[發明專利]一種遠程精準灌溉施肥系統

在審

• 申請號: 201710332262.1
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107135916A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 劉萍萍
• 申請（專利權）人: 劉萍萍
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16;A01G25/02;A01C23/04
• 代理公司: 北京紅福盈知識產權代理事務所(普通合伙)11525
• 代理人: 陳月福

技術領域

本發明涉及農、林業的野外或溫室節水灌溉，特別涉及一種遠程精準灌溉施肥系統。

背景技術

當前，水資源日益緊缺已經成為全球性的問題，節約用水并實現高效用水是人類生存與發展的需求，也是全球經濟社會發展的需求。我國作為全球13個貧水國家之一，水資源的不足已經對我國經濟和社會的發展構成了嚴重威脅，甚至成為經濟與社會繼續向前發展的“瓶頸”，我國是一個農業大國，同時也是貧水大國，人均水資源占有量約0.23萬m3，約為世界人均的1/4，在我國用水中，農業用水占總供水的70％左右，其中又以農業灌溉為主。農業灌溉效率低下和用水浪費的問題普遍存在。目前全國灌溉水利用率約為43％，單方水糧食生產率只有10公斤左右，大大低于發達國家灌溉水利用率70～80％、單方水糧食生產率2.0公斤以上的水平，因此，隨著現代化農業進程的加快和工業用水的不斷增加，我國農業必須走節水之路以適應資源的合理利用；大力發展節約用水不僅是發展節水農業、提高農業用水利用效率是我國節水戰略中的重要環節，也是一項革命措施，更是我國的基本策略之一。

精準灌溉自動化裝置采取因地制宜的原則依據不同地區、不同作物的不同需求，選擇不同的灌溉設施，并利用計算機、無線數據通訊、采集控制器、傳感器等先進技術對農田灌溉進行監控管理，保證適時適量地滿足作物生長所需要的水分從而達到節水灌溉及節水灌溉自動化的目的。近年來，噴灌、微灌、滲灌等一些灌溉技術在我國得到較為廣泛應用，并取得了良好的經濟效益和社會效益，已顯示出強大的生命力。目前節水灌溉所涉及的方式主要包括灌溉控制技術、輸水方式和灌溉方式，而目前絕大多數節水灌溉裝置的灌溉控制技術嚴重滯后。控制方式仍多以手工關停水源為主，全憑操作者的經驗，科學性差、節水不徹底，同時導致了節水灌溉裝置的自動化程度低，大區域推廣時管理困難、勞動強度較大，嚴重阻礙了節水灌溉的進一步推廣。同時，現代化灌溉裝置的研究應用在農、林及園藝為數不多，目前仍基本停留在人工操作上，即使有些地方設計并實施了灌溉工程自動控制裝置，但只是小面積的局部控制，真正具有擴展功能大規模灌溉工程的監控裝置在我國也不多見。因此，為了適應農業現代化需求，生產出簡單方便、自動化較高、易于推廣應用的灌溉控制器是我國節水領域的重要任務之一。

發明內容

本發明為了克服上述技術的不足和缺陷，提供了一種遠程精準灌溉施肥系統，本發明的是通過下述方式實現的：

一種遠程精準灌溉施肥系統，包括田間環境監測系統、灌溉子系統和遠程監控系統，田間環境監測系統、灌溉子系統通過網狀網絡ZigBee無線通信相連與遠程監控系統連接，田間環境監測系統可以對田間子系統工作參數的設定及工作狀態的監控并發送至遠程監控系統，遠程監控系統根據環境監測系統獲得的當前灌溉區域的植物生長期、土壤墑情、EC值的數據信息，發出當前植物生長所需的土壤含水量的標準值以及與當前植物生長期相適應用的指令信息，通過無線通信向灌溉子系統發送信息，灌溉執行子系統包括進水部分、吸肥部分、灌溉施肥部分、灌溉管路和控制部分；其中進水部分包括供水泵和混合罐，供水泵和混合罐之間通過第一電動閥相連，吸肥部分包括出肥泵、文丘里吸肥器、流量可調電磁閥和肥料桶，肥料桶通過流量可調電磁閥與文丘里吸肥器相連，文丘里吸肥器通過出肥泵和混合罐相連，灌溉施肥部分包括混合罐、肥液配制管、混合泵電磁閥，混合罐和肥液配制管之間通過混合泵電磁閥相連。

控制部分包括控制器、控制面板和無線傳輸模塊；出肥泵一端連接混合罐，另一端與文丘里吸肥器、流量可調電磁閥和肥料桶依次相連；出水泵電磁閥的一端連接混合罐，另一端連接控制器；控制器與控制面板相連，控制面板通過GPRS通訊模塊與遠程監控系統進行通訊，控制部分包括主控模塊、與所述主控模塊雙向數據通信連接的數據采集控制模塊、數據采集控制模塊上對應連接有至少一個A/D轉換器；并在A/D轉換器的輸入端對應連接有數據采集器，所述數據采集器包括土壤濕度傳感器、EC值傳感器，所述控制器電連接水泵，所述水泵的輸入端電連接電源模塊。

所述控制器由GSM模塊、微程序控制器、精密實時時鐘、閃存和無線傳輸模塊組成，其接收遠程監控系統的灌溉信號并進行解碼，并將解碼后的信號通過傳輸模塊發送給無線電磁閥；控制器將接收到的數據采集系統的信息反饋給遠程監控系統，供用戶選擇無線電磁閥門執行或忽略傳感器的信息，并能使遠程監控系統綜合分析此信息來調整灌溉計劃。

一種精準化灌溉施肥智能控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：遠程監控系統輸入肥液pH設定值、肥液EC設定值、肥液濃度值，；