[發明專利]一種適用于農業溫室蔬菜水果種植的水肥系統及控制方法

在審

• 申請號: 201910123942.1
• 申請日: 2019-02-19
• 公開（公告）號: CN109661887A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 唐勇偉;趙曉杰;李成攻;程廣河;孫瑞瑞;郝鳳琦;郝慧娟;王茂勵;董振振;王浩;姜巖
• 申請（專利權）人: 山東省計算中心(國家超級計算濟南中心)
• 主分類號: A01C23/04
• 分類號: A01C23/04;A01C21/00
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 褚慶森

1.一種適用于農業溫室蔬菜水果種植的水肥系統，其特征在于：包括混肥罐（3）、循環泵（4）、水肥一體機（5）、肥料桶（7）、酸液桶（12）、灌溉泵（10）和控制電路，混肥罐中設置有對其高、低液位進行檢測的上限位浮球開關和下限位浮球開關，混肥罐上設置有注水管，注水管上設置有注水電磁閥（1）；混肥罐經循環泵與水肥一體機的進水口相通，水肥一體機的出水口經回水管與混肥罐相通；肥料桶的數量為1個或1個以上，肥料桶、酸液桶與水肥一體機相連通的管路上均設置有吸肥電磁閥（6）；水肥一體機與混肥罐之間的回水管上設置有分別對溶液中的離子濃度、pH值進行檢測的EC傳感器（8）和PH傳感器（9）；混肥罐的出水管與灌溉泵（10）的進水口相連通，灌溉泵的出水口與設置于田地中的微噴管（11）相連通。

2.根據權利要求1所述的適用于農業溫室蔬菜水果種植的水肥系統，其特征在于：所述控制電路由ARM處理器及與其連接開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、RS485接口電路、A/D轉換模塊、電源模塊和Flash存儲模塊組成，ARM處理器經開關量輸入模塊對上限位浮球開關、下限位浮球開關的狀態進行檢測，經開關量輸出模塊對注水電磁閥（1）、吸肥電磁閥（6）、循環泵（4）和灌溉泵（10）的狀態進行控制，經RS485接口電路連接有HMI觸摸屏，經A/D轉換模塊對EC傳感器（8）和PH傳感器（9）輸出信號進行采集。

3.根據權利要求1所述的適用于農業溫室蔬菜水果種植的水肥系統，其特征在于：所述肥料桶（7）和酸液桶（12）均通過文丘里管與水肥一體機（5）相連通。

4.一種基于權利要求1所述的適用于農業溫室蔬菜水果種植的水肥系統的施肥方法，其特征在于，通過以下步驟來實現：

a).給定灌溉量和施肥量，給定單位面積田地的灌溉水量和施肥量，并設定水肥溶液的pH值；

b).計算離子濃度和加注次數，根據灌溉水量、施肥量和肥料種類，計算出水肥溶液配制完成時溶液中的離子濃度；利用灌溉用水總量除以混肥罐上、下限位浮球開關之間的容積，計算出灌溉用水的加注次數，記為n；

c).注水過程控制，控制電路開啟注水電磁閥，以便經進水管向混肥罐中注入灌溉用水，當檢測到上限位浮球開關輸出動作信號時，表明混肥罐中的水已注滿，關閉注水電磁閥，停止注水；

d).混肥過程控制，注水停止后，開啟循環泵和吸肥電磁閥，以使肥料和酸液在水肥一體機中與噴灌用水充分混合后，再流入混肥罐中；并通過EC傳感器和PH傳感器實時檢測水肥溶液中的離子濃度和pH值，當離子濃度達到要求時，關閉肥料桶上的吸肥電磁閥，當pH值達到要求時，則關閉酸液桶上的吸肥電磁閥，直至溶液中的離子濃度和pH值均達到要求；

e).灌溉過程控制，混肥結束后，開啟灌溉泵，以便將混肥罐中的水肥溶液抽出，并經微噴管實現對田地的灌溉；當檢測到混肥罐中的上限位浮球開關輸出動作信號時，表明混肥罐中的液位過低，則關閉灌溉泵，停止灌溉作業；

f).灌溉結束判斷，判斷混肥罐的加水次數是否達到n次，如果沒有達到，則依次執行步驟c）、d）和e)，重新執行注水、混肥和灌溉作業；如果達到n次，則表明灌溉、施肥結束，停止作業。