CN208013705U - 一种测墒灌溉水肥一体化智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，包括土壤墒情传感器，所述土壤墒情传感器的输出端与第一变送器的输入端电连接，所述第一变送器的输出端与第一模数转换器的输入端电连接，所述第一模数转换器的输出端与中央处理器的输入端电连接。该测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，整个水肥施加的过程能检测到作物目前所处土壤的墒情，从而使得作物能根据需要均匀的吸收水分和养分，从而有利于作物的生长，同时能够通过流量计对施加水肥的量进行检测，并且在第二变送器、第二数模转换器和PID反馈模块的配合下，在施加量和中央处理器之间实现了闭环控制，从而避免了水分和肥料养分的流失浪费，有利于人们对农作物的种植。

Description

一种测墒灌溉水肥一体化智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及农业技术领域，具体为一种测墒灌溉水肥一体化智能控制系统。

背景技术

农业灌溉方式一般可分为为传统的地面灌溉、普通喷灌以及微灌。传统地面灌溉包括畦灌、沟灌、淹灌和漫灌，但这类灌溉方式往往耗水量大、水的利用力较低，是一类很不合理的农业灌溉方式。另外，普通喷灌技术是中国农业生产中较普遍的灌溉方式。但普通喷灌技术的水的利用效率也不高。

目前在对作物进行灌溉和施肥时，有时会将液态肥料掺入水中进行灌溉，或者将固态肥料放入水中溶解后再进行灌溉，传统的浇水和追肥方式，作物饿几天再撑几天，不能均匀地“吃喝”，这种传统的方式，大多不能检测到作物目前所处土壤的墒情，从而使得作物不能根据需要均匀的吸收水分和养分，从而不利于作物的生长，同时传统的方式往往是将水分和肥料养分在短时间内输送到作物周围，而作物在短时间内并不能充分的吸收，从而造成水分和肥料养分的流失浪费，从而不利于人们对农作物的种植。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，解决了传统的浇水和追肥方式，作物饿几天再撑几天，不能均匀地“吃喝”，这种传统的方式，大多不能检测到作物目前所处土壤的墒情，从而使得作物不能根据需要均匀的吸收水分和养分，从而不利于作物的生长，同时传统的方式往往是将水分和肥料养分在短时间内输送到作物周围，而作物在短时间内并不能充分的吸收，从而造成水分和肥料养分的流失浪费，从而不利于人们对农作物种植的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，包括土壤墒情传感器，所述土壤墒情传感器的输出端与第一变送器的输入端电连接，所述第一变送器的输出端与第一模数转换器的输入端电连接，所述第一模数转换器的输出端与中央处理器的输入端电连接，所述中央处理器的输出端与驱动模块的输入端电连接，所述驱动模块的输出端与灌溉单元的输入端电连接，所述灌溉单元的输入端与通过管道与水肥池相连通，所述灌溉单元的输出端与定时器的输入端电连接，所述定时器的输出端与中央处理器的输入端电连接，所述定时器的输出端与控制单元的输入端电连接。

所述控制单元的输出端与蜂鸣器的输入端电连接，所述灌溉单元的输出端与第二变送器的输入端电连接，所述第二变送器的输出端与第二模数转换器的输入端电连接，所述第二模数转换器的输出端与PID反馈模块的输入端电连接，所述PID反馈模块的输出端与中央处理器的输入端电连接，所述中央处理器的输出端与存储模块的输入端电连接，所述存储模块的输出端与提取模块的输入端电连接，所述提取模块的输出端与中央处理器的输入端电连接，所述中央处理器的输出端与显示单元的输入端电连接。

优选的，所述中央处理器的输入端与电源模块的输出端电连接。

优选的，所述灌溉单元包括水泵和流量计，所述水泵的输入端通过管道与水肥池相连通。

优选的，所述流量计的输出端与第二变送器的输入端电连接，所述显示单元内设置有MCGS组态软件。

优选的，所述蜂鸣器的型号为HBR-PS30。

优选的，所述土壤墒情传感器的数量为若干个，所述土壤墒情传感器的型号为FDR型。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，具备以下有益效果：

(1)、该测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，土壤墒情传感器将采集到的土壤墒情数据经过中央处理器的处理，当土壤墒情数据和设定数据相比后不达标时，并经过中央处理器的处理运算得出所需施加水肥的量，由中央处理器通过驱动模块启动水泵对农作物进行施加水肥，流量计对水肥的施加量进行检测，并将检测到的数据最终传递给中央处理器，当检测数据与之前运算得出的数据相等时，由中央处理器通过驱动模块停止水泵的工作，整个水肥施加的过程能检测到作物目前所处土壤的墒情，从而使得作物能根据需要均匀的吸收水分和养分，从而有利于作物的生长，同时能够通过流量计对施加水肥的量进行检测，并且在第二变送器、第二数模转换器和PID反馈模块的配合下，在施加量和中央处理器之间实现了闭环控制，从而避免了水分和肥料养分的流失浪费，有利于人们对农作物的种植。

(2)、该测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，通过设置定时器、控制单元和蜂鸣器，当水泵启动的同时，定时器开始计时，当定时器到设定的时间后，水泵仍然没有关闭，就说明流量计的检测出现了问题，或者是第二变送器、第二模数转换器或是PID反馈模块出现了问题，此时定时器输出信号给中央处理器，由中央处理器通过驱动模块停止水泵的工作，由此，本实用新型在水肥的施加量的检测上实现了定时器和流量计的双重反馈回路控制，当流量计出现问题时，从而避免了水肥施加的量过多而造成水肥的浪费，同时也避免了由于水肥施加过多对农作物造成不良影响，且本实用新型设计合理，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型的系统示意图。

图中：1中央处理器、2电源模块、3驱动模块、4显示单元、41MCGS组态软件、5蜂鸣器、6土壤墒情传感器、7灌溉单元、71水泵、72流量计、8第一变送器、9定时器、10控制单元、11水肥池、12第二变送器、13第二模数转换器、14PID反馈模块、15提取模块、16存储模块、17第一模数转换器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供一种技术方案：一种测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，包括土壤墒情传感器6，土壤墒情传感器6的输出端与第一变送器8的输入端电连接，通过设置土壤墒情传感器6，土壤墒情传感器6将测到的土壤内的水分湿度等土壤墒情数据物理量经过第一变送器8的处理转换成便于测量和传输的标准化信号，然后第一变送器8将这些标准化模拟量信号经过第一模数转换器17转换成数字量并传递给中央处理器1，土壤墒情传感器6的数量为若干个，土壤墒情传感器6的型号为FDR型，第一变送器8的输出端与第一模数转换器17的输入端电连接，第一模数转换器17的输出端与中央处理器1的输入端电连接，中央处理器1的输出端与驱动模块3的输入端电连接，驱动模块3的输出端与灌溉单元7的输入端电连接，灌溉单元7的输入端与通过管道与水肥池11相连通，灌溉单元7包括水泵71和流量计72，通过设置流量计72，流量计72对水肥的施加量进行检测，并将检测到的数据通过第二变送器12和第二模数转换器13的处理传递给PID反馈模块14，并由PID反馈模块14对接受到的数据进行运算并最终传递给中央处理器1，当检测数据与之前运算得出的所需施加水肥的数据量相等时，由中央处理器1通过驱动模块3停止水泵71的工作，水泵71的输入端通过管道与水肥池11相连通，通过设置水肥池11，在水肥池11内将液态肥料或者固态肥料与水进行混合溶解，再通过管道将水肥输送给水泵71，流量计72的输出端与第二变送器12的输入端电连接，显示单元4内设置有MCGS组态软件41，通过设置显示单元4和MCGS组态软件41，MCGS组态能够对中央处理器1接受到的土壤墒情数据和流量计72检测到的数据等进行实时监控，更加有利于农作物的种植，灌溉单元7的输出端与定时器9的输入端电连接，定时器9的输出端与中央处理器1的输入端电连接，定时器9的输出端与控制单元10的输入端电连接，通过设置定时器9，由人们设定一个定时器9的时间上限，当水泵71启动的同时，定时器9开始计时，当定时器9到设定的时间后，水泵71仍然没有关闭，就说明流量计72的检测出现了问题，或者是第二变送器12、第二模数转换器13或是PID反馈模块14出现了问题，此时定时器9输出信号给中央处理器1，由中央处理器1通过驱动模块3停止水泵71的工作。

控制单元10的输出端与蜂鸣器5的输入端电连接，蜂鸣器5的型号为HBR-PS30，通过设置蜂鸣器5，当定时器9到设定的时间后，水泵71仍然没有关闭时，定时器9通过控制单元10启动蜂鸣器5，由蜂鸣器5发出响声，以此来通知维护人员对系统进行维护检修，从而方便了人们对整个系统的使用和维护，灌溉单元7的输出端与第二变送器12的输入端电连接，第二变送器12的输出端与第二模数转换器13的输入端电连接，通过设置第二变送器12和第二模数转换器13，流量计72将测到的水肥流量等物理量经过第二变送器12处理转换成便于测量和传输的标准化信号，然后第二变送器12将这些标准化模拟量信号经过第二模数转换器13转换成数字量并传递给PID反馈模块14，第二模数转换器13的输出端与PID反馈模块14的输入端电连接，通过设置PID反馈模块14，PID反馈模块14内设置有精确的比例、积分和微分反馈控制单元10，更加有利于对水泵71启停的闭环控制，PID反馈模块14的输出端与中央处理器1的输入端电连接，中央处理器1的输出端与存储模块16的输入端电连接，通过设置存储模块16和提取模块15，由人们将农作物生长所需的土壤中的水分湿度等数据设定存储在存储模块16内，当中央处理器1接收到的土壤墒情数据和存储模块16内设定数据相比后不达标时，由提取模块15将上述两个数据的差值进行提取并经过中央处理器1的处理运算得出所需施加水肥的量，存储模块16的输出端与提取模块15的输入端电连接，提取模块15的输出端与中央处理器1的输入端电连接，中央处理器1的输入端与电源模块2的输出端电连接，中央处理器1的输出端与显示单元4的输入端电连接。

使用时，将多个土壤墒情传感器6均匀的设置在农田内，土壤墒情传感器6将测到的土壤内的水分湿度等土壤墒情数据物理量经过第一变送器8的处理转换成便于测量和传输的标准化信号，然后第一变送器8将这些标准化模拟量信号经过第一模数转换器17转换成数字量并传递给中央处理器1，在此之前由人们将农作物生长所需的土壤中的水分湿度等数据设定存储在存储模块16内，当中央处理器1接收到的土壤墒情数据和存储模块16内设定数据相比后不达标时，由提取模块15将上述两个数据的差值进行提取并经过中央处理器1的处理运算得出所需施加水肥的量，再由中央处理器1通过驱动模块3启动水泵71对农作物进行施加水肥，流量计72对水肥的施加量进行检测，并将检测到的数据通过第二变送器12和第二模数转换器13的处理传递给PID反馈模块14，并由PID反馈模块14对接受到的数据进行运算并最终传递给中央处理器1，当检测数据与之前运算得出的所需施加水肥的数据量相等时，由中央处理器1通过驱动模块3停止水泵71的工作，由此便完成了一次水肥的施加，当水泵71启动的同时，定时器9开始计时，当定时器9到设定的时间后，水泵71仍然没有关闭，就说明流量计72的检测出现了问题，或者是第二变送器12、第二模数转换器13或是PID反馈模块14出现了问题，此时定时器9输出信号给中央处理器1，由中央处理器1通过驱动模块3停止水泵71的工作，与此同时，定时器9通过控制单元10启动蜂鸣器5，由蜂鸣器5发出响声，以此来通知维护人员对系统进行维护检修。

综上可得，1、该测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，土壤墒情传感器6将采集到的土壤墒情数据经过中央处理器1的处理，当土壤墒情数据和设定数据相比后不达标时，并经过中央处理器1的处理运算得出所需施加水肥的量，由中央处理器1通过驱动模块3启动水泵71对农作物进行施加水肥，流量计72对水肥的施加量进行检测，并将检测到的数据最终传递给中央处理器1，当检测数据与之前运算得出的数据相等时，由中央处理器1通过驱动模块3停止水泵71的工作，整个水肥施加的过程能检测到作物目前所处土壤的墒情，从而使得作物能根据需要均匀的吸收水分和养分，从而有利于作物的生长，同时能够通过流量计72对施加水肥的量进行检测，并且在第二变送器12、第二数模转换器和PID反馈模块14的配合下，在施加量和中央处理器1之间实现了闭环控制，从而避免了水分和肥料养分的流失浪费，有利于人们对农作物的种植。

2、该测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，通过设置定时器9、控制单元10和蜂鸣器5，当水泵71启动的同时，定时器9开始计时，当定时器9到设定的时间后，水泵71仍然没有关闭，就说明流量计72的检测出现了问题，或者是第二变送器12、第二模数转换器13或是PID反馈模块14出现了问题，此时定时器9输出信号给中央处理器1，由中央处理器1通过驱动模块3停止水泵71的工作，由此，本实用新型在水肥的施加量的检测上实现了定时器9和流量计72的双重反馈回路控制，当流量计72出现问题时，从而避免了水肥施加的量过多而造成水肥的浪费，同时也避免了由于水肥施加过多对农作物造成不良影响，且本实用新型设计合理，实用性强。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，包括土壤墒情传感器(6)，其特征在于：所述土壤墒情传感器(6)的输出端与第一变送器(8)的输入端电连接，所述第一变送器(8)的输出端与第一模数转换器(17)的输入端电连接，所述第一模数转换器(17)的输出端与中央处理器(1)的输入端电连接，所述中央处理器(1)的输出端与驱动模块(3)的输入端电连接，所述驱动模块(3)的输出端与灌溉单元(7)的输入端电连接，所述灌溉单元(7)的输入端与通过管道与水肥池(11)相连通，所述灌溉单元(7)的输出端与定时器(9)的输入端电连接，所述定时器(9)的输出端与中央处理器(1)的输入端电连接，所述定时器(9)的输出端与控制单元(10)的输入端电连接；

所述控制单元(10)的输出端与蜂鸣器(5)的输入端电连接，所述灌溉单元(7)的输出端与第二变送器(12)的输入端电连接，所述第二变送器(12)的输出端与第二模数转换器(13)的输入端电连接，所述第二模数转换器(13)的输出端与PID反馈模块(14)的输入端电连接，所述PID反馈模块(14)的输出端与中央处理器(1)的输入端电连接，所述中央处理器(1)的输出端与存储模块(16)的输入端电连接，所述存储模块(16)的输出端与提取模块(15)的输入端电连接，所述提取模块(15)的输出端与中央处理器(1)的输入端电连接，所述中央处理器(1)的输出端与显示单元(4)的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，其特征在于：所述中央处理器(1)的输入端与电源模块(2)的输出端电连接。

3.根据权利要求1所述的一种测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，其特征在于：所述灌溉单元(7)包括水泵(71)和流量计(72)，所述水泵(71)的输入端通过管道与水肥池(11)相连通。

4.根据权利要求3所述的一种测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，其特征在于：所述流量计(72)的输出端与第二变送器(12)的输入端电连接，所述显示单元(4)内设置有MCGS组态软件(41)。

5.根据权利要求1所述的一种测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，其特征在于：所述蜂鸣器(5)的型号为HBR-PS30。

6.根据权利要求1所述的一种测墒灌溉水肥一体化智能控制系统，其特征在于：所述土壤墒情传感器(6)的数量为若干个，所述土壤墒情传感器(6)的型号为FDR型。