温室水肥一体化集群灌溉方法及灌溉系统与流程

专利2022-06-29  92


本发明涉及温室水肥一体化灌溉技术领域,尤其涉及温室水肥一体化集群灌溉方法及灌溉系统。



背景技术:

我国是化肥生产和使用大国,也是水资源高度紧缺的国家。以蔬菜等附加值较高的园艺作物水肥利用率较低,过量施肥、过量灌溉更是比较普遍,导致农业生产成本逐步增加,农业生态环境不断恶化,蔬菜产品安全受到威胁。

温室自动水肥一体机作为承担精准配肥和自动灌溉的作用,是温室水肥一体化技术能够推广应用的核心装置。当前,我国温室的经营主体普遍存在种植作物品种、种植区划、种植温室栋数都较多的现象。另一方面温室水肥一体机普遍售价较高,用户难以承担多台设备的价格。因此,如何高效利用温室水肥一体机实现温室的集群规模化应用是当前亟待解决的问题。

温室自动水肥一体机处于工作状态时,配肥和灌溉同时进行,但由于达到作物所需的水肥浓度(ec/ph),需要一定时间。时间越长,则机器产生的浓度与作物需求不一致程度越高,容易导致减产,带来种植收益的严重降低。在设施园区集群规模化灌溉中,由于作物所需浓度不一致,因此机器在承担灌溉施肥过程中,面临着目标浓度的不断跳跃,浓度跳跃幅度越大,次数越多,则机器产生的浓度与作物需求不一致程度越高,因此如何最大限度减少目标浓度的跳跃的幅度和次数,是温室水肥一体机实现集群化灌溉亟需解决的问题。



技术实现要素:

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种温室水肥一体化集群灌溉方法,能够最大限度减少在灌溉施肥过程中目标浓度的跳跃的幅度和次数,以最大限度减少温室水肥一体机输出肥料液浓度波动带来的作物减产。

本发明还提出一种温室水肥一体化集群灌溉系统。

根据本发明第一方面实施例的一种温室水肥一体化集群灌溉方法,包括如下步骤:

确定灌溉区域的数量以及每个灌溉区域中的灌溉点的数量;

确定每个灌溉区域所需的灌溉浓度;

按照灌溉浓度由小到大的顺序执行由最小灌溉浓度对应的灌溉区域的一个灌溉点开始灌溉,并灌溉直至该最小灌溉浓度对应的灌溉区域留有最后一个灌溉点时,跳至灌溉下一个灌溉浓度对应的一个灌溉点,并灌溉直至该灌溉浓度对应的灌溉区域留有最后一个灌溉点,跳至灌溉下一个灌溉浓度对应的一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉最大灌溉浓度对应的一个灌溉点,并直至灌溉完该最大灌溉浓度对应的灌溉区域的最后一个灌溉点时,按照灌溉浓度由大到小的逆序执行跳至灌溉上一个灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉完最小灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,一个周期的灌溉结束。

根据本发明的一个实施例,每个所述灌溉点通过设置继电器并由plc进行开闭控制。

根据本发明的一个实施例,由plc判断每个灌溉区域中相连的两个灌溉点的开启状态,若都处于开启状态则确定该灌溉点不是最后一个灌溉点,该灌溉点运行并在结束后继续下一个灌溉点判断,若当前灌溉点的后一个灌溉点处于关闭状态,则跳转到下一个灌溉区域按当前方式运行,直到开始逆序运行。

根据本发明的一个实施例,除了最大灌溉浓度对应的灌溉区域外的每个灌溉区域均设置数据寄存器,用以记录所对应的灌溉区域的灌溉点的运行次数。

根据本发明的一个实施例,所述按照灌溉浓度由大到小的逆序执行跳至灌溉上一个灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉完最小灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点的步骤中,由plc判断按照灌溉浓度由小到大的顺序灌溉至最大灌溉浓度对应的灌溉区域的最后一个灌溉点的状态变化,若该最后一个灌溉点灌溉终止,则执行跳至灌溉上一个灌溉浓度对应的最后一个灌溉点。

根据本发明的一个实施例,按照灌溉浓度由大到小的逆序灌溉启动后,根据数据寄存器存储的数据判断运行位置。

根据本发明第二方面实施例的一种温室水肥一体化集群灌溉系统,其包括:

肥料制备供给子系统,用于引入肥料液和/或清水以实时制备并输出具有特定ec值和ph值的混合肥料液;

灌溉控制子系统,用于控制肥料制备供给子系统按照灌溉浓度由小到大的顺序执行由最小灌溉浓度对应的灌溉区域的一个灌溉点开始灌溉,并灌溉直至该最小灌溉浓度对应的灌溉区域留有最后一个灌溉点时,跳至灌溉下一个灌溉浓度对应的一个灌溉点,并灌溉直至该灌溉浓度对应的灌溉区域留有最后一个灌溉点,跳至灌溉下一个灌溉浓度对应的一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉最大灌溉浓度对应的一个灌溉点,并直至灌溉完该最大灌溉浓度对应的灌溉区域的最后一个灌溉点时,按照灌溉浓度由大到小的逆序执行跳至灌溉上一个灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉完最小灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,一个周期的灌溉结束。

根据本发明的一个实施例,所述肥料制备供给子系统包括肥料液输入管路、清水输入管路和肥料液输出管路,所述肥料液输入管路和清水输入管路分别与肥料液输出管路相连,所述肥料液输入管路与肥料液输出管路之间设置肥料液检测反馈调节管路;

所述肥料液输入管路包括母液罐和文丘里吸肥管,所述文丘里吸肥管与所述肥料液输出管路相连,所述母液罐和文丘里吸肥管之间依次设置y型过滤器、浮子流量计、肥料流量调节阀和肥料液通断电磁阀。

根据本发明的一个实施例,所述清水输入管路上依次设有输入水源流量调节阀和输入水源上液位计,所述输入水源上液位计与所述肥料液输出管路相连;

所述肥料液检测反馈调节管路设有检测所述肥料液输出管路中的混合肥料液的ec值和ph值的ec计和ph计,所述文丘里吸肥管的输入端与肥料液输出管路的输出端通过管线连接,并形成回路,在所述回路上设置压力表。

根据本发明的一个实施例,所述灌溉控制子系统设有plc,并在每个灌溉区域的每个灌溉点设有电磁阀。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果之一:

本发明实施例的一种温室水肥一体化集群灌溉方法,采用按照灌溉浓度由小到大的顺序执行由最小灌溉浓度对应的灌溉区域的一个灌溉点开始灌溉,并灌溉直至该最小灌溉浓度对应的灌溉区域留有最后一个灌溉点时,跳至灌溉下一个灌溉浓度对应的一个灌溉点,并灌溉直至该灌溉浓度对应的灌溉区域留有最后一个灌溉点,跳至灌溉下一个灌溉浓度对应的一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉最大灌溉浓度对应的一个灌溉点,并直至灌溉完该最大灌溉浓度对应的灌溉区域的最后一个灌溉点时,按照灌溉浓度由大到小的逆序执行跳至灌溉上一个灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉完最小灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,一个周期的灌溉结束的灌溉方式,可保证每次浓度的跳跃最小,每个灌溉周期结束都回到起点,不会带来浓度过高对苗的伤害,圆满解决了设施园区的单台设备的集群化规模灌溉,节省成本。本发明的灌溉方法,操作简单、适用性强,可有效降低灌溉时溶液的浓度波动范围与时间,减少由此带来的产量和品质损失。

本发明实施例的一种温室水肥一体化集群灌溉系统,能够实现配肥和灌溉同时进行,最大限度减少了在集群灌溉中水肥一体化装备输出的浓度与作物需求不一致时间,减少因温室水肥一体机输出肥料液浓度波动带来的作物减产。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例温室水肥一体化集群灌溉方法的流程图;

图2是本发明实施例温室水肥一体化集群灌溉系统的示意图;

图3是本发明一个实施例的灌溉顺序示意图。

附图标记:

1、母液罐;2、y型过滤器;3、浮子流量计;4、肥料流量调节阀;5、肥料液通断电磁阀;6、文丘里吸肥管;7、输入水源流量调节阀;8、输入水源上液位计;9、混液罐;10、混液罐下液位计;11、肥料液输出泵;12、压力表;13、ec计;14、ph计;15、肥料液输出流量计。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

当前,自动化灌溉一般是按照地理位置顺序进行顺次灌溉,浓度往往忽高忽低跳动;由于都是顺次灌溉,每次停留都是在最高点,下次启动都是从最低点开始启动,容易造成浓度的巨大跳跃,同时高浓度也会对作物造成伤害,为了解决这个问题,提出了本发明。

需要说明的是,图1是本发明实施例温室水肥一体化集群灌溉方法的流程图;图2是本发明实施例温室水肥一体化集群灌溉系统的示意图。

如图1所示,第一方面,本发明实施例提出了一种温室水肥一体化集群灌溉方法,包括如下步骤:

确定灌溉区域的数量以及每个灌溉区域中的灌溉点的数量,例如一共有四个灌溉区域,第一个灌溉区域有两个灌溉点,第二个灌溉区域有三个灌溉点,第三个灌溉区域有三个灌溉点,第四个灌溉区域有四个灌溉点。需要说明的是,每个灌溉点可以是一个温室。

确定每个灌溉区域所需的灌溉浓度,选取特定ec值,例如,第一个灌溉区域所需营养液的ec值为1.0ms/cm、第二个灌溉区域所需营养液的ec值为2.0ms/cm、第三个灌溉区域所需营养液的ec值为2.5ms/cm、第四个灌溉区域所需营养液的ec值为3.0ms/cm;本发明确定灌溉顺序从小到大:1.0ms/cm-2.0ms/cm-2.5ms/cm-3.0ms/cm。

按照灌溉浓度由小到大的顺序执行由最小灌溉浓度对应的灌溉区域的一个灌溉点开始灌溉,并灌溉直至留有该最小灌溉浓度对应的最后一个灌溉点时,跳至灌溉下一个灌溉浓度对应的一个灌溉点,并灌溉直至留有该灌溉浓度对应的最后一个灌溉点,跳至灌溉下一个灌溉浓度对应的一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉最大灌溉浓度对应的一个灌溉点,并直至灌溉完该最大灌溉浓度对应的最后一个灌溉点时,按照灌溉浓度由大到小的逆序执行跳至灌溉上一个灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉完最小灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,一个周期的灌溉结束。即以上述举例为例:

控制自动灌溉时的灌溉顺序如图3所示。

图3中箭头所指方向为灌溉方向。对于本实施例而言,最小灌溉浓度为1.0ms/cm,最大灌溉浓度为3.0ms/cm,有上述可见,形成了一个闭环灌溉流程。该灌溉方法可保证每次浓度的跳跃最小,每次灌溉结束都回到起点,不会带来浓度过高对苗的伤害,当然,浓度过低也不行,容易导致产量降低,风味变差,圆满解决了设施园区的单台设备的集群化规模灌溉。

当然,本实施例的灌溉区域以及灌溉点的数量还可以有其他多种实施例,并不局限于上述所列举。

根据本发明的一个实施例,每个所述灌溉点通过设置继电器并由plc进行开闭控制,从而,通过继电器的开闭自动控制相应灌溉点的启停。

根据本发明的一个实施例,由plc判断每个灌溉区域中相连的两个灌溉点的开启状态,若都处于开启状态则确定该灌溉点不是最后一个灌溉点,该灌溉点运行并在结束后继续下一个灌溉点判断,若当前灌溉点的后一个灌溉点处于关闭状态,则跳转到下一个灌溉区域按当前方式运行,直到开始逆序运行,此处所说的逆序运行,是指灌溉浓度从大到小进行。

假设有4个灌溉浓度,ec值从小到大排列为d1、d11、d21、d31,每个灌溉浓度对应着一组灌溉区域以及对应的灌溉点以及相应的继电节点,分别为:

d1:y1(m51、m1)、y2(m52、m2);

d11:y6(m61、m11)、y7(m62、m12)、y10(m63、m13);

d21:y13(m71、m21)、y14(m72、m22)、y15(m73、m23);

d31:y20(m81、m31)、y21(m82、m32)、y22(m83、m33)、y23(m84、m34)。

上述实现的是一个闭环灌溉模型,灌溉顺序是浓度从小到大再到小,所以在除浓度最大的灌溉区域外,所有的灌溉区域需空出一个灌溉点来实现浓度从大到小灌溉,在所有灌溉区域被选择的情况下,浓度灌溉顺序为d1→d11→d21→d31→d21→d11→d1,灌溉点顺序为y1→y6→y7→y13→y14→y20→y21→y22→y23→y15→y10→y2。

根据本发明的一个实施例,除了最大灌溉浓度对应的灌溉区域外的每个灌溉区域均设置数据寄存器,用以记录所对应的灌溉区域的灌溉点的运行次数。

根据本发明的一个实施例,所述按照灌溉浓度由大到小的逆序执行跳至灌溉上一个灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉完最小灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点的步骤中,由plc判断按照灌溉浓度由小到大的顺序灌溉至最大灌溉浓度对应的灌溉区域的最后一个灌溉点的状态变化,若该最后一个灌溉点灌溉终止,则执行跳至灌溉上一个灌溉浓度对应的最后一个灌溉点,此处,若以d31作为最大灌溉浓度,则上一个灌溉浓度是指灌溉浓度由大到小中的d21。

根据本发明的一个实施例,按照灌溉浓度由大到小的逆序灌溉启动后,根据数据寄存器存储的数据判断运行位置。逆序运行会有三个节点判断三个低浓度区域的工作状态,三个节点是依次影响,当一个节点终止,会将下一个节点启动。第一个节点启动是依靠顺浓度模型的最后一个状态变化。

如图2所示,第二方面,本发明实施例还提供一种温室水肥一体化集群灌溉系统,其包括肥料制备供给子系统和灌溉控制子系统。具体地:

肥料制备供给子系统,用于引入肥料液和/或清水以实时制备并输出具有特定ec值和ph值的混合肥料液,调节方式灵活,适用性强。

灌溉控制子系统,用于控制肥料制备供给子系统按照灌溉浓度由小到大的顺序执行由最小灌溉浓度对应的灌溉区域的一个灌溉点开始灌溉,并灌溉直至留有该最小灌溉浓度对应的最后一个灌溉点时,跳至灌溉下一个灌溉浓度对应的一个灌溉点,并灌溉直至留有该灌溉浓度对应的最后一个灌溉点,跳至灌溉下一个灌溉浓度对应的一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉最大灌溉浓度对应的一个灌溉点,并直至灌溉完该最大灌溉浓度对应的最后一个灌溉点时,按照灌溉浓度由大到小的逆序执行跳至灌溉上一个灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉完最小灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,一个周期的灌溉结束。通过灌溉控制子系统控制肥料制备供给子系统制备的混合肥料液进入指定的灌溉区域执行灌溉作业,能够准确的实施对特定灌溉区域进行灌溉,保证每次浓度的跳跃最小,每个灌溉周期结束都回到起点,不会带来浓度过高对苗的伤害,圆满解决了设施园区的单台设备的集群化规模灌溉,节省成本。本发明的灌溉方法,操作简单、适用性强,可有效降低灌溉时溶液的浓度波动范围与时间,减少由此带来的产量和品质损失。

具体地,肥料制备供给子系统包括肥料液输入管路、清水输入管路和肥料液输出管路,肥料液输入管路和清水输入管路分别与肥料液输出管路相连,肥料液输入管路与肥料液输出管路之间设置肥料液检测反馈调节管路。

肥料液输入管路包括母液罐1和文丘里吸肥管6,文丘里吸肥管6连接至肥料液输出管路,肥料液输入管路的母液罐1和文丘里吸肥管6之间依次设有y型过滤器2、浮子流量计3、肥料流量调节阀4和肥料液通断电磁阀5。母液罐1如图2中a、b、c所示。

y型过滤器过滤肥料液输入管路中流经的肥料液,以防止肥料液流经肥料液输入管路时发生阻塞。浮子流量计3计量肥料液输入管路中流经的肥料液的流量大小,以实时监控肥料液的用量大小。肥料流量调节阀4调节肥料液输入管路中肥料液的流量大小。肥料液通断电磁阀5通过控制其开启/关闭的时间,以调节流经肥料液输入管路中肥料液的量的大小,文丘里吸肥管6将母液罐1中的肥料液吸出,以制备不同浓度的混合肥料液。

肥料制备供给子系统包含至少一套肥料液输入管路,多套肥料液输入管路并列设置。根据灌溉的种植区域的大小、肥料液的需求及灌溉条件,合理设置一套或多套肥料液输入管路。

清水输入管路依次设有输入水源流量调节阀7和输入水源上液位计8。输入水源流量调节阀7调节输入清水的量,输入水源上液位计8用以计量输入的清水源的流量大小。

肥料液输出管路包括混液罐9、混液罐下液位计10和肥料液输出泵11。肥料液输入管路的文丘里吸肥管6和清水出入管路的输入水源上液位计8均与肥料液输出管路的混液罐9相连接。

混液罐下液位计10分别与混液罐9的输出端和肥料液输出泵11相连。

文丘里吸肥管6将母液罐1中的肥料液吸入到混液罐9中,同时,清水输入管路中输入清水源到混液罐9中,将肥料液和清水混合,从而配制得到一定浓度的混合肥料液。

混液罐下液位计10用以实时监测混液罐9中混合肥料液的存量,根据存量的多少调节文丘里吸肥管6和/或水源流量调节阀7,从而调节引入混液罐中的肥料液和/或清水的量。肥料液输出泵11将混液罐9中的混合肥料液输出,输送至灌溉控制子系统。

肥料液检测反馈调节管路包括压力表12、ec计13和ph计14。ec计13和ph计14依次连接至混液罐9;文丘里吸肥管6的输入端与肥料液输出泵11的输出端通过管线连接,并形成回路,在该回路上设置压力表12。

ec计13和ph计14用于检测混液罐9中混合肥料液的ec值和ph值,并将测定值与设定的ec值和ph值进行比较,根据比较的结果,调节肥料液通断电磁阀5和/或水源流量调节阀7,从而调节引入混液罐9中的肥料液和/或清水的量,制备得到特定ec值和ph值的混合肥料液。肥料液输出管路中多余或残存的混合肥料液,通过回路进行回收,重新收集到混液罐9中,避免造成浪费或影响下一作物的灌溉条件。压力表12用以监测该回路中的管道压力,进而控制引入混液罐9中肥料液的流量情况。

需要说明的是,特定ec值和特定ph值可以根据灌溉区域所需进行配制,并不做具体限定。

灌溉控制子系统包括肥料液输出流量计15和灌溉电磁阀,肥料液输出流量计15的一端连接肥料液输出泵11,另一端连接灌溉电磁阀。肥料液输出流量计15用于计量混液罐9中输出的混合肥料液的流量大小;灌溉电磁阀用于控制灌溉控制子系统的开启/闭合状态,从而控制混液罐9中输出的混合肥料液的流量大小。

肥料转移子系统包括输灌线路,输灌线路上设有输灌装置,输灌装置包括肥料罐,肥料罐的输入端设有肥料罐上液位计,输出端设有肥料罐下液位计,肥料罐下液位计的一端连接灌溉泵。

肥料罐的下端设有肥料转移泵,肥料转移泵的一端连接肥料灌溉管路,肥料灌溉管路连接下一输灌装置。

根据本发明的一个实施例,所述灌溉控制子系统设有plc,并在每个灌溉区域的每个灌溉点设有电磁阀,通过plc控制电磁阀的开闭,从而自动控制每个灌溉点的启停。

以上实施方式仅用于说明本发明,而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围中。


技术特征:

1.一种温室水肥一体化集群灌溉方法,其特征在于,包括如下步骤:

确定灌溉区域的数量以及每个灌溉区域中的灌溉点的数量;

确定每个灌溉区域所需的灌溉浓度;

按照灌溉浓度由小到大的顺序执行由最小灌溉浓度对应的灌溉区域的一个灌溉点开始灌溉,并灌溉直至该最小灌溉浓度对应的灌溉区域留有最后一个灌溉点时,跳至灌溉下一个灌溉浓度对应的一个灌溉点,并灌溉直至该灌溉浓度对应的灌溉区域留有最后一个灌溉点,跳至灌溉下一个灌溉浓度对应的一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉最大灌溉浓度对应的一个灌溉点,并直至灌溉完该最大灌溉浓度对应的灌溉区域的最后一个灌溉点时,按照灌溉浓度由大到小的逆序执行跳至灌溉上一个灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉完最小灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,一个周期的灌溉结束。

2.根据权利要求1所述的温室水肥一体化集群灌溉方法,其特征在于,每个所述灌溉点通过设置继电器并由plc进行开闭控制。

3.根据权利要求2所述的温室水肥一体化集群灌溉方法,其特征在于,由plc判断每个灌溉区域中相连的两个灌溉点的开启状态,若都处于开启状态则确定该灌溉点不是最后一个灌溉点,该灌溉点运行并在结束后继续下一个灌溉点判断,若当前灌溉点的后一个灌溉点处于关闭状态,则跳转到下一个灌溉区域按当前方式运行,直到开始逆序运行。

4.根据权利要求2所述的温室水肥一体化集群灌溉方法,其特征在于,除了最大灌溉浓度对应的灌溉区域外的每个灌溉区域均设置数据寄存器,用以记录所对应的灌溉区域的灌溉点的运行次数。

5.根据权利要求2所述的温室水肥一体化集群灌溉方法,其特征在于,所述按照灌溉浓度由大到小的逆序执行跳至灌溉上一个灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉完最小灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点的步骤中:

由plc判断按照灌溉浓度由小到大的顺序灌溉至最大灌溉浓度对应的灌溉区域的最后一个灌溉点的状态变化,若该最后一个灌溉点灌溉终止,则执行跳至灌溉上一个灌溉浓度对应的最后一个灌溉点。

6.根据权利要求4所述的温室水肥一体化集群灌溉方法,其特征在于,按照灌溉浓度由大到小的逆序灌溉启动后,根据数据寄存器存储的数据判断运行位置。

7.一种温室水肥一体化集群灌溉系统,其特征在于,包括:

肥料制备供给子系统,用于引入肥料液和/或清水以实时制备并输出具有特定ec值和ph值的混合肥料液;

灌溉控制子系统,用于控制肥料制备供给子系统按照灌溉浓度由小到大的顺序执行由最小灌溉浓度对应的灌溉区域的一个灌溉点开始灌溉,并灌溉直至该最小灌溉浓度对应的灌溉区域留有最后一个灌溉点时,跳至灌溉下一个灌溉浓度对应的一个灌溉点,并灌溉直至该灌溉浓度对应的灌溉区域留有最后一个灌溉点,跳至灌溉下一个灌溉浓度对应的一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉最大灌溉浓度对应的一个灌溉点,并直至灌溉完该最大灌溉浓度对应的灌溉区域的最后一个灌溉点时,按照灌溉浓度由大到小的逆序执行跳至灌溉上一个灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,依次执行,直至跳至灌溉完最小灌溉浓度对应的所述最后一个灌溉点,一个周期的灌溉结束。

8.根据权利要求7所述的温室水肥一体化集群灌溉系统,其特征在于,所述肥料制备供给子系统包括肥料液输入管路、清水输入管路和肥料液输出管路,所述肥料液输入管路和清水输入管路分别与肥料液输出管路相连,所述肥料液输入管路与肥料液输出管路之间设置肥料液检测反馈调节管路;

所述肥料液输入管路包括母液罐和文丘里吸肥管,所述文丘里吸肥管与所述肥料液输出管路相连,所述母液罐和文丘里吸肥管之间依次设置y型过滤器、浮子流量计、肥料流量调节阀和肥料液通断电磁阀。

9.根据权利要求8所述的温室水肥一体化集群灌溉系统,其特征在于,所述清水输入管路上依次设有输入水源流量调节阀和输入水源上液位计,所述输入水源上液位计与所述肥料液输出管路相连;

所述肥料液检测反馈调节管路设有检测所述肥料液输出管路中的混合肥料液的ec值和ph值的ec计和ph计,所述文丘里吸肥管的输入端与肥料液输出管路的输出端通过管线连接,并形成回路,在所述回路上设置压力表。

10.根据权利要求7所述的温室水肥一体化集群灌溉系统,其特征在于,所述灌溉控制子系统设有plc,并在每个灌溉区域的每个灌溉点设有电磁阀。

技术总结
本发明涉及灌溉领域,提供温室水肥一体化集群灌溉方法及灌溉系统。该灌溉方法包括步骤:确定灌溉区域的数量及每个灌溉区域中灌溉点数量;确定每个灌溉区域的灌溉浓度;按照灌溉浓度由小到大执行由最小灌溉浓度对应的灌溉区域的一个灌溉点开始灌溉,并灌溉至留有该浓度对应的最后一个灌溉点时,跳至灌溉下一个灌溉浓度对应的一个灌溉点,并灌溉直至留有该灌溉浓度对应的最后一个灌溉点,直至灌溉完最大灌溉浓度对应的最后一个灌溉点时,按照灌溉浓度由大到小的逆序执行跳至灌溉完最小灌溉浓度对应的最后一个灌溉点,灌溉结束。本发明能够最大限度减少在灌溉施肥过程中目标浓度的跳跃的幅度和次数,以最大限度减少温室水肥一体机输出肥料液浓度波动带来的作物减产。

技术研发人员:尹义蕾;丁小明;李恺;张凌风;侯永;张学军;张月红;何芬;魏晓明;鲍顺淑;杨斌;李邵
受保护的技术使用者:农业农村部规划设计研究院
技术研发日:2020.03.11
技术公布日:2020.06.09

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