[实用新型]一种深水栽培自动控制装置

说明书

本实用新型涉及有关信息控制、深水栽培和科学施肥管理的多学科交叉技术，尤其涉及一种深水栽培自动控制装置。

    深水栽培是无土栽培中的一种，是从营养液膜栽培法发展而来。无土栽培是指不用天然土壤栽培作物，而将作物栽培在营养液或基质中，这种营养液可以代替天然土壤而向作物提供水分、养分、氧气和温度，使作物能够正常生长并完成整个生命周期。

综合国内国外的无土栽培发展情况，无土栽培主要方式分为基质培和水培。其中基质培因成本底、易操作推广，又能变废为宝，因此基质培的研究仍然成为我国无土栽培的热点；具有代表性的基质栽培有：“八五时期”中国农科院蔬菜花卉研究所研制出了符合国情、节省投资、节约肥料、管理简单和产品质量可达到绿色食品标准的有机生态型无土栽培技术，并得到了较大力度的推广与应用；水培主要以营养液膜技术（NFT）为主，但其缺点是不能断电，夏季营养液的温度变化幅度大，不易控制， 因此目前的应用面积有较大幅度的下降；针对这个弊端，深水栽培应运而生，但为了协调作物生长所需的水分、空气和养分，必须定期对营养液进行重新配置，并让作物根系暴露在空气中进行氧气吸收，但由于我国营养液的调控自动化程度不高，在一定程度上限制了无土栽培技术的发展，致使无土栽培产量低、品质差，不能发挥设施园艺潜在的经济效益。

    本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种深水栽培自动控制装置。

本实用新型不仅可以彻底解决营养液膜栽培法不能断电的弊端，而且无须人工干预，可以根据需要自动调整营养液更新轮换时间与频率，节省大量的人力物力，顺应农业信息化的发展。

本实用新型的目的是这样实现的：

利用EC/pH检测仪自动采集营养液浓度及酸碱度，并转换成电流信号传给AD采集设备，AD采集设备将电流信号转换成数字信息传给控制中枢，控制中枢根据EC/pH等信息生成母液添加计划及营养液轮灌计划，并按此计划指导控制盒和执行机构协同合作，完成母液的添加及营养液的轮换。

具体地说，本装置由依次连接的的监测模块、控制中枢、执行机构组成。

使用方法（简称方法）

本方法包括下列步骤：

①控制中枢自动开机，本系统随机启动；

②控制中枢从数据库中读取上一轮控制中枢生成的营养液轮换计划，并根据计划，产生命令系列，通过串口转换模块发送给执行机构；

③执行机构接收控制命令，并按序执行，完成母液的添加、营养液的回流、清水的添加、营养液的轮换及营养液的杀菌过程；

④轮换过程中，本系统连续采集检测仪传送过来的EC/pH值，并生成下一轮营养液轮换计划，保存于数据库；

⑤本系统自动关机。

本实用新型具有下列优点和积极效果：

1、成本低廉

采用成熟技术与通用硬件科学构建系统，降低设备成本；

采用成熟技术与通用硬件科学构建系统，降低设备成本；

2、实用性强

营养液的配置可以根据不同作物进行分别调配，本系统负责营养液的轮灌管理，因此可以适用任何深水栽培作物的营养液管理；

3、可扩展性强

本装置采用的RS232进行信号通讯实现了短距离的传输，根据以后的环境需要，可以采用RS485搭配光纤进行长远距离通讯，而且无需更改整个硬件框架。

总之，本实用新型设计合理，操作简便，效果明显，具有良好的推广前景，并且顺应了农业信息化的发展，为信息化改造传统农业做出了积极探索。

图1是本装置的结构方框图；

图2是电磁阀组的分类图；

图3是深水栽培自动控制软件的工作流程图。

下面结合附图和实施例详细说明：

1、总体

如图1、本装置由依次连接的监测模块100、控制中枢200和执行机构300组成。

2、功能块

1）检测模块100

如图1，检测模块100包括EC检测仪110、pH检测仪120、水位计130和AD采集器140，EC检测仪110、pH检测仪120和水位计130分别与AD采集器140连接。

其中EC检测仪110、pH检测仪120和水位计130的主要功能分别是检测营养液的浓度、营养液的酸碱度和水位的变化，并将其转换成电流信号，供AD采集器140进行采集，然后通过RS232的通讯线路传给控制中枢200。

（1）EC检测仪110

EC检测仪110为通用仪器，其功能是检测营养液浓度的变化。

（2）pH检测仪120