[實用新型]一種水肥一體化智能精準控制裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020628746.4
• 申請日: 2010-11-26
• 公開（公告）號: CN201926887U
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀立源;尤蘭婷;馮文韜;嚴豫疆
• 申請（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 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(wù)所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及有關(guān)信息技術(shù)、農(nóng)業(yè)灌溉和科學(xué)施肥技術(shù)交叉應(yīng)用的水肥控制系統(tǒng)，尤其涉及一種經(jīng)濟實用的水肥一體化智能精準控制裝置。

背景技術(shù)

20世紀30年代法國開始灌溉施肥自動化控制技術(shù)的探索；50年代以來，美國、日本等發(fā)達國家將電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機科學(xué)技術(shù)等應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌排網(wǎng)絡(luò)，并得到了廣泛的發(fā)展和運用，控制方式由現(xiàn)場控制慢慢發(fā)展為無線控制，控制模式由分散控制發(fā)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(tǒng)，但這些系統(tǒng)都是為國外的生產(chǎn)實際而設(shè)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(chǎn)實際。國外的限制和國內(nèi)的需求迫使我國必須自主研制國產(chǎn)化的自動控制系統(tǒng)。20世紀70年代，我國開始引進灌溉施肥技術(shù)并開展相關(guān)實驗，80年代至90年代開始研制自主知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)備，90年代后期，開始大力開展灌溉施肥技術(shù)的研究和培訓(xùn)及其技術(shù)推廣應(yīng)用，各類高校與科研機構(gòu)做了許多相關(guān)實驗研究。但大多數(shù)研究偏重于學(xué)術(shù)和技術(shù)引進，考慮作物的水肥需求特征不夠充分，系統(tǒng)構(gòu)建成本昂貴，且實用性不強，因而有必要整合多學(xué)科現(xiàn)有成熟技術(shù)，研制一種經(jīng)濟實用的水肥一體化精準控制系統(tǒng)，滿足社會需求。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足，提供一種經(jīng)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(xiàn)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(jiān)控機、串口轉(zhuǎn)換模塊、下位機、執(zhí)行機構(gòu)和輪灌區(qū)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(jiān)控機啟動，運行“水肥一體化精準決策控制軟件”；

②監(jiān)控機通過串口轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送控制命令，并實時監(jiān)測流量計數(shù)信息與濕度信息；

③下位機經(jīng)屏蔽電纜接收控制命令，并將控制命令轉(zhuǎn)換為邏輯控制序列，下位機反饋流量計數(shù)信息；

④執(zhí)行機構(gòu)依據(jù)邏輯控制序列依序動作，完成對輪灌區(qū)的澆水和施肥，并實時采集濕度信息，經(jīng)下位機反饋至監(jiān)控機，自動完成閉環(huán)控制。

本實用新型具有下列優(yōu)點和積極效果：

1、成本低廉

采用成熟技術(shù)與通用硬件科學(xué)構(gòu)建系統(tǒng)，降低設(shè)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(qū)，降低管網(wǎng)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(shù)據(jù)庫形式保存，只要擴充數(shù)據(jù)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(nóng)果園教學(xué)基地梨園中，至今運轉(zhuǎn)良好，成功實現(xiàn)了土壤含水率在線實時監(jiān)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(jié)果分析，本裝置不僅節(jié)水節(jié)肥而且提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。

本實用新型體現(xiàn)了“精準灌溉、精準施肥”的發(fā)展趨勢，對于緩解我國水資源矛盾，降低農(nóng)業(yè)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(jié)構(gòu)方框圖；

圖2是執(zhí)行機構(gòu)和輪灌區(qū)的結(jié)構(gòu)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(jiān)控機；

200-串口轉(zhuǎn)換模塊；

300-下位機；

400-執(zhí)行機構(gòu)，

410-手動配肥閥，411、412……41M-第1、2……M手動配肥閥；

420-營養(yǎng)罐，421、422……42N-第1、2……N營養(yǎng)罐；

430-營養(yǎng)閥+流量計，431、432……43N-第1、2……N營養(yǎng)

閥+流量計；

440-驅(qū)動混合倉；

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

510、520……5L0-第1、2……L輪灌區(qū)。

其中：M、N、K、L均為1～100的自然數(shù)。

具體實施方式

下面結(jié)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(jiān)控機100、串口轉(zhuǎn)換模塊200、下位機300、執(zhí)行機構(gòu)400和輪灌區(qū)500組成。

2、功能塊