一種自動(dòng)施肥給水控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種施肥給水控制系統(tǒng)，具體涉及一種自動(dòng)施肥給水控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流，是由信息技術(shù)支持的，定位、定時(shí)、定量的實(shí)施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)。其基本含義是根據(jù)作物生長(zhǎng)的土壤情況變化，精細(xì)準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)對(duì)作物的投入，以最少最節(jié)省的投入達(dá)到獲取最大產(chǎn)量、最大經(jīng)濟(jì)效益的目的。
[0003]專利號(hào)ZL 200710175341.2，名稱為《一種變量施肥控制系統(tǒng)及方法》的中國(guó)專利是基于地理信息系統(tǒng)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。
[0004]我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，地域遼闊，種植的農(nóng)作物成千上百種，而且各地的溫度，濕度，土壤成分也不一樣，而且不同植物的施肥量不同，同一種作物同時(shí)在不同時(shí)期對(duì)肥的要求不同，因此我們需要因地制宜的進(jìn)行灌溉，傳統(tǒng)的人工施肥方法浪費(fèi)水資源、浪費(fèi)肥料，浪費(fèi)水人力物力，對(duì)環(huán)境造成的污染，不能根據(jù)植物需要及時(shí)施肥等缺點(diǎn)，現(xiàn)有施肥控制技術(shù)中提供的自動(dòng)施肥系統(tǒng)雖然達(dá)到節(jié)約水資源，實(shí)施灌溉的效果，但整個(gè)灌溉系統(tǒng)中只是監(jiān)測(cè)土壤EC值，不檢測(cè)土壤溫度等其他參數(shù)，僅通過土壤EC值施肥量判斷是否需要灌溉是不太合理的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)施肥給水控制系統(tǒng)，針對(duì)傳統(tǒng)的施肥方法浪費(fèi)水資源、浪費(fèi)人力物力、不能根據(jù)農(nóng)作物需要及時(shí)施肥澆灌以及現(xiàn)有的自動(dòng)施肥系統(tǒng)只監(jiān)測(cè)土壤EC值，沒有溫度補(bǔ)償?shù)热秉c(diǎn)，通過對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)過程中根部土壤的分析設(shè)計(jì)自動(dòng)按需施肥的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可自動(dòng)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行滴灌施肥，可節(jié)約用水、用電及人力成本。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]—種自動(dòng)施肥給水控制系統(tǒng)，包括CPU模塊部分、I/O模塊部分、土壤傳感器米樣部分、主回路肥水采樣部分、施肥機(jī)部分、滴灌部分、水路部分、上位機(jī)監(jiān)控部分；CPU模塊部分通過I/o模塊部分與土壤傳感器采樣部分、主回路肥水采樣部分、施肥機(jī)部分、滴灌部分及水路部分連接，上位機(jī)監(jiān)控部分與CPU模塊部分之間通過電氣隔離板進(jìn)行連接或者通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控；
[0008]CPU模塊部分通過I/O模塊部分采集土壤傳感器采樣部分、主回路肥水采樣部分及水路部分的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，CPU模塊部分對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理后控制I/O模塊部分輸出信號(hào)，I/o模塊部分輸出信號(hào)控制施肥機(jī)部分和滴灌部分實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物的自動(dòng)施肥和給水；
[0009]CPU模塊部分把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)監(jiān)控部分，上位機(jī)監(jiān)控部分根據(jù)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)生成農(nóng)作物生長(zhǎng)實(shí)時(shí)曲線圖、歷史曲線圖和數(shù)據(jù)報(bào)表，上位機(jī)監(jiān)控部分根據(jù)實(shí)時(shí)曲線圖、歷史曲線圖和數(shù)據(jù)報(bào)表對(duì)農(nóng)作物的施肥和給水配方設(shè)定參數(shù)及進(jìn)行修改。
[0010]所述的自動(dòng)施肥給水控制系統(tǒng)，其中，所述土壤傳感器采集部分包括土壤深層張力傳感器、土壤淺層張力傳感器、土壤溫度傳感器和土壤EC值傳感器，土壤深層傳感器和土壤淺層傳感器分別采集土壤深層和淺層的張力值用來判斷農(nóng)作物生長(zhǎng)的土壤水分狀況，土壤溫度傳感器用來檢測(cè)農(nóng)作物土壤的溫度值，土壤EC值傳感器用來檢測(cè)農(nóng)作物土壤的EC值以判斷農(nóng)作物的肥料狀況。
[0011]所述的自動(dòng)施肥給水控制系統(tǒng)，其中，所述主回路肥水采樣部分包括采樣電磁閥、EC值傳感器和PH傳感器，當(dāng)CPU模塊部分需要采樣肥水的EC值和PH值時(shí)，CPU模塊部分通過I/O模塊部分控制采樣電磁閥打開，采樣電磁閥打開后，肥水進(jìn)入到EC值傳感器和PH值傳感器內(nèi)，EC值傳感器和PH值傳感器把采集的肥水?dāng)?shù)據(jù)通過I/O模塊部分發(fā)送到CPU模塊部分中，當(dāng)CPU模塊部分不需要采樣時(shí)，CPU模塊部分通過I/O模塊部分控制采樣電磁閥關(guān)閉，肥水不進(jìn)入到EC值傳感器和PH值傳感器內(nèi)，不進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。
[0012]所述的自動(dòng)施肥給水控制系統(tǒng)，其中，所述施肥機(jī)部分包括施肥電磁閥一、施肥電磁閥二、加酸電磁閥、攪拌電機(jī)和壓力傳感器，CPU模塊部分通過I/O模塊部分控制施肥電磁閥一、施肥電磁閥二和加酸電磁閥的通斷，當(dāng)需要施肥時(shí)，分別控制施肥電磁閥一、施肥電磁閥二及加酸電磁閥，以達(dá)到施肥濃度的調(diào)節(jié)；當(dāng)不需要施肥時(shí)，關(guān)閉施肥電磁閥一、施肥電磁閥二和加酸電磁閥；攪拌電機(jī)能夠保證肥料罐內(nèi)的肥水濃度均勻，壓力傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量肥料罐壓力并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送給CPU模塊部分，CPU模塊部分依據(jù)壓力的變化能夠計(jì)算施肥量。
[0013]所述的自動(dòng)施肥給水控制系統(tǒng)，其中，所述滴灌部分包括多個(gè)灌溉電磁閥，CPU模塊部分通過I/o模塊部分控制灌溉電磁閥的通斷實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物的滴灌。
[0014]所述的自動(dòng)施肥給水控制系統(tǒng)，其中，所述水路部分包括水量調(diào)節(jié)電磁閥、水路壓力傳感器和水路流量傳感器，水路壓力傳感器用于實(shí)時(shí)測(cè)量滴灌系統(tǒng)主水路壓力并發(fā)送給CPU模塊部分，水路流量傳感器用于實(shí)時(shí)測(cè)量滴灌系統(tǒng)主水路水流量并發(fā)送給CPU模塊部分，CPU模塊部分通過分析水路壓力及水路流量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)確定滴灌部分的用水量并通過控制水量調(diào)節(jié)電磁閥保證滴灌部分的用水量。
[0015]所述的自動(dòng)施肥給水控制系統(tǒng)，其中，還包括與CPU模塊部分連接在一起的顯示部分和鍵盤部分，所述顯示部分用于顯示土壤傳感器采樣部分的采樣數(shù)據(jù)、主回路肥水采樣部分的米樣數(shù)據(jù)、施肥機(jī)部分的施肥電磁閥一、施肥電磁閥二、加酸電磁閥和攪拌電機(jī)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、滴灌部分灌溉電磁閥工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和水路部分的采樣數(shù)據(jù)；所述鍵盤部分用于供操作者或者技術(shù)人員修改設(shè)定CPU模塊部分中的參數(shù)，所述參數(shù)包括調(diào)試參數(shù)和配方設(shè)定參數(shù)，所述調(diào)試參數(shù)只能通過鍵盤部分進(jìn)行修改。
[0016]所述的自動(dòng)施肥給水控制系統(tǒng)，其中，所述CPU模塊部分可以分別設(shè)定所述施肥電磁閥一、施肥電磁閥二和加酸電磁閥的每次加藥量，所述CPU模塊部分可以分別控制所述施肥電磁閥一、施肥電磁閥二和加酸電磁閥的動(dòng)作次數(shù)。
[0017]本實(shí)用新型的自動(dòng)施肥給水控制系統(tǒng)，其工作過程包括如下步驟:
[0018](I)操作者通過上位機(jī)監(jiān)控部分指定施肥計(jì)劃，上位機(jī)監(jiān)控部分和CPU模塊部分進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，CPU模塊部分根據(jù)施肥計(jì)劃精確計(jì)算并制定施肥量和給水量，CPU模塊部分通過I/o模塊部分控制施肥機(jī)部分、滴灌部分和水路部分執(zhí)行施肥給水；同時(shí)土壤傳感器采樣部分，主回路肥水采樣部分和水路部分實(shí)時(shí)采集土壤和肥水的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并把這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過I/o模塊部分實(shí)時(shí)發(fā)送給CPU模塊部分，CPU模塊部分再把這些數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)監(jiān)控部分，上位機(jī)監(jiān)控部分根據(jù)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)生成農(nóng)作物生長(zhǎng)實(shí)時(shí)曲線圖，歷史曲線圖和數(shù)據(jù)報(bào)表，操作者根據(jù)實(shí)時(shí)曲線圖，歷史曲線圖和數(shù)據(jù)報(bào)表對(duì)農(nóng)作物的施肥給水配方進(jìn)行修改；操作者或者技術(shù)人員通過鍵盤部分進(jìn)行修改調(diào)試參數(shù)，調(diào)試參數(shù)包括I/o模塊部分設(shè)定參數(shù)、實(shí)時(shí)采樣參數(shù)、CPU模塊部分與上位機(jī)監(jiān)控部分的通訊參數(shù)；
[0019](2)執(zhí)行施肥給水時(shí)，CPU模塊部分設(shè)定施肥電磁閥一、施肥電磁閥二和加酸電磁閥的每次加藥量分別為Al、A2和A3，施肥電磁閥一、施肥電磁閥二和加酸電磁閥的動(dòng)作次數(shù)分別為N1、N2、N3 ;水路每分鐘灌溉量為B，PH傳感器檢測(cè)數(shù)值為P，加酸電磁閥的動(dòng)作條件數(shù)值為Pmax ；EC傳感器檢測(cè)數(shù)值為E，施肥電磁閥一和施肥電磁閥二的動(dòng)作條件數(shù)值為Emin ;土壤淺層張力傳感器檢測(cè)數(shù)值為Z，灌溉電磁閥的動(dòng)作條件數(shù)值為Zmin，每次灌溉時(shí)間設(shè)定值為T ;施肥理想濃度為X，理想酸度為Y，傳感器檢測(cè)間歇時(shí)間設(shè)定為R，所有參數(shù)可通過鍵盤部分或者上位機(jī)監(jiān)控部分設(shè)定；
[0020](3)當(dāng)Z < Zmin,P ( Pmax,E彡Emin時(shí)，施肥機(jī)部分不工作，滴灌部分動(dòng)作，只澆水，不施肥，不加酸，灌溉量為BT，R到后ls，再次檢測(cè)傳感器數(shù)值，決定下步動(dòng)作；
[0021](4)當(dāng)Z < Zmin, P > Pmax, E彡Emin時(shí)，加酸電磁閥動(dòng)作，施肥電磁閥一和施肥電磁閥二不工作，只澆水加酸，不加肥，灌溉量為BT+A3N3，N3 = YBT/A3，R到后ls，再次檢測(cè)傳感器數(shù)值，決定下步動(dòng)作；
[0022](5)當(dāng)Z < Zmin, P ( Pmax, E < Emin時(shí)，施肥電磁閥一和施肥電磁閥二動(dòng)作，加酸電磁閥不工作，只澆水加肥，不加酸，灌溉量為BT+A1N1+A2N2，R到后ls，再次檢測(cè)傳感器數(shù)值，決定下步動(dòng)作；
[0023](6)當(dāng)Z <