CN221203309U - 一种用于精准施肥的水肥一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于精准施肥的水肥一体化装置，包括土壤信息采集设备、控制器和施肥设备，土壤信息采集设备与控制器通信连接，控制器与施肥设备通信连接，控制器还与上位机通信连接；施肥设备包括水泵、吸肥泵、水肥桶和滴灌设备，水泵的进水端连通水箱，水泵的出水端连通水肥桶的进水端，且水泵内设置有第一流量计；吸肥泵的进水端连通肥料箱，吸肥泵的出水端连通水肥桶的进肥端，且吸肥泵内设置有第二流量计；水肥桶的出液端连通滴灌设备；滴灌设备包括管路和滴头。控制器根据采集的土壤信息，控制施肥设备按照所需的水量和肥量进行精准施肥，不会出现养分浪费或者作物所需营养达不到的情况。

Description

一种用于精准施肥的水肥一体化装置

技术领域

本实用新型涉及农业种植技术领域，具体涉及一种用于精准施肥的水肥一体化装置。

背景技术

自古以来我国就是农业大国，农业的发展一直是国家与百姓关注的重点内容。随着科学技术的发展，新兴科技逐渐被引入农业领域并与农业生产紧密结合形成现代农业新产业，开辟了农业新篇章。现代农业改变了中国传统农业中完全依靠人力的单一生产模式，并且现代农业下的农业发展呈现出了科技化、高效化的整体面貌。

施肥是为作物提供养分，保持和提高土壤肥力的农业技术措施，传统农业技术中水肥一般采用人工喷洒于作物上的措施，种植人员的工作量较大，劳动强度高。因此为解决上述问题，现有技术采用自动施肥系统进行施肥，但大多将按照一定的水、肥比例配置液态肥浇灌至作物，液态肥的浓度不能精准对应作物的所需的浓度，导致养分浪费或者是作物所需营养达不到。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于精准施肥的水肥一体化装置，能够根据作物所需的水分及养分配置液态肥的浓度，实现精准施肥。

本实用新型为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种用于精准施肥的水肥一体化装置，包括土壤信息采集设备、控制器和施肥设备，所述土壤信息采集设备与所述控制器通信连接，所述控制器与所述施肥设备通信连接，所述控制器还与上位机通信连接，其中：

所述施肥设备包括水泵、吸肥泵、水肥桶和滴灌设备，所述水泵的进水端连通水箱，所述水泵的出水端连通所述水肥桶的进水端，且所述水泵内设置有第一流量计；所述吸肥泵的进水端连通肥料箱，所述吸肥泵的出水端连通所述水肥桶的进肥端，且所述吸肥泵内设置有第二流量计；所述水肥桶的出液端连通滴灌设备；

所述滴灌设备包括管路和滴头，所述管路的第一端连通所述水肥桶的出液端，所述管路的第二端连通滴头；所述管路包括干管、支管和毛管，所述干管的第一端连通所述水肥桶的出液端，所述干管的第二端连通所述支管的第一端，所述支管的第二端连通所述毛管的第一端，所述毛管的第二端连通所述滴头，所述滴头设置于作物的根部附近。

采用上述实现方式，通过土壤信息采集设备采集土壤的信息并发送至控制器获得土壤所需的水量以及肥量，通过第一流量计和第二流量计分别测量进水量以及进肥量，使进水量和进肥量刚好满足土壤所需的水量和肥量，在水肥桶配置满足要求的液态肥，通过滴灌设备对作物进行精准浓度施肥，不会出现养分浪费或者作物所需营养达不到的情况。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述土壤信息采集设备包括土壤湿度传感器和土壤电导率传感器，所述土壤湿度传感器和所述土壤电导率传感器均与所述控制器通信连接。土壤湿度传感器采集土壤湿度，土壤电导率传感器采集土壤的肥沃信息，并将上述信息传至控制器，从而得出所需的水量和肥量。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述水泵内还设置有水位传感器，所述水位传感器与所述控制器通信连接。通过水位传感器可测得水箱内的水位，在水位达不到需水量时，及时控制器将补水信息发送至上位机。

结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述控制器通过无线通信设备与所述上位机通信连接，所述上位机用于存储作物水肥数据库。上位机将采集到的土壤湿度和土壤的肥沃信息与作物水肥数据库内的标准水肥量进行对比，从而得出作物所需的水量和肥量。

结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述干管上设置有流量调节设备，在所述流量调节设备与所述水肥桶的出液端之间设置有电磁阀，所述电磁阀与所述控制器通信连接。

结合第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述流量调节设备包括压力表、闸阀和流量调节器。

结合第一方面，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述滴头上开设有多个出水孔，用于水肥的排出。

通过控制电磁阀的开或关实现水肥的排出，通过流量调节设备对水肥进行加压，使水肥有足够的压力从出水孔排出。

结合第一方面，在第一方面第七种可能的实现方式中，所述滴头设置于作物根部的土壤表面。

结合第一方面第七种可能的实现方式，在第一方面第八种可能的实现方式中，所述滴头还设置于作物根部的浅层土壤中。

滴头设置在作物根部可以保证水肥直接作用到植物根部，减少水肥的泄漏，减少养分的流失。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种用于精准施肥的水肥一体化装置示意图；

图2为本实用新型实施例提供的施肥设备的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种用于精准施肥的水肥一体化装置的控制方法。

图1-3中：1-土壤信息采集设备，2-控制器，3-施肥设备，4-上位机，5-无线传输设备，6-土壤湿度传感器，7-土壤电导率传感器，8-水泵，9-吸肥泵，10-水肥桶，11-滴头，12-主管，13-支管，14-毛管，15-水箱，16-肥料箱，17-流量调节器，18-电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本方案进行阐述。

图1为本实用新型实施例提供的一种用于精准施肥的水肥一体化装置，包括土壤信息采集设备1、控制器2和施肥设备3，土壤信息采集设备1用于采集土壤信息，控制器2根据土壤信息采集设备1采集的土壤信息，控制施肥设备进行灌溉施肥，其中：

土壤信息采集设备1包括土壤湿度传感器6和土壤电导率传感器7，土壤湿度传感器6和土壤电导率传感器7均埋设于土壤之中，用于采集土壤的湿度和土壤的电导率，并且土壤湿度传感器6和土壤电导率传感器7的信号输出端均与控制器2的信号输入端通信连接。

为实现根据土壤湿度和土壤电导率得出作物所需的水量和肥量，本实施例还设置有上位机4，上位机4内存储有作物水肥数据库，作物水肥数据库内存储有各类作物所需的标准水肥量；上位机4通过无线传输设备5与控制器2通信连接，控制器2通过无线传输设备5将土壤湿度传感器6和土壤电导率传感器7采集到的土壤湿度和土壤电导率传输至上位机4，与作物水肥数据库内的标准水肥量进行对比，从而得出作物所需的水量和肥量，并将所需的水量和肥量通过无线传输设备5发送至控制器2，控制器2控制施肥设备3进行精准施肥。

进一步地，为实现根据得出的作物所需的水量和肥量进行精准施肥，本实施例设置有施肥设备3，参见图2。施肥设备3包括水泵8、吸肥泵9、水肥桶10和滴灌设备，水泵8的进水端与水箱15相连通，水泵8的出水端与水肥桶10的进水端相连通，并且水泵8内设置有第一流量计。吸肥泵9的进水端与肥料箱16相连通，吸肥泵9的出水端与水肥桶10的进液端相连通，并且吸肥泵9内设置有第二流量计。水肥桶10通过滴灌设备为作物进行滴灌施肥。控制器2按照上位机4发送的作物所需的水量和肥量，控制水泵8和吸肥泵9将水和肥料抽至水肥桶10内进行混合，第一电磁流量计和第二电磁流量计监控所抽取的水量和肥量，当抽取的水量和肥量达到作物所需的水量和肥量时，控制器2控制水泵8和吸肥泵9停止工作，利用水肥桶10的混合水肥为作物进行灌溉施肥。

为保证能将水肥桶10内的混合水肥输送至作物，本实施例设置有滴灌设备，滴灌设备包括管路和滴头11，其中：

管路包括主管12、支管13和毛管14，主管12的进液端连通水肥桶10的出液端，主管12设置有多个出液端，每个出液端均与一根支管13的进液端相连通，每根支管13也包括多个出液端，每个出液端均与一根毛管14的进液端相连通，每根毛管14的出液端上对应连接一个滴头11，滴头11设置有多个出水孔，并且滴头11设置于作物根部的土壤表面或埋设于作物根部的浅层土壤中。

为保证混合后水肥有足够的压力通至滴头进行滴灌，本实施例在主管12上设置有流量调节器17，流量调节器17设置在主管12的进液端与出液端之间，并与控制器2通信连接，通过控制器2控制流量调节器17的流量，使水肥能够通至滴头并排出。在流量调节器17与主管12的进液端之间设置有电磁阀18，电磁阀18与控制器2通信连接，通过控制器2控制电磁阀18的开或关，从而实现水肥的排出。

由上述实施例可知，本实施例提供了一种用于精准施肥的水肥一体化装置，包括土壤信息采集设备、控制器和施肥设备，土壤信息采集设备与控制器通信连接，控制器与施肥设备通信连接，控制器还与上位机通信连接，施肥设备包括水泵、吸肥泵、水肥桶和滴灌设备，水泵的进水端连通水箱，水泵的出水端连通水肥桶的进水端，且水泵内设置有第一流量计；吸肥泵的进水端连通肥料箱，吸肥泵的出水端连通水肥桶的进肥端，且吸肥泵内设置有第二流量计；水肥桶的出液端连通滴灌设备；滴灌设备包括管路和滴头。控制器根据采集的土壤信息，控制施肥设备按照所需的水量和肥量进行精准施肥，不会出现养分浪费或者作物所需营养达不到的情况。

与上述实施例提供的一种用于精准施肥的水肥一体化装置相对应，本实用新型还提出了一种用于精准施肥的水肥一体化装置控制方法的实施例，参见图3，所述方法包括：

S101,土壤信息采集设备采集土壤信息，并将采集的信息发送至控制器。

土壤湿度传感器和土壤电导率传感器采集土壤湿度和土壤的电导率，并将土壤湿度和土壤的电导率发送至控制器。

S102,控制器将土壤信息发送至上位机。

控制器将接收的土壤湿度和土壤的电导率通过无线传输模块发送至上位机。

S103，上位机调用作物水肥数据库的信息与采集信息进行对比，得出土壤所需水量和肥量，并将所需水量和肥量发送至控制器。

上位机接收到土壤湿度和土壤的电导率，将接收到的数据与作物水肥数据库的标准水肥量进行对比，确定现阶段土壤的含水量以及肥沃程度，并得出土壤所需的水量和肥量，并将得到的土壤所需水量和肥量发送至控制器。

S104，控制器控制水泵按照所需的水量抽水至水肥桶，控制器控制吸肥泵按照所需的肥量抽肥料至水肥桶。

控制器按照上位机发送的作物所需的水量和肥量，控制水泵和吸肥泵将水和肥料抽至水肥桶内进行混合，第一电磁流量计和第二电磁流量计监控所抽取的水量和肥量，当抽取的水量和肥量达到作物所需的水量和肥量时，控制器控制水泵和吸肥泵停止工作，利用水肥桶的混合水肥为作物进行灌溉施肥。

S105，控制器控制电磁阀打开，对作物进行精准施肥。

水和肥料在水肥桶内混合完毕后，控制器控制电磁阀打开，混合得到的水肥进入管道，流量调节器调节流量，使混合得到的水肥能够到达滴头并排出施肥。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，如来替代，本实用新型仅结合并参照优选的实施方式进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

Claims (9)

1.一种用于精准施肥的水肥一体化装置，其特征在于：包括土壤信息采集设备、控制器和施肥设备，所述土壤信息采集设备与所述控制器通信连接，所述控制器与所述施肥设备通信连接，所述控制器还与上位机通信连接，其中：

所述施肥设备包括水泵、吸肥泵、水肥桶和滴灌设备，所述水泵的进水端连通水箱，所述水泵的出水端连通所述水肥桶的进水端，且所述水泵内设置有第一流量计；所述吸肥泵的进水端连通肥料箱，所述吸肥泵的出水端连通所述水肥桶的进肥端，且所述吸肥泵内设置有第二流量计；所述水肥桶的出液端连通滴灌设备；

所述滴灌设备包括管路和滴头，所述管路的第一端连通所述水肥桶的出液端，所述管路的第二端连通滴头；所述管路包括干管、支管和毛管，所述干管的第一端连通所述水肥桶的出液端，所述干管的第二端连通所述支管的第一端，所述支管的第二端连通所述毛管的第一端，所述毛管的第二端连通所述滴头，所述滴头设置于作物的根部附近。

2.根据权利要求1所述的用于精准施肥的水肥一体化装置，其特征在于：所述土壤信息采集设备包括土壤湿度传感器和土壤电导率传感器，所述土壤湿度传感器和所述土壤电导率传感器均与所述控制器通信连接。

3.根据权利要求1所述的用于精准施肥的水肥一体化装置，其特征在于：所述水泵内还设置有水位传感器，所述水位传感器与所述控制器通信连接。

4.根据权利要求1所述的用于精准施肥的水肥一体化装置，其特征在于：所述控制器通过无线通信设备与所述上位机通信连接，所述上位机用于存储作物水肥数据库。

5.根据权利要求1所述的用于精准施肥的水肥一体化装置，其特征在于：所述干管上设置有流量调节设备，在所述流量调节设备与所述水肥桶的出液端之间设置有电磁阀，所述电磁阀与所述控制器通信连接。

6.根据权利要求5所述的用于精准施肥的水肥一体化装置，其特征在于：所述流量调节设备包括压力表、闸阀和流量调节器。

7.根据权利要求1所述的用于精准施肥的水肥一体化装置，其特征在于：所述滴头上开设有多个出水孔，用于水肥的排出。

8.根据权利要求1所述的用于精准施肥的水肥一体化装置，其特征在于：所述滴头设置于作物根部的土壤表面。

9.根据权利要求8所述的用于精准施肥的水肥一体化装置，其特征在于：所述滴头还设置于作物根部的浅层土壤中。