[實用新型]一種水肥一體化智能精準控制裝置

無效

• 申請號: 201020628746.4
• 申請日: 2010-11-26
• 公開（公告）號: CN201926887U
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 賀立源;尤蘭婷;馮文韜;嚴豫疆
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048;A01C23/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本實用新型涉及有關信息技術、農業灌溉和科學施肥技術交叉應用的水肥控制系統，尤其涉及一種經濟實用的水肥一體化智能精準控制裝置。

背景技術

20世紀30年代法國開始灌溉施肥自動化控制技術的探索；50年代以來，美國、日本等發達國家將電子技術、傳感器技術、計算機科學技術等應用于農業灌排網絡，并得到了廣泛的發展和運用，控制方式由現場控制慢慢發展為無線控制，控制模式由分散控制發展到集中控制。

我國許多項目引進了一些國外的自動控制系統，但這些系統都是為國外的生產實際而設計的，沒有考慮我國的氣候條件、土壤條件和作物類型等，因而不適于我國的生產實際。國外的限制和國內的需求迫使我國必須自主研制國產化的自動控制系統。20世紀70年代，我國開始引進灌溉施肥技術并開展相關實驗，80年代至90年代開始研制自主知識產權的設備，90年代后期，開始大力開展灌溉施肥技術的研究和培訓及其技術推廣應用，各類高校與科研機構做了許多相關實驗研究。但大多數研究偏重于學術和技術引進，考慮作物的水肥需求特征不夠充分，系統構建成本昂貴，且實用性不強，因而有必要整合多學科現有成熟技術，研制一種經濟實用的水肥一體化精準控制系統，滿足社會需求。

發明內容

本實用新型的目的就在于克服現有技術存在的缺點和不足，提供一種經濟實用的水肥一體化智能精準控制裝置。

本實用新型的目的是這樣實現的：

一、水肥一體化智能精準控制裝置(簡稱裝置)

本裝置由依次連接的監控機、串口轉換模塊、下位機、執行機構和輪灌區組成。

二、基于水肥一體化智能精準控制裝置的控制方法(簡稱方法)

本方法包括下列步驟：

①監控機啟動，運行“水肥一體化精準決策控制軟件”；

②監控機通過串口轉換模塊發送控制命令，并實時監測流量計數信息與濕度信息；

③下位機經屏蔽電纜接收控制命令，并將控制命令轉換為邏輯控制序列，下位機反饋流量計數信息；

④執行機構依據邏輯控制序列依序動作，完成對輪灌區的澆水和施肥，并實時采集濕度信息，經下位機反饋至監控機，自動完成閉環控制。

本實用新型具有下列優點和積極效果：

1、成本低廉

采用成熟技術與通用硬件科學構建系統，降低設備成本；采用輪詢方式灌溉施肥，任意時刻只開啟一個輪灌區，降低管網投資，有利于推廣使用；

2、擴展性強

施肥方案因作物、因施肥階段的不同而不同，并以數據庫形式保存，只要擴充數據庫并增加田間毛管，便很容易做到面向多種作物的自動化控制；

3、實用性強

本裝置于2010年3月份放入華農果園教學基地梨園中，至今運轉良好，成功實現了土壤含水率在線實時監測與梨樹灌溉施肥的智能化管理。2010年8月份通過梨樹收獲結果分析，本裝置不僅節水節肥而且提高作物產量和品質。

本實用新型體現了“精準灌溉、精準施肥”的發展趨勢，對于緩解我國水資源矛盾，降低農業面源污染，保證我國糧食安全具有實用價值。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構方框圖；

圖2是執行機構和輪灌區的結構方框圖；

圖3是水肥一體化精準決策控制軟件的工作流程圖。

其中：

100-監控機；

200-串口轉換模塊；

300-下位機；

400-執行機構，

410-手動配肥閥，411、412……41M-第1、2……M手動配肥閥；

420-營養罐，421、422……42N-第1、2……N營養罐；

430-營養閥+流量計，431、432……43N-第1、2……N營養

閥+流量計；

440-驅動混合倉；

450-輪灌區電磁閥，451、452……45K-第1、2……K輪灌區電磁閥；

460-水份傳感器，461、462……46L-第1、2……L水份傳感器；

470-手動總水閥；

480-水閥+流量計；

500-輪灌區；

510、520……5L0-第1、2……L輪灌區。

其中：M、N、K、L均為1～100的自然數。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例詳細說明：

一、裝置

1、總體

如圖1，本裝置由依次連接的監控機100、串口轉換模塊200、下位機300、執行機構400和輪灌區500組成。

2、功能塊