CN205427579U - 智能灌溉水肥一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能灌溉水肥一体化装置，包括种植大棚、太阳能光伏组件和控制柜，所述种植大棚顶部安装有太阳能光伏组件，种植大棚的下部外侧各设置有一个水箱，水箱通过供水管与水泵连接，水泵连接到喷淋系统，所述供水管上安装有流量精准控制装置；所述水箱设有药剂添加口和搅拌装置，水箱上部贴近种植大棚的一侧设有敞口的集水槽口，水箱底部与插入地层内的抽水管连接；所述控制柜内设置无线传输模块和PLC控制模块，控制柜通过无线传输模块与远程控制设备连接；控制柜与多种传感器连接；本实用新型充分利用太阳能，降低灌溉成本；可抽取地下水灌溉，节省水资源；能实现水肥一体化精准智能灌溉，自动化程度高。

Description

智能灌溉水肥一体化装置

技术领域

本实用新型涉及一种种植技术领域，具体是一种智能灌溉水肥一体化装置。

背景技术

在规模化农业种植的日常管理中，对作物进行灌溉施肥是一个重要的环节，目前的灌溉设备基本采用半自动装置进行控制，无法实现完全的智能化，这种灌溉装置存在以下问题：（1）实施喷淋管该过程相对麻烦；（2）不能准确控制喷淋水箱中所需要的水肥量；（3）不能根据作物的需求做出实施喷洒灌溉；（4）需要人力资源的投入，养护成本较大；基于上述原因，需要提供一种自动化灌溉水肥一体装置；精细农业是目前国际农业发展的方向和潮流，精细灌溉则是精细农业理论研究和实践的重要内容之一，通过对水、肥的精细调控确保农产品的产量和品质，也是提高灌溉管理水平、实现节水节能农业的一个必然趋势；近二十年来，我国农业尤其是温大棚水肥精细灌溉控制设备多以进口为主，由于价格昂贵，得不到有效的推广和应用，近几年来，国内少数生产厂家开发了一些替代品，但在使用中不及进口产品，仍得不到普及应用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种便于操作、能实现远程控制、节能环保的智能灌溉水肥一体化装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种智能灌溉水肥一体化装置，包括种植大棚、太阳能光伏组件和控制柜，所述种植大棚顶部安装有太阳能光伏组件，太阳能光伏组件上安装有光照传感器，太阳能光伏组件的底部安装有第二压力传感器；所述种植大棚的下部外侧各设置有一个水箱，水箱通过供水管与水泵连接，水泵上设置有定时器，水泵连接到喷淋系统，所述供水管上安装有流量精准控制装置，所述流量精准控制装置包括旁路管，旁路管的两端均连接到供水管上，位于旁路管两端之间的供水管的管壁上设置有水腔；所述旁路管上设置有进水阀和出水阀，两个阀之间的旁路管与水腔之间设置有连接管以实现水腔与旁路管的连通；所述供水管上水腔下游设置有弹性探针，弹性探针根据供水管内的水压变化产生不同形变，并将形变参数传输至控制柜内的PLC控制模块，PLC控制模块的输出端分别连接到进水阀和出水阀上；所述水箱的上部设置有药剂添加口，水箱上部贴近种植大棚的一侧设置为敞口，形成集水槽口，水箱侧壁下部设置有搅拌装置，水箱底部与插入地层内的抽水管连接，抽水管上安装有吸水泵；所述控制柜上设置显示屏和操作面板，控制柜内设置有蓄电池和无线传输模块，蓄电池与太阳能光伏组件、显示屏电连接，蓄电池作为供电电源，控制柜通过无线传输模块与远程控制设备无线连接；所述控制柜分别与设置在种植大棚上的温度传感器、风力传感器、光敏传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、光照传感器无线连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述种植大棚采用立杆、顶杆和塑料薄膜组装而成，两个立杆设置为倾斜状，下宽上窄，两根立杆的顶端通过连接件安装有弓形的顶杆，顶杆中央设置有第一压力传感器，两根立杆的底端设置有固定件，立杆与顶杆组成的多个单体支架，单体支架等距离间隔设置，单体支架外层铺设有塑料薄膜；所述塑料薄膜顶部外侧安装有弧形的导轨，导轨两端部各安装有一个伺服电机，导轨上设置有两个牵引辊，牵引辊通过伺服电机驱动实现在导轨上的运动，牵引辊上架设有太阳能光伏组件。

作为本实用新型再进一步的方案：所述水腔由水腔上壁和水腔下壁围成，水腔上壁为金属刚性上壁，水腔下壁为弹性材料膜下壁。

作为本实用新型再进一步的方案：所述控制柜通过温度传感器与风力传感器反馈的数据控制调节空调系统的运行；通过光敏传感器反馈的数据控制调节照明系统的运行；通过湿度传感器反馈的数据控制调节喷淋系统的运行；通过二氧化碳浓度传感器反馈的数据控制调节二氧化碳气泵的运行；通过第一压力传感器和第二压力传感器反馈的数据控制报警系统的触发；通过光照传感器反馈的数据控制伺服电机运行以调节太阳能光伏组件的位置；所述控制柜还控制监控系统的运行。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置太阳能光伏组件，并且太阳能光伏组件能够在伺服电机和牵引辊的带动下根据光照角度自行调节位置，以最大限度的获得太阳能，从而充分利用太阳能为整个智能大棚提供电源，极大的降低了电能损耗，降低了种植成本；通过延伸至地下的抽水管及吸水泵的设置，可将地底下的水源抽取上来用作灌溉，节省水资源；流量精准控制装置的设置能实现远程精确控制灌水，为进一步节约水资源和作物精细种植提供了条件；另外太阳能光伏组件在移动的同时，两个牵引辊同时能起到扫除棚顶积雪的作用，避免了因棚顶积雪过多而压塌大棚的现象，设置有两个压力传感器，当积雪压迫第一传感器；通过在大棚两侧设置水箱，能收集积雪和积水，用于浇灌，且便于添加除虫药剂，更加节能；能通过控制柜和各种传感器配合实现对大棚内环境的调控，功能多样化，并能通过无线传输模块反馈至远程控制设备，能实现无人化管理，节约了大量的人力成本和物力成本，智能化程度高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中流量精准控制装置的结构示意图。

图3为本实用新型的控制系统框图。

其中，1-塑料薄膜；2-立杆；3-固定件；4-顶杆；5-连接件；6-流量精准控制装置；7-第一压力传感器；8-伺服电机；9-导轨；10-第二压力传感器；11-太阳能光伏组件；12-搅拌装置；13-药剂添加口；14-水箱；15-集水槽口；16-供水管；17-显示屏；18-操作面板；19-控制柜；20-蓄电池；21-水泵；22-牵引辊；23-抽水管；24-弹性探针；25-水腔；26-进水阀；27-出水阀；28-旁路管；29-水腔下壁；30-吸水泵；31-光照传感器；32-喷淋系统；33-无线传输模块；34-远程控制设备；35-温度传感器；36-风力传感器；37-光敏传感器；38-湿度传感器；39-二氧化碳浓度传感器；40-空调系统；41-照明系统；42-喷淋系统；43-二氧化碳气泵；44-报警系统；45-监控系统。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-3，一种智能灌溉水肥一体化装置，包括种植大棚、太阳能光伏组件11和控制柜19，所述种植大棚采用立杆2、顶杆4和塑料薄膜1组装而成，两个立杆2设置为倾斜状，下宽上窄，两根立杆2的顶端通过连接件5安装有弓形的顶杆4，顶杆4中央设置有第一压力传感器7，两根立杆2的底端设置有固定件3，立杆2与顶杆4组成的多个单体支架，单体支架等距离间隔设置，单体支架外层铺设有塑料薄膜1；所述塑料薄膜1顶部外侧安装有弧形的导轨9，导轨9两端部各安装有一个伺服电机8，导轨9上设置有两个牵引辊22，牵引辊22通过伺服电机8驱动实现在导轨9上的运动，牵引辊22上架设有太阳能光伏组件11，太阳能光伏组件11上安装有光照传感器31，太阳能光伏组件11的底部安装有第二压力传感器10；所述塑料薄膜12的下部外侧各设置有一个水箱14，水箱14通过供水管16与水泵21连接，水泵21上设置有定时器，水泵21连接到喷淋系统32，所述供水管16上安装有流量精准控制装置6，所述流量精准控制装置6包括旁路管28，旁路管28的两端均连接到供水管16上，位于旁路管28两端之间的供水管16的管壁上设置有水腔25，水腔25由水腔上壁和水腔下壁29围成，水腔上壁为金属材料制成的刚性壁，水腔下壁29采用弹性材料膜制成；所述旁路管28上设置有进水阀26和出水阀27，两个阀之间的旁路管28与水腔25之间设置有连接管以实现水腔25与旁路管28的连通；所述供水管16上水腔25下游设置有弹性探针24，弹性探针24根据供水管16内的水压变化产生不同形变，并将形变参数传输至控制柜19内的PLC控制模块，PLC控制模块的输出端分别连接到进水阀26和出水阀27上；所述水箱14的上部设置有药剂添加口13，水箱14上部贴近塑料薄膜12的一侧设置为敞口，形成集水槽口15，水箱14侧壁下部设置有搅拌装置12，水箱14底部与插入地层内的抽水管23连接，抽水管23上安装有吸水泵30；所述控制柜19上设置显示屏17和操作面板18，控制柜19内设置有蓄电池20和无线传输模块33，蓄电池20与太阳能光伏组件11、显示屏17电连接，蓄电池20作为供电电源，控制柜19通过无线传输模块33与远程控制设备34无线连接；所述控制柜19分别与温度传感器35、风力传感器36、光敏传感器37、湿度传感器38、二氧化碳浓度传感器39、光照传感器31无线连接。

本实用新型的工作原理是：所述控制柜19通过温度传感器35与风力传感器36反馈的数据控制调节空调系统40的运行；通过光敏传感器37反馈的数据控制调节照明系统41的运行；通过湿度传感器38反馈的数据控制调节喷淋系统42的运行；通过二氧化碳浓度传感器39反馈的数据控制调节二氧化碳气泵43的运行；通过第一压力传感器7和第二压力传感器10反馈的数据控制报警系统44的触发；通过光照传感器31反馈的数据控制伺服电机8运行以调节太阳能光伏组件11的位置；所述控制柜19还控制监控系统45的运行；流量精准控制装置6的工作原理为：在正常灌溉情况下，进水阀26和出水阀27均为关闭状态，当供水管16内的流量发生变化时，弹性探针24产生形变并将形变参数发送至PLC控制模块，经控制柜19的无线传输模块33传送到远程控制设备34，计算出需要减少流量时，利用PLC控制模块将进水阀26打开，供水管16中的水由旁路管28向水腔25内进水，水腔25的水腔下壁29被撑大，发生形变，使得供水管16的流通截面减小，达到降低流量的目的，流量下降后，弹性探针24形变减小，反馈至PLC控制模块，控制关闭出水阀27实现流量调节功能，达到精确灌溉的目的；需要调大流量时只需放出水腔25内的水即可。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种智能灌溉水肥一体化装置，包括种植大棚、太阳能光伏组件（11）和控制柜（19），其特征在于：所述种植大棚顶部安装有太阳能光伏组件（11），太阳能光伏组件（11）上安装有光照传感器（31），太阳能光伏组件（11）的底部安装有第二压力传感器（10）；所述种植大棚的下部外侧各设置有一个水箱（14），水箱（14）通过供水管（16）与水泵（21）连接，水泵（21）上设置有定时器，水泵（21）连接到喷淋系统（32），所述供水管（16）上安装有流量精准控制装置（6），所述流量精准控制装置（6）包括旁路管（28），旁路管（28）的两端均连接到供水管（16）上，位于旁路管（28）两端之间的供水管（16）的管壁上设置有水腔（25）；所述旁路管（28）上设置有进水阀（26）和出水阀（27），两个阀之间的旁路管（28）与水腔（25）之间设置有连接管以实现水腔（25）与旁路管（28）的连通；所述供水管（16）上水腔（25）下游设置有弹性探针（24），弹性探针（24）根据供水管（16）内的水压变化产生不同形变，并将形变参数传输至控制柜（19）内的PLC控制模块，PLC控制模块的输出端分别连接到进水阀（26）和出水阀（27）上；所述水箱（14）的上部设置有药剂添加口（13），水箱（14）上部贴近种植大棚的一侧设置为敞口，形成集水槽口（15），水箱（14）侧壁下部设置有搅拌装置（12），水箱（14）底部与插入地层内的抽水管（23）连接，抽水管（23）上安装有吸水泵（30）；所述控制柜（19）上设置显示屏（17）和操作面板（18），控制柜（19）内设置有蓄电池（20）和无线传输模块（33），蓄电池（20）与太阳能光伏组件（11）、显示屏（17）电连接，蓄电池（20）作为供电电源，控制柜（19）通过无线传输模块（33）与远程控制设备（34）无线连接；所述控制柜（19）分别与设置在种植大棚上的温度传感器（35）、风力传感器（36）、光敏传感器（37）、湿度传感器（38）、二氧化碳浓度传感器（39）、光照传感器（31）无线连接。

2.根据权利要求1所述的智能灌溉水肥一体化装置，其特征在于，所述种植大棚采用立杆（2）、顶杆（4）和塑料薄膜（1）组装而成，两个立杆（2）设置为倾斜状，下宽上窄，两根立杆（2）的顶端通过连接件（5）安装有弓形的顶杆（4），顶杆（4）中央设置有第一压力传感器（7），两根立杆（2）的底端设置有固定件（3），立杆（2）与顶杆（4）组成的多个单体支架，单体支架等距离间隔设置，单体支架外层铺设有塑料薄膜（1）；所述塑料薄膜（1）顶部外侧安装有弧形的导轨（9），导轨（9）两端部各安装有一个伺服电机（8），导轨（9）上设置有两个牵引辊（22），牵引辊（22）通过伺服电机（8）驱动实现在导轨（9）上的运动，牵引辊（22）上架设有太阳能光伏组件（11）。

3.根据权利要求1所述的智能灌溉水肥一体化装置，其特征在于，所述水腔（25）由水腔上壁和水腔下壁（29）围成，水腔上壁为金属刚性上壁，水腔下壁（29）为弹性材料膜下壁。

4.根据权利要求1所述的智能灌溉水肥一体化装置，其特征在于，所述控制柜（19）通过温度传感器（35）与风力传感器（36）反馈的数据控制调节空调系统（40）的运行；通过光敏传感器（37）反馈的数据控制调节照明系统（41）的运行；通过湿度传感器（38）反馈的数据控制调节喷淋系统（42）的运行；通过二氧化碳浓度传感器（39）反馈的数据控制调节二氧化碳气泵（43）的运行；通过第一压力传感器（7）和第二压力传感器（10）反馈的数据控制报警系统（44）的触发；通过光照传感器（31）反馈的数据控制伺服电机（8）运行以调节太阳能光伏组件（11）的位置；所述控制柜（19）还控制监控系统（45）的运行。