CN211322038U - 一种水肥一体化智能灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水肥一体化智能灌溉系统，主要涉及灌溉系统技术领域，包括水肥一体化系统、灌溉系统、阀门控制系统、监测系统、终端和智能监测平台，所述的水肥一体化系统、灌溉系统、阀门控制系统、监测系统均和所述的智能监测平台连接。本实用新型设置水肥一体化系统和灌溉系统实现整个灌溉区的自动灌溉和施肥，将水和营养精准地输送到每一棵作物的根部；阀门控制系统实现阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭；监测系统通过对相关信息和数据的实时监测，实现无人职守自动灌溉；智能监测平台为终端提供远程监控整体解决方案，实现灌溉工程的精细化维护运行管理；终端能远程实现手动启动、关闭电磁阀和水泵。

Description

一种水肥一体化智能灌溉系统

技术领域

本实用新型涉及一种灌溉系统，尤其是一种水肥一体化智能灌溉系统。

背景技术

大水漫灌等粗放的灌溉模式，高耗低效，造成水资源的严重浪费，另外，我国农田肥料的超量使用与使用不均衡，不仅破坏了水生态系统，还直接影响人畜饮水安全，因此采取必要的节水保肥措施日益重要。水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统(或地形自然落差)，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道、喷枪或喷头形成喷灌,均匀、定时、定量喷洒在作物发育生长区域，使主要发育生长区域土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同的作物的需肥特点，土壤环境和养分含量状况，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。现有水肥一体化技术存在一些技术问题，例如智能程度较差。

实用新型内容

本实用新型提供了一种结构简单的水肥一体化智能灌溉系统，解决了现有技术中存在的智能程度较差的问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：包括水肥一体化系统、灌溉系统、阀门控制系统、监测系统、终端和智能监测平台，水肥一体化系统、灌溉系统、阀门控制系统、监测系统均和智能监测平台连接，智能监测平台远程控制水肥一体化系统、施肥系统、阀门控制系统、监测系统，智能监测平台为终端提供传感器数据、图片远程、采集、传输、储存、处理及报警信息发送等服务，智能监测平台以集中式分区化的方式为终端提供远程监控整体解决方案；

水肥一体化系统包括水源系统和水肥一体机，水源系统包括水质符合灌溉要求的水源、砂石过滤器、水泵和闸阀。水肥一体机包括增压泵、过滤器、控制柜、触摸屏、流量计、压力传感器、肥料混合桶、施肥泵和施肥器；

灌溉系统包括输配水管网系统和灌水器系统，输配水管网系统包括包括灌溉泵、稳压阀、过滤器和田间灌溉管网，田间灌溉管网包括多条干管、多条支管和多条毛管，干管一般采用PVC管材，支管一般采用PE管材或PVC管材，毛管选用内镶式滴灌带或边缝迷宫式滴灌带，干管的首端进水口设置有闸阀，支管的进水口设置有球阀，灌水器系统包括灌水器，灌水器采用滴头、微喷头、渗灌管或微管；

阀门控制系统包括田间工作站、电磁阀、阀门控制器、传感器和网关，阀门控制系统采用无线或有线技术，实现阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭，电磁阀是控制田间灌溉的阀门，阀门控制器直接和电磁阀连接，田间工作站和传感器均由太阳能供电系统提供电源；

监测系统包括环境数据采集器、流量监测设备、水位控制器、电流电压监测器和压力传感器，环境数据采集器包括低功耗气象传感器、低功耗气象数据采集控制器和计算机气象软件。环境数据采集器可同时监测大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射和照度。监测系统能实现对水源系统的水位状况的实时监测和对农田土壤墒情信息、小气候信息和作物长势信息的实时监测。

优选的，智能监测平台能实现系统维护、状态监测和系统运行的现场管理，实现区域用水量计量管理、旱情和灌溉预报专家决策、信息发布等功能的远程决策管理，以及对用水、耗电、灌水量、维护、材料消耗等进行统计和成本核算，对灌溉设施设备生成定期维护计划，记录维护情况，实现灌溉工程的精细化维护运行管理。

优选的，终端是移动终端，终端可以建立手机系统，客户直接采用微信客户端就可以控制和查看实时数据，终端能远程实现手动启动、关闭电磁阀和水泵。

本实用新型采用上述结构，具有以下的优点：设置水肥一体化系统和灌溉系统实现整个灌溉区的自动灌溉和施肥，将水和营养精准地输送到每一棵作物的根部；阀门控制系统实现阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭；监测系统通过对相关信息和数据的实时监测，结合当地作物的需水和灌溉轮灌情况制定自动开启水泵、阀门，实现无人职守自动灌溉，节省了大量的人工；智能监测平台为终端提供远程监控整体解决方案，能实现系统维护、状态监测和系统运行的现场管理，实现灌溉工程的精细化维护运行管理；终端能远程实现手动启动、关闭电磁阀和水泵。

附图说明

图1为本实用新型的系统组成框图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如图1所示，整体包括水肥一体化系统、灌溉系统、阀门控制系统、监测系统、终端和智能监测平台，水肥一体化系统、灌溉系统、阀门控制系统、监测系统均和智能监测平台连接，智能监测平台远程控制水肥一体化系统、施肥系统、阀门控制系统、监测系统；

水肥一体化系统包括水源系统和水肥一体机，水源系统包括水质符合灌溉要求的水源、砂石过滤器、水泵和闸阀。江河、渠道、湖泊、井、水库均可作为水源，只要水质符合灌溉要求，均可作为灌溉的水源；水肥一体机包括增压泵、过滤器、控制柜、触摸屏、流量计、压力传感器、肥料混合桶、施肥泵和施肥器；

灌溉系统包括输配水管网系统和灌水器系统，输配水管网系统包括灌溉泵、稳压阀、过滤器和田间灌溉管网，田间灌溉管网包括多条干管、多条支管和多条毛管，毛管是微灌系统的最末一级管道，干管一般采用PVC管材，支管一般采用PE管材或PVC管材，干管、支管和毛管的管径根据流量分级配置,毛管选用内镶式滴灌带或边缝迷宫式滴灌带，干管的首端进水口设置有闸阀，支管的进水口设置有球阀；田间灌溉管网的作用是将处理过的水,按照要求输送到灌水器；

灌水器系统包括灌水器，灌水器采用滴头、微喷头、渗灌管或微管，灌水器系统是利用压力按照作物需水要求，通过配水管道将水和作物生长所需肥水养分以均匀地、准确地直接输送到植物、作物根部的土壤表面或土层中，使作物根部的土壤经常保持在最佳水、肥、气状态；

阀门控制系统包括田间工作站、电磁阀、阀门控制器、传感器和网关，阀门控制系统采用无线或有线技术，实现电磁阀的遥控启闭和定时轮灌启闭，电磁阀是控制田间灌溉的阀门，阀门控制器直接和电磁阀连接，田间工作站和传感器均由太阳能供电系统提供电源；阀门控制器接收由田间工作站传来的指令并实施指令的下端，阀门控制器接收到田间工作站的指令后对电磁阀的开闭进行控制，同时也能够采集田间信息，并上传信息至田间工作站，一个阀门控制器可控制多个电磁阀，电磁阀由田间节水灌溉设计轮灌组的划分来确定安装位置及个数；

传感器采集的数据传输给田间工作站，田间工作站接收后通过网关发送给水肥一体机，水肥一体机将数据接收存储后上传给智能监测平台，数据由智能监测平台分析处理后作出决策，水肥一体机接收到智能监测平台发出的控制命令，开启对应的电磁阀或执行相关的操作；

监测系统包括环境数据采集器、流量监测设备、水位控制器、电流电压监测器和压力传感器，环境数据采集器包括低功耗气象传感器、低功耗气象数据采集控制器和计算机气象软件，环境数据采集器可同时监测大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射和照度。监测系统能实现对水源系统的水位状况的实时监测和对农田土壤墒情信息、小气候信息和作物长势信息的实时监测；

监测系统通过环境数据采集器可实现定时气象数据采集、实时时间显示、气象数据定时存储、气象数据定时上报、参数设定等功能；

监测系统通过视频监控实时监测水源系统的水位状况，及时发布缺水预警，通过对水泵的电流和电压监测、出水口压力和流量监测、田间灌溉管网干管流量和压力监测，能够及时发现灌溉系统爆管、漏水、低压运行等不合理灌溉事件，及时通知系统维护人员，保障灌溉系统正常运行；

监测系统通过对农田土壤墒情信息、小气候信息和作物长势信息的实时监测，根据监测采集到的信息，结合当地作物的需水和灌溉轮灌情况制定自动开启水泵、阀门，实现无人职守自动灌溉，分片控制，预防人为误操作；

监测系统能实现两级用水计量，通过对输水管道出口流量的监测，统计本区域内用水总量计量，通过压力传感器采集灌溉系统中的每个支管的数据实时计算各支管的轮灌水量，与阀门自动控制系统结合，实现每一个阀门控制管路的用水量统计，同时将水泵引入流量控制，当水泵流量超过用水总量将通过智能监测平台远程控制，限制区域用水；

智能监测平台为终端提供传感器数据、图片远程、采集、传输、储存、处理及报警信息发送等服务，智能监测平台以集中式分区化的方式为终端提供远程监控整体解决方案，智能监测平台能实现系统维护、状态监测和系统运行的现场管理，实现区域用水量计量管理、旱情和灌溉预报专家决策、信息发布等功能的远程决策管理，以及对用水、耗电、灌水量、维护、材料消耗等进行统计和成本核算，对灌溉设施设备生成定期维护计划，记录维护情况，实现灌溉工程的精细化维护运行管理；

通过智能监测平台，终端可以不受时间、地点限制对监控目标进行实时监控、管理、观看和接收报警信息；

终端是移动终端，终端可以建立手机系统，客户直接采用微信客户端就可以控制和查看实时数据，终端能远程实现手动启动、关闭电磁阀和水泵。

其中，上述提及的各种仪器仪表、设施设备均是现有技术。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种水肥一体化智能灌溉系统，其特征在于：包括水肥一体化系统、灌溉系统、阀门控制系统、监测系统、终端和智能监测平台，所述的水肥一体化系统、灌溉系统、阀门控制系统、监测系统均和所述的智能监测平台连接，所述的智能监测平台远程控制所述的水肥一体化系统、施肥系统、阀门控制系统、监测系统，所述的智能监测平台为所述的终端提供传感器数据、图片远程、采集、传输、储存、处理及报警信息发送等服务，所述的智能监测平台以集中式分区化的方式为所述的终端提供远程监控整体解决方案；

所述的水肥一体化系统包括水源系统和水肥一体机，所述的水源系统包括水质符合灌溉要求的水源、砂石过滤器、水泵和闸阀，所述的水肥一体机包括增压泵、过滤器、控制柜、触摸屏、流量计、压力传感器、肥料混合桶、施肥泵和施肥器；

所述的灌溉系统包括输配水管网系统和灌水器系统，所述的输配水管网系统包括灌溉泵、稳压阀、过滤器和田间灌溉管网，所述的田间灌溉管网包括多条干管、多条支管和多条毛管，所述的干管一般采用PVC管材，所述的支管一般采用PE管材或PVC管材，所述的毛管选用内镶式滴灌带或边缝迷宫式滴灌带，所述的干管的首端进水口设置有闸阀，所述的支管的进水口设置有球阀，所述的灌水器系统包括灌水器，所述的灌水器采用滴头、微喷头、渗灌管或微管；

所述的阀门控制系统包括田间工作站、电磁阀、阀门控制器、传感器和网关，所述的阀门控制系统采用无线或有线技术，实现阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭，所述的电磁阀是控制田间灌溉的阀门，所述的阀门控制器直接和所述的电磁阀连接，所述的田间工作站和传感器均由太阳能供电系统提供电源；

所述的监测系统包括环境数据采集器、流量监测设备、水位控制器、电流电压监测器和压力传感器，所述的环境数据采集器包括低功耗气象传感器、低功耗气象数据采集控制器和计算机气象软件，所述的环境数据采集器同时监测大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射和照度，所述的监测系统实现对水源系统的水位状况的实时监测和对农田土壤墒情信息、小气候信息和作物长势信息的实时监测。

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：所述的智能监测平台实现系统维护、状态监测和系统运行的现场管理，实现区域用水量计量管理、旱情和灌溉预报专家决策、信息发布的远程决策管理，以及对用水、耗电、灌水量、维护、材料消耗进行统计和成本核算，对灌溉设施设备生成定期维护计划，记录维护情况，实现灌溉工程的精细化维护运行管理。

3.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：所述的终端是移动终端，所述的终端建立手机系统，客户直接采用微信客户端控制和查看实时数据，终端能远程实现手动启动、关闭电磁阀和水泵。

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