一種智能肥水一體節水灌溉系統的製作方法
2024-02-06 08:55:15
本發明屬於一種灌溉系統領域，具體涉及一種智能肥水一體節水灌溉系統。
背景技術：
人人都知道植物的生長離不開水，為了保證作物正常生長，獲取高產穩產，必須給作物提供充足的水分。但在自然條件下，往往因降水量不足或分布的不均勻，不能滿足作物對水分要求，因此，必須人為地進行灌溉。現有的灌溉系統由高位水池或加壓泵、閥門、灌溉供水管路、噴灌設備（滴灌或微灌設備）和電器控制櫃組成，以高位水池或加壓泵為灌溉系統提供有壓水源，通過人為判斷是否需要灌溉，由電器控制櫃啟動加壓泵或高位水池的放水閥門，噴灌、滴灌或微灌設備對所輻射的土地進行灌溉，人為確定灌溉量滿足灌溉要求後停止灌溉。
現有技術具有以下缺點：灌溉系統完全依靠人為判斷進行灌溉，灌溉效率低，耗水量大；不能根據土壤溼度、作物蓄水量來調整灌溉周期和灌溉水量；灌溉和施肥分離進行，不能根據作物的生長需求進行施肥，灌溉設備需要人工進行操作，操作繁瑣；沒有數據積累和分析，科學的進行灌溉和施肥沒有數據分析支持。
針對上述不足，需要設計和開發一種智能肥水一體節水灌溉系統，能夠補足上述各個缺點。
技術實現要素：
為了解決上述存在的問題，本發明提供一種智能肥水一體節水灌溉系統。
本發明是一種智能肥水一體節水灌溉系統，包括加壓泵、電動閥門、肥水一體機、疊片過濾器、土壤數據採集器、氣象數據採集器、農作物生長參數採集器、數據存儲及數據分析庫、控制器、在線工控顯示平臺和印表機；所述電動閥門包括第一電動閥門和第二電動閥門；所述控制器設有一個以上的輸入端和五個以上的輸出端；所述第一電動閥門設在加壓泵的出水口處；第一電動閥門出來安裝有一個雙接口式輸水管，其中一輸水管與肥水一體機的輸入端連接；所述肥水一體機的輸出端連接輸水主管；所述另一輸水管上設有第二電動閥門並與高位水池連接；所述肥水一體機的另一端與疊片過濾器相連；所述加壓泵、第一電動閥門、第二電動閥門和肥水一體機四者分別連接在控制器上；所述土壤數據採集器、氣象數據採集器和農作物生長參數採集器三者分別與數據存儲及數據分析庫連接；所述在線工控顯示平臺上設置有數據輸出端；所述數據存儲及數據分析庫與控制器的輸入端相連，所述控制器的號輸出端與在線工控顯示平臺連接；所述控制器的號輸出端與在線工控顯示平臺的數據輸出端連接；所述印表機連接安裝在數據輸出端上。
作為優選，所述加壓泵所在位置為泵房，泵房內由加壓泵、電機和配電控制櫃組成，三者按先後順序連接。
作為優選，所述加壓泵進水口設有取水管，所述取水管安裝在集水池內。
作為優選，所述在線工控顯示平臺採用觸控螢幕，使用方便。
作為優選，所述控制器採用PLC可編程控制器，運行穩定可靠，使用維護方便。
作為優選，所述加壓泵與高位水池連接，泵不用一直開著，水池水少時可自動啟動泵補水，補夠停泵。
作為優選，所述一種智能肥水一體節水灌溉系統噴灌和自動生成解決問題的設計系統方案如下：
a.各採集器及噴灌的設計：
當土壤數據採集器、氣象數據採集器、農作物生長參數採集器所採集的參數匯總至資料庫進行分析，會給出灌溉水量、時間參數及施肥需求參數，分析參數通過PLC可編程控制器生成工作指令，啟動加壓泵，通過電動閥門，自動調整不同灌溉區域的灌溉時間、灌溉水量和施肥量；通過疊片過濾器，淨化灌溉水質，保證灌溉噴頭不會因雜質而堵塞。
b.自動生成解決方案的設計：
在線工控顯示平臺顯示各設備運行工況，通過可編程控制器在線完成設備的遠程操作，當故障數據傳入資料庫，經分析計算，根據不同故障原因，系統自動生成解決方案；通過對歷史數據的分析，系統自動生成肥水一體節水灌溉運行優化方案和建議。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：該裝置結構簡單，設計合理，故障率低，使用安全性和運行穩定性高；由於該裝置不僅採用肥水一體機，將灌溉和施肥同時進行，一方面肥料吸收好，節約肥料用量，另一方面也節約施肥的人工及機械費用；而且採用了土壤數據採集器、氣象數據採集器和農作物生長參數採集器自動收集整理灌溉水量、土壤溼度、氣象數據、作為生長信息，自動生成灌溉所需數據；由集成自動化控制技術，自動完成灌溉和施肥全過程，通過大數據分析，自動評估灌溉效果，自動生成灌溉優化方案。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為智能肥水一體節水灌溉系統的結構示意圖。
圖2為智能肥水一體節水灌溉系統的工作原理圖。
其中：1-加壓泵，3-肥水一體機，4-疊片過濾器，5-土壤數據採集器，6-氣象數據採集器，7-農作物生長參數採集器，8-數據存儲和數據分析庫，9-控制器，10-在線工控顯示平臺，11-數據輸出端，12-印表機，13-第一電動閥門、14-第二電動閥門、15-高位水池、16-泵房、17-電機18-配電控制櫃、19-進水管、20-集水池。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。
如圖1和圖2所示，一種智能肥水一體節水灌溉系統，包括加壓泵1、電動閥門2、肥水一體機3、疊片過濾器4、土壤數據採集器5、氣象數據採集器6、農作物生長參數採集器7、數據存儲及數據分析庫8、控制器9、在線工控顯示平臺10和印表機12；所述電動閥門包括第一電動閥門和第二電動閥門；所述控制器9設有一個以上的輸入端和五個以上的輸出端；所述第一電動閥門13設在加壓泵1的出水口處；第一電動閥門13出來安裝有一個雙接口式輸水管，其中一輸水管與肥水一體機3的輸入端連接；所述肥水一體機3的輸出端連接輸水主管；所述另一輸水管上設有第二電動閥門14並與高位水池15連接,所述肥水一體機2的另一端與疊片過濾器4相連；所述加壓泵1、第一電動閥門13、第二電動閥門14和肥水一體機3四者分別連接在控制器9上；所述土壤數據採集器5、氣象數據採集器6和農作物生長參數採集器7三者分別與數據存儲及數據分析庫8連接；所述在線工控顯示平臺上設置有數據輸出端11；所述數據存儲及數據分析庫8與控制器9的輸入端相連，所述控制器9的1號輸出端與在線工控顯示平臺10連接；所述控制器9的2號輸出端與在線工控顯示平臺10的數據輸出端11連接；所述印表機12連接安裝在數據輸出端11上。
所述加壓泵1所在位置為泵房16，泵房16內由加壓泵1、電機17和配電控制櫃18組成，三者按先後順序連接。
所述加壓泵1進水口設有取水管19，所述取水管19安裝在集水池20內。
所述在線工控顯示平臺10採用觸控螢幕，使用方便。
所述控制器9採用PLC可編程控制器，運行穩定可靠，使用維護方便。
所述加壓泵1與高位水池15連接，泵不用一直開著，水池水少時可自動啟動泵補水，補夠停泵。
所述一種智能肥水一體節水灌溉系統噴灌和自動生成解決問題的設計系統方案如下：
a.各採集器及噴灌的設計：
當土壤數據採集器、氣象數據採集器、農作物生長參數採集器所採集的參數匯總至資料庫進行分析，會給出灌溉水量、時間參數及施肥需求參數，分析參數通過PLC可編程控制器生成工作指令，啟動加壓泵，通過電動閥門，自動調整不同灌溉區域的灌溉時間、灌溉水量和施肥量；通過疊片過濾器，淨化灌溉水質，保證灌溉噴頭不會因雜質而堵塞。
b.自動生成解決方案的設計：
在線工控顯示平臺顯示各設備運行工況，通過可編程控制器在線完成設備的遠程操作，當故障數據傳入資料庫，經分析計算，根據不同故障原因，系統自動生成解決方案；通過對歷史數據的分析，系統自動生成肥水一體節水灌溉運行優化方案和建議。
本發明的工作原理是：土壤數據採集器、氣象數據採集器和農作物生長參數採集器所採集的參數匯總至數據存儲和數據分析庫進行分析，給出灌溉水量、時間參數及施肥需求參數；分析完參數後通過PLC可編程控制器生成工作指令，啟動加壓泵，通過第一電動閥門，自動調整不同灌溉區域的灌溉時間、灌溉水量和施肥量；通過疊片過濾器淨化灌溉水質，保證灌溉噴頭不會因雜質而堵塞；在線工控顯示平臺顯示各設備運行工況，通過PLC可編程控制器在線完成設備的遠程操作；故障數據傳入數據存儲和數據分析庫，經分析計算，根據不同故障原因，系統自動生成解決方案；通過對歷史數據的分析，系統自動生成肥水一體節水灌溉運行優化方案和建議。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：該裝置結構簡單，設計合理，故障率低，使用安全性和運行穩定性高；由於該裝置不僅採用肥水一體機，將灌溉和施肥同時進行，一方面肥料吸收好，節約肥料用量，另一方面也節約施肥的人工及機械費用；而且採用了土壤數據採集器、氣象數據採集器和農作物生長參數採集器自動收集整理灌溉水量、土壤溼度、氣象數據、作為生長信息，自動生成灌溉所需數據；由集成自動化控制技術，自動完成灌溉和施肥全過程，通過大數據分析，自動評估灌溉效果，自動生成灌溉優化方案。
以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書所限定的保護範圍為準。