CN208273575U - 水肥一体化智能灌溉系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了水肥一体化智能灌溉系统,涉及智能灌溉技术领域,包括供水部、灌溉部灌溉控制部,供水部通过第一支管道连通有混料罐,混料罐连通有储肥罐,储肥罐与混料罐之间设有肥料注入泵,供水部包括有水泵,灌溉部包括若干灌溉支管,灌溉支管上依次均匀设有若干喷灌杆,喷灌杆上设有电磁阀,主管道上还设有流量控制阀;灌溉控制部包括控制器和上位机,控制器包括单片机及与单片机通信连接的环境监测模块、单片机、触控显示模块、数据存储模块、通信模块,单片机可控制电磁阀、流量控制阀的开闭。本实用新型可根据土壤湿度,实时进行浇水,根据作物不同生长期需肥量适量施肥,提高了水肥利用率,减少了资源浪费,降低了生本,提高了生产力。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能灌溉技术领域,具体涉及一种水肥一体化智能灌溉系统。
背景技术
自古以来,我国就是一个以农业为主的国家,即便到了现代社会,农业仍是我国国民经济的基础。对于大田种植的农作物,传统的灌溉方式是从地表引水至田间湿润土壤,这种灌溉方式均匀度差,水资源浪费大,给农作物施肥时,采用人工撒肥的方式,撒肥后再灌溉,以使肥料溶解浸入土壤供作物吸收,此种施肥方式施肥不均,易造成肥料浪费。
国家发展的根本是大力发展现代农业,在农业部门的大力推广下,国内部分地方农田节水灌溉技术,但技术水平较发达国家相差甚远,大多农业灌溉控制系统采用定时控制或者手动控制方式,不能进行远程监控,其灌溉精准度低,存在浇水不及时、不均、灌水不足或过量灌水等现象,没有与农作物生长周期所需水规律及需水量和各生长周期需肥量融为一体的精准灌溉技术,造成肥料利用率极低、成本较高的现状,降低了生产力。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够根据土壤环境参数及农作物生长规律进行实时浇水施肥的一体化智能灌溉系统,以解决上述背景技术中存在的不能进行远程监控,灌溉精准度低,存在浇水不及时、不均、灌水不足或过量灌水等现象,造成肥料利用率极低、成本较高的现状,降低了生产力的技术问题。
为了实现上述目的,本实用新型采取了如下技术方案:
一种水肥一体化智能灌溉系统,包括供水部,通过主管道与所述供水部连通的灌溉部,还包括与所述供水部和所述灌溉部通信连接的灌溉控制部,所述供水部包括有水泵,所述水泵的出水端与所述主管道连接,所述水泵的下游主管道通过第一支管道连通有混料罐,所述混料罐连通有储肥罐,所述储肥罐与所述混料罐之间设有肥料注入泵,所述混料罐的出口端通过第二支管道连通所述主管道;通过灌溉控制部控制供水部的供水量及供水时机,储肥罐里储存肥料,当需要施肥时,肥料注入泵可将储肥罐里的肥料打入混料罐中,与水混合成肥料液,灌溉控制部可控制储肥罐通过肥料注入泵注入混料罐的肥料量,降低了水资源和肥料的浪费。
所述灌溉控制部包括控制器、上位机,所述控制器包括环境监测模块、触控显示模块、数据存储模块、单片机、通信模块,所述环境监测模块、所述触控显示模块、所述数据存储模块、所述通信模块均与所述单片机通信连接,所述通信模块与所述上位机通信连接;环境监测模块可实时监测土壤的环境参数上传给单片机,并储存在数据存储模块中,单片机通过通信模块与上位机通信连接,触控显示模块可显示土壤参数、水流量、土壤离子浓度等,通过触控显示模块可人为设置相关预设参数,根据作物不同生长期的需水量需肥量设置供水、肥阈值,控制供水的时机和供水量。通过上位机与通信模块可实现远程监控,使用手机APP等终端,通过wifi、4G、5G等网络实现与通信单元的无线连接,可随时获得数据存储模块中的相关数据,以及实现远程操作触控显示模块。
所述环境监测模块包括土壤湿度传感器、离子浓度传感器;所述土壤湿度传感器、所述离子浓度传感器均与所述单片机通信连接。土壤湿度传感器和离子浓度传感器可实时监测土壤湿度和土壤中离子浓度,将土壤湿度、离子浓度参数发送给单片机,经单片机分析处理,判断是否需要供水施肥。
进一步的,所述灌溉部包括与所述主管道连通的若干灌溉支管,所述灌溉支管上依次均匀设有若干喷灌杆,所述喷灌杆、所述第一支管道、所述第二支管道上均设有电磁阀,所述主管道上还设有流量控制阀。第一支管道上的电磁阀可控制混料罐中的进水,第二支管道上的电磁阀可控制混料罐中的肥料液流入主管道中。
进一步的,所述水泵的驱动电机、所述肥料注入泵的驱动电机、所述电磁阀、所述流量控制阀均与所述单片机通信连接。通过单片机控制水泵、肥料注入泵的启停,从而实现供水和供肥的自动控制,通过单片机控制电磁阀及流量控制阀的开合,从而控制水的流量。
进一步的,所述灌溉支管上设有流量传感器,所述流量传感器与所述单片机通信连接。
进一步的,所述水泵与所述第一支管道之间设有过滤装置。过滤装置可将供水部供的水源中的杂质、漂浮物等过滤掉。
进一步的,所述肥料注入泵与所述混料罐之间设有网式过滤器。网式过滤器可将肥料中的杂质过滤,从而提高肥料液的纯度。
进一步的,所述离子浓度传感器包括土壤磷离子浓度传感器、土壤氮离子浓度传感器、土壤钾离子浓度传感器。各离子浓度传感器可检测土壤中离子的浓度。
进一步的,所述过滤装置与所述第一支管道之间设有单向阀。单向阀可防止肥料液回流,避免了资源浪费,有利于节能。
进一步的,所述流量控制阀位于所述第二支管道的下游。
本实用新型有益效果:通过实时监测土壤环境参数,实现了实时浇水,根据农作物不同生长期的需肥量,实现了适量施肥,可进行远程监控,提高了灌溉精准度,浇水及时、均匀,能够与农作物生长周期所需水规律及需水量和各生长周期需肥量融为一体,提高了水肥利用率,降低了生产成本,提高了生产力。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例所述的水肥一体化智能灌溉系统结构图。
图2为本实用新型实施例所述的水肥一体化智能灌溉系统控制原理框图。
其中:100-供水部;200-灌溉部;300-灌溉控制部;2-水泵;1-主管道;3-第一支管道;4-混料罐;5-储肥罐;6-肥料注入泵;7-第二支管道;9-上位机;10-环境监测模块;11-触控显示模块;12-数据存储模块;13-单片机;14-通信模块;201-灌溉支管;202-喷灌杆;15-电磁阀;16-流量控制阀;203-流量传感器;17-过滤装置;18-网式过滤器;19-单向阀。
具体实施方式
下面详细叙述本实用新型的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能解释为对本实用新型的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。应该理解,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接,使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于理解本实用新型,下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步解释说明,且具体实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。
图1为本实用新型实施例所述的水肥一体化智能灌溉系统结构图,图2为本实用新型实施例所述的水肥一体化智能灌溉系统控制原理框图。
本领域技术人员应该理解,附图只是实施例的示意图,附图中的部件并不一定是实施本实用新型所必须的。
如图1至图2所示,本实用新型实施例提供了一种水肥一体化智能灌溉系统,包括供水部100,通过主管道1与所述供水部100连通的灌溉部200,还包括与所述供水部100和所述灌溉部200通信连接的灌溉控制部300,所述供水部100包括有水泵2,所述水泵2的出水端与所述主管道1连接,所述水泵2的后侧主管道通过第一支管道3连通有混料罐4,所述混料罐4连通有储肥罐5,所述储肥罐5与所述混料罐4之间设有肥料注入泵6,所述混料罐4的出口端通过第二支管道7连通所述主管道1;
所述灌溉控制部300包括控制器、上位机9,所述控制器包括环境监测模块10、触控显示模块11、数据存储模块12、单片机13、通信模块14,所述环境监测模块10、所述触控显示模块11、所述数据存储模块12、所述通信模块14均与所述单片机13通信连接,所述通信模块14与所述上位机9通信连接;
所述环境监测模块10包括土壤湿度传感器、离子浓度传感器;所述土壤湿度传感器、所述离子浓度传感器均与所述单片机13通信连接。
在本实用新型的一个具体实施例中,所述灌溉部200包括与所述主管道1连通的若干灌溉支管201,所述灌溉支管201上依次均匀设有若干喷灌杆202,所述喷灌杆202、所述第一支管道3、所述第二支管道7上均设有电磁阀15,所述主管道1上还设有流量控制阀16。
在本实用新型的一个具体实施例中,所述水泵2的驱动电机、所述肥料注入泵6的驱动电机、所述电磁阀15、所述流量控制阀16均与所述单片机13通信连接。
在本实用新型的一个具体实施例中,所述灌溉支管201上设有流量传感器203,所述流量传感器203与所述单片机13通信连接。
在本实用新型的一个具体实施例中,所述水泵2与所述第一支管道3之间设有过滤装置17。
在本实用新型的一个具体实施例中,所述肥料注入泵6与所述混料罐4之间设有网式过滤器18。
在本实用新型的一个具体实施例中,所述离子浓度传感器102包括土壤磷离子浓度传感器、土壤氮离子浓度传感器、土壤钾离子浓度传感器。
在本实用新型的一个具体实施例中,所述过滤装置17与所述第一支管道3之间设有单向阀19。
在本实用新型的一个具体实施例中,所述流量控制阀16位于所述第二支管道7的下游。
在本实用新型在具体使用时,控制器通过通信模块与上位机连接,控制器的环境监测模块检测土壤环境参数,并将环境参数发送给单片机,再储存在数据存储模块中,单片机中预先设置了供水量、施肥量、农作物不同生长期所需肥料量、需水量、土壤湿度、土壤中各离子浓度等参数阈值。
当土壤湿度传感器检测到土壤湿度信号后,将湿度信号发送给单片机,单片机判断土壤湿度与预先设置的阈值进行比较,计算供水量,土壤湿度低于湿度阈值时,单片机控制水泵驱动电机开启,水泵开始工作,开启主管道上的电磁阀,关闭第一支管道及第二支管道上的电磁阀,水泵工作为灌溉部提供水源,喷灌杆上设有的流量传感器可计算水流量,从而精确计算供水量,当流量传感器发送的水流量信号达到预设总供水量值时,单片机控制水泵关闭,供水部不再为灌溉部供水。
在作为不同生长期所需肥料量不同,预先设置单片机的肥料量阈值,当需要为作物供肥时,单片机控制第一支管道上的电磁阀打开,水流由主管道进入混料罐,通过单片机控制肥料注入泵从储肥罐中将肥料注入混料罐中,水和肥料在混料罐中混合成肥料液,混料罐中设置浓度传感器,实时检测肥料液的浓度,并将浓度信号发送给单片机,触控显示模块可显示肥料液的浓度信息,当肥料液的浓度达到预设值时,单片机控制肥料注入泵的驱动电机关闭,关闭第一支管道上的电磁阀,打开第二支管道上的电磁阀,将混料罐中的肥料液注入主管道中,随水流到达灌溉部进行施肥。
综上所述,本实用新型通过土壤环境监测模块实时监测土壤湿度及土壤中各离子浓度,将土壤环境参数发送给单片机,单片机通过环境参数控制供水量及施肥量,降低了水资源和肥料的浪费;在主管道上设置过滤装置,除去了水中的杂质,提高了肥料液纯度,避免了管道的堵塞现象的发生,在储肥罐和混料罐之间设置网式过滤器,除去了肥料中的杂质,提高了肥料液的纯度,通过喷灌杆实现了农田局部灌溉,土壤湿度传感器检测到农田局部的土壤湿度,根据土壤湿度传感器检测到的土壤湿度信号位置可有选择性的开启灌溉支管上的电磁阀,从而实现了局部灌溉,提高了水资源利用率,降低了水肥的浪费。通过通信单元实现手机APP远程终端监控,降低了人工劳动强度,提高了灌溉精准度。
本领域普通技术人员可以理解:本实用新型实施例中的装置中的部件可以按照实施例的描述分布于实施例的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件,也可以进一步拆分成多个子部件。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种水肥一体化智能灌溉系统,包括供水部(100),通过主管道(1)与所述供水部(100)连通的灌溉部(200),其特征在于:还包括与所述供水部(100)和所述灌溉部(200)通信连接的灌溉控制部(300),所述供水部(100)包括有水泵(2),所述水泵(2)的出水端与所述主管道(1)连接,所述水泵(2)的后侧主管道通过第一支管道(3)连通有混料罐(4),所述混料罐(4)连通有储肥罐(5),所述储肥罐(5)与所述混料罐(4)之间设有肥料注入泵(6),所述混料罐(4)的出口端通过第二支管道(7)连通所述主管道(1);
所述灌溉控制部(300)包括控制器、上位机(9),所述控制器包括环境监测模块(10)、触控显示模块(11)、数据存储模块(12)、单片机(13)、通信模块(14),所述环境监测模块(10)、所述触控显示模块(11)、所述数据存储模块(12)、所述通信模块(14)均与所述单片机(13)通信连接,所述通信模块(14)与所述上位机(9)通信连接;
所述环境监测模块(10)包括土壤湿度传感器、离子浓度传感器;所述土壤湿度传感器、所述离子浓度传感器均与所述单片机(13)通信连接。
2.根据权利要求1所述的水肥一体化智能灌溉系统,其特征在于:所述灌溉部(200)包括与所述主管道(1)连通的若干灌溉支管(201),所述灌溉支管(201)上依次均匀设有若干喷灌杆(202),所述喷灌杆(202)、所述第一支管道(3)、所述第二支管道(7)上均设有电磁阀(15),所述主管道(1)上还设有流量控制阀(16)。
3.根据权利要求2所述的水肥一体化智能灌溉系统,其特征在于:所述水泵(2)的驱动电机、所述肥料注入泵(6)的驱动电机、所述电磁阀(15)、所述流量控制阀(16)均与所述单片机(13)通信连接。
4.根据权利要求3所述的水肥一体化智能灌溉系统,其特征在于:所述灌溉支管(201)上设有流量传感器(203),所述流量传感器(203)与所述单片机(13)通信连接。
5.根据权利要求1所述的水肥一体化智能灌溉系统,其特征在于:所述水泵(2)与所述第一支管道(3)之间设有过滤装置(17)。
6.根据权利要求1所述的水肥一体化智能灌溉系统,其特征在于:所述肥料注入泵(6)与所述混料罐(4)之间设有网式过滤器(18)。
7.根据权利要求1所述的水肥一体化智能灌溉系统,其特征在于:所述离子浓度传感器包括土壤磷离子浓度传感器、土壤氮离子浓度传感器、土壤钾离子浓度传感器。
8.根据权利要求5所述的水肥一体化智能灌溉系统,其特征在于:所述过滤装置(17)与所述第一支管道(3)之间设有单向阀(19)。
9.根据权利要求2所述的水肥一体化智能灌溉系统,其特征在于:所述流量控制阀(16)位于所述第二支管道(7)的下游。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
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