说明，所述运输部的后端固定有固定钩，所述动力车通过绳索与固定钩固定。

本发明进一步说明，所述检测组件包括有罩壳，所述罩壳与运输部固定，所述罩壳的内部螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的底部固定有插杆，所述插杆的底部为锥形，所述螺纹杆的顶部轴承来连接，所述固定板的顶部固定有电机，所述电机的输出轴与螺纹杆固定。

本发明进一步说明，所述罩壳的底部开设有凹槽，所述罩壳的左右两侧固定有气缸，所述气缸的输出轴固定有擦拭板，所述擦拭板为圆弧形；

所述凹槽的侧壁固定有湿度检测仪。

本发明进一步说明，所述水肥一体灌溉系统包括有信号接收模块和控制模块，所述信号接收模块包括有湿度接收子模块、图像接收子模块、识别子模块、浓度接收子模块和液位接收子模块，所述浓度接收子模块与浓度检测仪为电连接，所述湿度接收子模块与湿度检测仪为电连接，所述图像接收子模块与摄像头为电连接，所述识别子模块用于分析灌溉时情况，所述液位接收子模块与液位传感器为电连接。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置第二水泵、第三水泵将液体和肥料分别泵入到中枢桶的内部，再控制喷头向下和向下来回摆动，使得喷头可以对柑橘树枝和柑橘根部同时灌溉，以确保正在生长的柑橘的养分和水分，可以在柑橘不同生长环境和生长环境调配不同的水肥配比，保证柑橘生长质量；

通过设置有气缸、擦拭板和插杆，保证湿度检测仪的洁净度，保证插杆的洁净度，保证数据更加精准，便于下次测试的土壤湿度数据更为准确，同时采用插杆方式插入到土壤内部，可以更进一步的检测土壤内部的湿度；

通过设置有液位传感器，在切换施肥液的等级时检测中枢桶内剩余的施肥液，避免中枢桶内剩余的施肥液多影响切换施肥液浓度的质量，同时还能将之前的施肥液回收利用，以此节约成本。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的整体结构侧面示意图；

图3是本发明的检测组件二维示意图；

图4是本发明的管路示意图；

图5是本发明的水肥一体灌溉系统示意图；

图中：1、运输部；2、储存桶；3、浓度检测仪；4、喷头；5、摄像头；6、肥料管；7、支架；8、固定钩；9、检测组件；10、罩壳；11、插杆；12、螺纹杆；13、气缸；14、擦拭板；15、湿度检测仪；16、固定板；17、电机；18、储存箱；19、液体腔；20、肥料腔；21、中枢桶；22、过渡腔；23、液位传感器；24、第二水泵；25、第三水泵；26、液体管；27、双向泵；28、传输管。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。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做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。

请参阅图1-2，本发明提供技术方案：一种基于柑橘类的水肥一体灌溉方法和系统，包括运输部1、储存桶2和动力车（图中未示出），储存桶2固定于运输部1的上方，运输部1的前端固定有支架7，支架7的一侧固定有喷头4，喷头4与储存桶2为管道连接，喷头4与储存桶2管道之间连接有第一水泵（图中未示出），启动第一水泵将储存桶2内的水肥一同灌溉液泵入到柑橘上，实现灌溉，运输部1的后方设置有检测组件9，用于检测柑橘所在地土壤的水分情况；

运输部1的后端固定有固定钩8，动力车通过绳索与固定钩8固定，启动动力车时可以拉动运输部1在柑橘地内运行。

喷头4内部设置有电驱动旋转装置，可以使喷头4实现上下摆动，扩大灌溉范围；

需要说明的是电驱动旋转装置为现有技术，在此不作过多的赘述。

支架7的前端设置有摄像头5，用于拍摄柑橘树的情况。

请参阅图3，检测组件9包括有罩壳10，罩壳10与运输部1固定，罩壳10的内部螺纹连接有螺纹杆12，螺纹杆12的底部固定有插杆11，插杆11的底部为锥形，螺纹杆12的顶部轴承连接有固定板16，固定板16的顶部固定有电机17，电机17的输出轴与螺纹杆12固定，启动电机17带动螺纹杆12旋转，由于罩壳10固定，因此在螺纹杆12旋转时会在罩壳10内上下移动，可以有固定板使得插杆11插入土壤中，罩壳10的底部开设有凹槽，便于插杆11在凹槽内移动；

罩壳10的左右两侧固定有气缸13，气缸13的输出轴固定有擦拭板14，擦拭板14为圆弧形，与插杆11相适配，便于将插杆11表面的多余的泥土擦拭掉；

凹槽的侧壁固定有湿度检测仪15，湿度检测仪15位于气缸13的上方。

请参阅图4，储存桶2的内部设置有中枢桶21，中枢桶21与储存桶2之间形成有过渡腔22，动力车上设置有储存箱18，储存箱18的内部设置有液体腔19和肥料腔20，储存桶2的两侧分别连接有肥料管6和液体管26，肥料管6与肥料腔20为管道连接，肥料管6与肥料腔20的管路上设置有第二水泵24，用于将肥料腔20内的肥料泵入到中枢桶21的内部，液体管26与液体腔19为管道连接，液体管26与液体腔19的管路上设置有第三水泵25，用于将液体腔19内的液体泵入到中枢桶21的内部，中枢桶21的内部设置有搅拌装置（图中未示出），可以将液体和肥料搅拌均匀。

中枢桶21的内部固定有浓度检测仪3和液位传感器23，分别可以检测中枢桶21和过渡腔22内的肥料浓度。

中枢桶21在过渡腔22的内部设置有传输管28，传输管28上连接有双向泵27。

请参阅图5，一种基于柑橘类的水肥一体灌溉方法和系统，还包括有水肥一体灌溉系统，水肥一体灌溉系统包括有信号接收模块和控制模块，信号接收模块包括有湿度接收子模块、图像接收子模块、识别子模块、浓度接收子模块和液位接收子模块，浓度接收子模块与浓度检测仪3和为电连接，湿度接收子模块与湿度检测仪15为电连接，图像接收子模块与摄像头5为电连接，识别子模块用于分析灌溉时情况，液位接收子模块与液位传感器23为电连接；

控制模块包括有旋转子模块、擦拭子模块、调整子模块和驱动子模块，旋转子模块与驱动旋转装置为电连接，擦拭子模块与气缸13为电连接，驱动子模块与电机17为电连接，调整子模块包括有启动单元一、启动单元二、启动单元三，启动单元一与第二水泵24为电连接，启动单元二与第三水泵25为电连接，启动单元三与双向泵27为电连接。

实施例一：水肥一体灌溉系统包括以下灌溉方法：

步骤一：在需要灌溉时，启动动力车，拉动运输部1在柑橘地移动，在需要检测土壤湿度时使得动力车暂停，方便检测柑橘地土壤的水分以判断土壤的干燥情况；

具体地，当运输部1在柑橘地内移动到一处停下，通过驱动子模块启动电机17，从而使得电机17带动插杆11向下移动，直到插入土壤内静置一段时间，再反转电机17带动插杆11向上移动，插杆11移动到湿度检测仪15前方时，通过湿度检测仪15检测插杆11表面的湿度并将数值传输给湿度接收子模块，在湿度接收子模块中设定正常湿度值为范围a，通过识别子模块的对比将实时检测的湿度值与设定的值a进行对比，当在a的范围内表示土壤湿度正常，当实时检测的湿度值小于a时表示土壤较为干燥；

需要说明的是，当在需要下次检测土壤的水分时，在插杆11向下移动时启动擦拭单元，控制气缸13伸出，带动擦拭板14与插杆11表面接触，将插杆11表面的泥土擦掉，保证插杆11表面洁净度，便于下次测试的土壤湿度数据更为准确。

步骤二：在检测柑橘地土壤的水分的同时，启动摄像头5拍摄柑橘树的生长情况传输给图像接收子模块，在图像接收子模块中设定生长成熟和生长未成熟地照片，以此判断柑橘树是否生长成熟；

步骤三：将土壤地干燥情况与柑橘树地生长情况结合，根据不同情况调整水肥地配比，再通过喷头4将水肥一体的肥料喷洒出去，实现高质量灌溉；

具体地，在浓度子模块中设定施肥液的比例等级为A级、B级、C级，其中A级为肥料比例多，B级为肥料比例中等，C级为肥料比例少。

步骤三包括以下具体步骤：

步骤三-a：当柑橘树生长成熟，且柑橘地水分少时，此时将信号传输给调整子模块，控制施肥液的比例为C级；

具体地，通过启动单元一开启第二水泵24，启动单元二开启第三水泵25，将液体和肥料分别泵入到中枢桶21的内部，此时通过浓度检测仪3检测中枢桶21内的施肥液的浓度，并将检测的浓度实时传输给浓度接收子模块，当检测到浓度值达到C级时关闭第二水泵24和第三水泵25，此时启动第一水泵，将施肥液从喷头4内喷出，由于柑橘地的水分少，旋转子模块控制喷头4向下摆动，使得喷头4的喷嘴可以对准柑橘树的根部，为柑橘树的根部提供水分，该步骤避免灌溉的肥料多导致柑橘营养过剩；

步骤三-b：当柑橘树生长成熟，且柑橘地水分多时，表示柑橘地环境好，不需要进行灌溉，使其自然生长；

步骤三-c：当柑橘树生长不成熟，且柑橘地水分多时，此时将信号传输给调整子模块，控制施肥液的比例为A级；

具体地，通过启动单元一开启第二水泵24，启动单元二开启第三水泵25，将液体和肥料分别泵入到中枢桶21的内部，此时通过浓度检测仪3检测中枢桶21内的施肥液的浓度，并将检测的浓度实时传输给浓度接收子模块，当检测到浓度值达到A级时关闭第二水泵24和第三水泵25，此时启动第一水泵，将施肥液从喷头4内喷出，由于柑橘生长不成熟表示柑橘缺少养分而不缺少水分，此时旋转子模块控制喷头4向上摆动，使得喷头4的喷嘴可以对准柑橘树的树枝，为柑橘树的树枝提供养分，保证柑橘在生长过程中有充足养分；

步骤三-d：当柑橘树生长不成熟，且柑橘地水分少时，此时将信号传输给调整子模块，控制施肥液的比例为B级；

具体地，通过启动单元一开启第二水泵24，启动单元二开启第三水泵25，将液体和肥料分别泵入到中枢桶21的内部，此时通过浓度检测仪3检测中枢桶21内的施肥液的浓度，并将检测的浓度实时传输给浓度接收子模块，当检测到浓度值达到B级时关闭第二水泵24和第三水泵25，此时启动第一水泵，将施肥液从喷头4内喷出，由于柑橘地的水分少且橘树生长不成熟，因此控制旋转子模块控制喷头4向下和向下来回摆动，使得喷头4可以对柑橘树枝和柑橘根部同时灌溉，以确保正在生长的柑橘的养分和水分；

通过本实施例的步骤可以实现柑橘不同生长环境和生长环境调配不同的水肥配比，保证柑橘生长质量。

实施例二：基于实施例一步骤中，为了保证在施肥液的比例等级互相切换时不影响中枢桶21内的施肥液浓度，水肥一体灌溉系统还包括以下具体步骤：

Q1：在施肥液进行等级切换时，通过液位传感器23检测中枢桶21剩余的施肥液的液位高度，并将信号传输给液位接收子模块；

Q2：当剩余的施肥液的液位高度低于中枢桶21高度的二分之一时，表示中枢桶21为切换施肥液的等级留有空间，此时只需要重复实施例一的步骤三步骤即可，调整施肥液达到合适的等级，适宜灌溉；

Q3：当剩余的施肥液的液位高度高于中枢桶21高度的二分之一时，表示中枢桶21内剩余施肥液较多，在切换施肥液等级时没有空间进入其他液体，此时将信号传输给启动单元三，启动双向泵27，将中枢桶21内剩余的施肥液全部泵入到过渡腔22内，此时再重复实施例一的步骤三步骤即可，调整施肥液达到合适的等级，适宜灌溉；

Q4：当过渡腔22内的施肥液过多时，因此在需要切换施肥液等级时通过双向泵27将过渡腔22内的施肥液泵入一部分到中枢桶21中，使进入的施肥液的高度不高于中枢桶21二分之一的高度，此时再重复实施例一的步骤三步骤，将中枢桶21内的施肥液等级调整到合适等级再实施灌溉，通过该步骤在更换施肥液等级时对之前的施肥液进行利用，可以节约成本；

通过本实施例的步骤可以在切换施肥液的等级时检测中枢桶21内剩余的施肥液，避免中枢桶21内剩余的施肥液多影响切换施肥液浓度的质量，同时还能将之前的施肥液回收利用，以此节约成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“右”、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，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。

最后需要指出的是：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 (7)

1.一种基于柑橘类的水肥一体灌溉系统，包括运输部（1）、储存桶（2）、动力车和水肥一体灌溉系统，其特征在于：所述包括运输部（1）、储存桶（2）和动力车，所述储存桶（2）固定于运输部（1）的上方，所述运输部（1）的前端固定有支架（7），所述支架（7）的一侧固定有喷头（4），所述喷头（4）与储存桶（2）为管道连接，所述喷头（4）与储存桶（2）管道之间连接有第一水泵，所述运输部（1）的后方设置有检测组件（9）；

所述支架（7）的前端设置有摄像头（5），所述喷头（4）内部设置有电驱动旋转装置；

所述储存桶（2）的内部设置有中枢桶（21），所述中枢桶（21）与储存桶（2）之间形成有过渡腔（22），所述动力车上设置有储存箱（18），所述储存箱（18）的内部设置有液体腔（19）和肥料腔（20），所述储存桶（2）的两侧分别连接有肥料管（6）和液体管（26），所述肥料管（6）与肥料腔（20）为管道连接，所述肥料管（6）与肥料腔（20）的管路上设置有第二水泵（24），所述液体管（26）与液体腔（19）为管道连接，所述液体管（26）与液体腔（19）的管路上设置有第三水泵（25）；

所述中枢桶（21）的内部固定有浓度检测仪（3）和液位传感器（23），所述中枢桶（21）在过渡腔（22）的内部设置有传输管（28），所述传输管（28）上连接有双向泵（27）；

所述检测组件（9）包括有罩壳（10），所述罩壳（10）的底部开设有凹槽，所述罩壳（10）的左右两侧固定有气缸（13），所述气缸（13）的输出轴固定有擦拭板（14），所述擦拭板（14）为圆弧形；

所述凹槽的侧壁固定有湿度检测仪（15）；

所述水肥一体灌溉系统还包括以下具体步骤：

Q1：在施肥液进行等级切换时，通过液位传感器（23）检测中枢桶（21）剩余的施肥液的液位高度，并将信号传输给液位接收子模块；

Q2：当剩余的施肥液的液位高度低于中枢桶（21）高度的二分之一时，表示中枢桶（21）为切换施肥液的等级留有空间，调整施肥液达到合适的等级，适宜灌溉；

Q3：当剩余的施肥液的液位高度高于中枢桶（21）高度的二分之一时，表示中枢桶（21）内剩余施肥液较多，在切换施肥液等级时没有空间进入其他液体，此时将信号传输给启动单元三，启动双向泵（27），将中枢桶（21）内剩余的施肥液全部泵入到过渡腔（22）内，调整施肥液达到合适的等级，适宜灌溉；

Q4：当过渡腔（22）内的施肥液过多时，因此在需要切换施肥液等级时通过双向泵（27）将过渡腔（22）内的施肥液泵入一部分到中枢桶（21）中，使进入的施肥液的高度不高于中枢桶（21）二分之一的高度，将中枢桶（21）内的施肥液等级调整到合适等级再实施灌溉。

2.根据权利要求1所述的一种基于柑橘类的水肥一体灌溉系统，其特征在于：所述运输部（1）的后端固定有固定钩（8），所述动力车通过绳索与固定钩（8）固定。

3.根据权利要求2所述的一种基于柑橘类的水肥一体灌溉系统，其特征在于：所述罩壳（10）与运输部（1）固定，所述罩壳（10）的内部螺纹连接有螺纹杆（12），所述螺纹杆（12）的底部固定有插杆（11），所述插杆（11）的底部为锥形，所述螺纹杆（12）的顶部轴承连接有固定板（16），所述固定板（16）的顶部固定有电机（17），所述电机（17）的输出轴与螺纹杆（12）固定。

4.根据权利要求3所述的一种基于柑橘类的水肥一体灌溉系统，其特征在于：所述水肥一体灌溉系统包括有信号接收模块和控制模块，所述信号接收模块包括有湿度接收子模块、图像接收子模块、识别子模块、浓度接收子模块和液位接收子模块，所述浓度接收子模块与浓度检测仪（3）和为电连接，所述湿度接收子模块与湿度检测仪（15）为电连接，所述图像接收子模块与摄像头（5）为电连接，所述识别子模块用于分析灌溉时情况，所述液位接收子模块与液位传感器（23）为电连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于柑橘类的水肥一体灌溉系统，其特征在于：所述控制模块包括有旋转子模块、擦拭子模块、调整子模块和驱动子模块，所述旋转子模块与驱动旋转装置为电连接，所述擦拭子模块与气缸（13）为电连接，所述驱动子模块与电机（17）为电连接，所述调整子模块包括有启动单元一、启动单元二、启动单元三，所述启动单元一与第二水泵（24）为电连接，所述启动单元二与第三水泵（25）为电连接，所述启动单元三与双向泵（27）为电连接。

6.一种基于柑橘类的水肥一体灌溉方法，其特征在于：使用权利要求1所述的一种基于柑橘类的水肥一体灌溉系统：

步骤一：在需要灌溉时，启动动力车，拉动运输部（1）在柑橘地移动，在需要检测土壤湿度时使得动力车暂停，方便检测柑橘地土壤的水分以判断土壤的干燥情况；

步骤二：在检测柑橘地土壤的水分的同时，启动摄像头（5）拍摄柑橘树的生长情况传输给图像接收子模块，在图像接收子模块中设定生长成熟和生长未成熟地照片，以此判断柑橘树是否生长成熟；

步骤三：将土壤地干燥情况与柑橘树地生长情况结合，根据不同情况调整水肥地配比，再通过喷头（4）将水肥一体的肥料喷洒出去，实现高质量灌溉，在浓度子模块中设定施肥液的比例等级为A级、B级、C级。

7.根据权利要求6所述的一种基于柑橘类的水肥一体灌溉方法，其特征在于：步骤三包括以下具体步骤：

步骤三-a：当柑橘树生长成熟，且柑橘地水分少时，此时将信号传输给调整子模块，控制施肥液的比例为C级；

步骤三-b：当柑橘树生长成熟，且柑橘地水分多时，表示柑橘地环境好，不需要进行灌溉，使其自然生长；

步骤三-c：当柑橘树生长不成熟，且柑橘地水分多时，此时将信号传输给调整子模块，控制施肥液的比例为A级；

步骤三-d：当柑橘树生长不成熟，且柑橘地水分少时，此时将信号传输给调整子模块，控制施肥液的比例为B级。