[发明专利]一种远程精准灌溉施肥系统

权利要求书

1.一种远程精准灌溉施肥系统，其特征在于，包括田间环境监测系统、灌溉子系统和远程监控系统，田间环境监测系统、灌溉子系统通过网状网络ZigBee无线通信相连并与远程监控系统连接，田间环境监测系统可以对田间子系统工作参数进行设定及工作状态的监控并发送至远程监控系统，远程监控系统根据环境监测系统获得的当前灌溉区域的植物生长期、土壤墒情、EC值的数据信息，发出当前植物生长所需的土壤含水量的标准值以及与当前植物生长期相适应用的指令信息，通过无线通信向灌溉子系统发送信息，灌溉子系统支配灌溉执行子系统进行灌溉，灌溉执行子系统包括进水部分、吸肥部分、灌溉施肥部分、灌溉管路和控制部分；其中进水部分包括供水泵(1)和混合罐(4)，供水泵(1)和混合罐(4)之间通过第一电动阀(2)相连，吸肥部分包括出肥泵(5)、文丘里吸肥器(6)、流量可调电磁阀(7)和肥料桶(9)，肥料桶(9)通过流量可调电磁阀(7)与文丘里吸肥器(6)相连，文丘里吸肥器(6)通过出肥泵(5)和混合罐(4)相连，灌溉施肥部分包括混合罐(4)、肥液配制管、混合泵电磁阀(10)，混合罐(4)和肥液配制管之间通过混合泵电磁阀(10)相连。

2.根据权利要求1所述的远程精准灌溉施肥系统，其特征在于，控制部分包括控制器(11)、控制面板(12)、主控模块、与所述主控模块双向数据通信连接的数据采集控制模块、数据采集控制模块上对应连接有至少一个A/D转换器；并在A/D转换器的输入端对应连接有数据采集器，所述数据采集器包括土壤湿度传感器、EC值传感器无线传输模块；出肥泵(5)一端连接混合罐(4)，另一端与文丘里吸肥器(6)、流量可调电磁阀(7)和肥料桶(9)依次相连；混合泵电磁阀(10)的一端连接混合罐(4)，另一端连接控制器(11)；控制器(11)与控制面板(12)相连，控制面板(12)通过GPRS通讯模块(13)与远程监控系统进行通讯，所述控制器(11)电连接水泵(1)，所述水泵(1)的输入端电连接电源模块。

3.根据权利要求2所述的远程精准灌溉施肥系统，其特征在于，所述控制器(11)由GSM模块、微程序控制器、精密实时时钟、闪存和无线传输模块组成，控制器(11)接收远程监控系统的灌溉信号并进行解码，并将解码后的信号通过传输模块发送给无线电磁阀；控制器(11)将接收到的数据采集系统的信息反馈给远程监控系统，供用户选择无线电磁阀门执行或忽略传感器的信息，并能使远程监控系统综合分析此信息来调整灌溉计划。

4.一种精准化灌溉施肥智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：远程监控系统输入肥液pH设定值、肥液EC设定值、肥液浓度值；

步骤2：通过远程监控系统按照作物不同生长阶段的需求特点，确定出不同生长阶段的需肥量，按照作物养分吸收规律确定出整个生长期的施肥次数以及每次施肥量，田间环境监测系统将田间信息发送给控制器，远程监控系统通过所述田间信息、每次施肥量、施肥次数以及施肥时间，确定出施肥肥液的浓度和所需灌水量；

步骤3：控制器控制打开储肥罐上连接的出肥泵(5)和供水泵(1)和混合罐(4)之间的第一电动阀(2)，EC/PH值传感器实时检测的肥液EC值和肥液PH值和土壤湿度传感器监测到的土壤湿度值，并将所述实时检测的肥液EC值、肥液PH值和湿度值发送给控制器；

步骤4：控制器将所述实时检测的肥液EC值、肥液PH值和湿度值与所述肥液PH设定值、肥液EC设定值和湿度值进行对比，控制器控制调节吸肥泵的吸肥流量，使所述实时检测的肥液EC值、肥液PH值和湿度值趋向于所述设定值，当其差值满足允许误差范围时，控制器控制关闭灌溉控制电磁阀；

步骤5：控制器控制打开混合泵电磁阀(10)，压力表实时检测水管实时压力值，压力调节装置调节管道中灌溉肥液压力，使其满足田间灌溉的压力需求；

步骤6：施肥结束时，控制器控制关闭吸肥泵、施肥泵、混肥控制电磁阀以及灌溉控制电磁阀，结束这一次的施肥过程。

5.根据权利要求4所述的一种精准化灌溉施肥智能控制方法，其特征在于，确定所需灌水量步骤为：所述采集土壤湿度传感器，土壤湿度以体积百分比为单位，确定所述所需灌水量

Vi＝V0×m÷p

V＝Vi÷Vmax

Wi＝(Vh-V)÷(m÷p)×Vmax＝(Vh-V)×(p÷m)×Vmax式中：V0代表以体积百分比为单位的土壤水分，m代表水的密度，p代表土壤容重，Vi代表以质量百分比为单位的土壤水分，Vmax代表田间最大持水量，V代表当前持水率，Vh代表期望田间持水率，Wi代表所需灌水量。