[发明专利]一种全天候无线智能灌溉施肥系统

说明书

技术领域

本发明属于自动化技术领域，涉及一种组网灵活、节水省肥、供水施肥及时便捷、全天候智能化控制的全天候无线智能灌溉施肥系统。

背景技术

我国是一个农业生产大国，农业灌溉用水需求量巨大；而且随着城镇化率的提高，绿化用水也随之急剧增加；此外，随着气候变暖、自然灾害频繁、水资源的污染，可用水资源更加显得稀缺。但是，由于技术、管理水平的落后，导致我国农业和绿化灌溉用水浪费十分严重，距世界先进水平还有较大差距，节水潜力很大。另外，由于我国传统采用凭经验翻埋、浇灌等方式施肥，不仅难以有效掌握施肥植物的养分状况，容易造成肥效过量或不足，而且集中式施肥还会形成农业面源污染，不利于农业生态发展。

灌溉施肥一体化技术作为现代集约化灌溉农业的一个关键因素，起源于无土栽培的发展，主要是随着灌溉技术发展进步。灌溉施肥是将灌溉与施肥有机结合，借助新型灌溉系统，在灌溉的同时将肥料配成肥液一起输入到作物根系土壤，从而达到精准控制灌水量、施肥量和时间，明显提高灌溉水资源和肥料的利用率同时提高作物产量。但是，传统采用人工观测田间是否需要灌水和施肥，然后手动操作添加肥料和灌溉设备实现交替灌溉及施肥。现有技术中灌溉施肥一体化一般是根据经验在灌溉储水池中手工或自动加入定量的肥料，然后根据时间间隔进行自动灌溉和施肥，即设定每天开始灌溉的时刻和灌溉时长，控制系统根据内置时钟实现灌溉阀门的自动开启和关闭；此外也有在田间地头设置土壤含水量和土壤肥料测量传感器与控制装置连接实现自动灌溉，即利用传感器实时监测灌溉区域某一点的土壤含水量和生长元素含量，利用控制装置设置土壤含水量及相应元素的最高和最低阈值，当土壤含水量低于设定最低阈值时，控制装置自动开启灌溉阀门进行灌溉和施肥，当土壤含水量高于设定最高阈值时，控制装置自动关闭灌溉阀门；另外也有设置中心控制装置，在控制装置中设置计算公式，根据计算参照作物的需水量、需肥量来推断和控制供水和施肥量。

上述传统人工观测和手工施肥及灌溉，不仅维护成本高、人工观测误差大、控制精度低，而且及时性也难以保证。其次，上述根据时间间隔实现自动灌溉的控制，不能根据作物的实际需求进行灌溉和施肥，仅能根据人为经验确定灌溉量和施肥量，往往造成过度灌溉和施肥，不仅水利用率较低，而且过多的肥料容易造成烧苗或贪青晚熟影响结实率；此外，上述根据土壤含水量和生长元素含量实现自动灌溉的控制，由于各传感器和控制阀门分布于田间地头，不仅线缆连接复杂且成本高，而且后期维护困难、组网灵活性差且影响机械化作业；另外，上述根据公式计算参照作物需水量和需肥量来计算实际作物需水量，参照作物需水量是指高度一致、生长旺盛、地面完全覆盖、土壤水分充足的绿草地的蒸发蒸腾量，一般是指在这种条件下的苜蓿草的需水量，因为这种参照作物需水量与实际的作物品种、生长期、土壤状况并不相同，而且还受气象条件的影响，不仅测量参数较多、外围设备复杂、投资大、维护困难，而且计算复杂，灌溉难以有效、准确。上述各种方法中，仅部分解决了如何灌溉和施肥的难题，而如何有效、可靠和智能化的供水、供肥，以及如何根据土壤墒情和天气来综合协调土灌溉量和施肥量，并能实现全天候控制等问题并没有解决，部分的自动化灌溉施肥一体化技术仍然存在精度差、整体协调性弱的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组网灵活、节水省肥、供水施肥及时便捷、全天候智能化控制的全天候无线智能灌溉施肥系统。

本发明的目的是这样实现的，包括土壤温湿度仪、土壤分析仪、气象分析仪、电控阀门、无线阀门控制装置、终端无线控制装置、太阳能蓄电池供电装置、中心接收装置、中心控制装置、供肥装置、供水装置，所述土壤温湿度仪、土壤分析仪、气象分析仪、电控阀门、无线阀门控制装置和终端无线控制装置分别与就近设置的太阳能蓄电池供电装置电连接，所述无线阀门控制装置和终端无线控制装置分别与中心接收装置无线网络连接，所述中心接收装置与中心控制装置网络连接，所述电控阀门与无线阀门控制装置电连接，所述供肥装置和供水装置分别与中心控制装置电连接，所述供肥装置和供水装置通过管道与电控阀门连通；

所述土壤温湿度仪用于采集土壤温度和湿度数据，并将所述土壤温度和湿度数据通过终端无线控制装置发送给给中心控制装置；

所述土壤分析仪用于采集土壤中植物生长所需元素的含量，并将所述所需元素的含量通过终端无线控制装置发送给中心控制装置；

所述气象分析仪用于采集气象信息，并将所述气象信息通过终端无线控制装置发送给中心控制装置；