一种自动控制水肥一体化滴灌系统的制作方法

本实用新型涉及农业灌溉领域，尤其涉及一种自动控制水肥一体化滴灌系统。

背景技术：

近年来，随着经济社会的发展，各地水需求量逐渐增加，水资源供需的矛盾日益显著。水是农业的命脉，也是整个国民经济和人类生活的命脉。水资源状况和利用水平已成为评价一个国家一个地区经济能否持续发展的重要指标。我国是一个水资源相对贫乏的国家，年均降水量为630mm，低于全球陆面和亚洲陆面的降水量；年平均淡水资源总量为2.8万亿立方米，人均占有水量仅2300立方米，只相当于世界人均水平的1/4，居世界第109位，是世界上人均占有水资源最贫乏的13个国家之一；耕地水资源占有量为世界平均数的4/5。我国水资源利用效率很低，农业灌溉水利设施建设落后，水浪费现象严重。

解决农业用水问题从作物生理角度出发，在一定时期主动施加一定程度有益的亏水度，使作物经历有益的亏水锻炼，改善品质，控制上部旺长，实现矮化密植，到达节水增产的目的，这种方式需要专业人员来掌控，否则容易亏水过度，造成作物减产质量下降的问题。同时利用现代工业技术来进行精细灌溉，运用全球卫星定位系统(gps)和地理信息系统(gis)，遥感技术(rs)和计算机控制系统，实时获取农田作物生长实际需求的信息，通过信息处理与分析，按需给作物进行施水的技术，最大限度提高水资源的利用率和土地的产业率。从而利用智能化节水灌溉装备，按照作物不同的需水要求来实施变量施水，达到最优的节水增产效果。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种自动控制水肥一体化滴灌系统。

本实用新型提供一种自动控制水肥一体化滴灌系统，包括设置于田间的滴灌网，其中，

所述滴灌网包括供水管，所述供水管上连接多个滴水管，每个所述滴水管分别对应设置电磁阀，所述滴水管上设置用于支撑的多个支撑杆，部分所述支撑杆上固定直线电机，设置有所述直线电机的所述支撑杆上滑动设置插入地底的钎子，所述钎子长度50cm-100cm，所述钎子连接所述直线电机，所述钎子内设置有土壤湿度传感器，所述钎子上设置有土壤温度传感器，所述滴水管上设置有光照传感器和温度传感器；

所述供水管连通供水箱，连通到所述供水箱的所述供水管端部设置有水泵，所述供水箱可拆装设置有过滤层，所述供水箱内设置自动供水机构，所述供水箱内设置有离子传感器；

所述供水箱一侧设置配药桶，所述配药桶的顶部设置有计量添加机构，所述配药桶内部设置有搅拌器，所述配药桶内设置有计量泵，所述计量泵通过管道连通所述供水箱；

所述自动控制水肥一体化滴灌系统包括控制器，所述控制器上设置有无线传输模块，所述无线传输模块网络连接服务器，所述服务器网络连接移动客户端，所述控制器无线连接控制所述电磁阀、所述水泵、所述计量添加机构、所述搅拌器和所述计量泵，所述控制器连接所述离子传感器、所述土壤湿度传感器、土壤温度传感器、光照传感器和温度传感器。

优选的，所述供水管上均匀设置有多个母接头，所述滴水管的端部设置有相应的子接头，所述子接头插接于所述母接头，所述电磁阀设置于所述母接头与所述供水管之间。

优选的，所述支撑杆的顶部设置有箍环，所述箍环可拆装紧固在所述滴水管，所述支撑杆上可滑动套有支撑盘，所述支撑盘上螺接抵触所述支撑杆的紧固螺栓。

优选的，所述自动供水机构包括设置于所述供水箱内的杠杆，所述杠杆的一端设置有浮球，所述杠杆的另一端连接阀门，所述阀门连接水源。

优选的，所述控制器设置于机箱中，所述机箱的顶部设置有太阳能发电板，所述太阳能发电板电性连接所述控制器，所述控制器电性连接显示器。

优选的，所述计量添加机构包括装料斗，所述装料斗固定于所述配药桶所述装料斗上设置电动阀门，所述装料斗的下侧可转动连接有接料台，所述接料台设置于电子秤上，所述电子秤上设置有气缸，所述气缸顶动所述接料台倒料，所述电子秤固定于所述配药桶，所述电动阀门、所述电子秤和所述气缸无线连接所述控制器；所述计量添加机构包括计量阀，所述计量阀通过管道连接水源，所述计量阀无线连接所述控制器。

优选的，所述服务器通过网络连接地理信息系统，所述服务器通过网络连接遥感信息系统。

与相关技术相比较，本实用新型提供的自动控制水肥一体化滴灌系统具有如下有益效果：

本实用新型提供的自动控制水肥一体化滴灌系统利用所述土壤湿度传感器和所述土壤温度传感器实时监测土壤情况，利用所述光照传感器和所述温度传感器监测作物生长环境的光照温度，监测的数据先传到所述控制器，在经过所述控制器上传到所述服务器，所述移动客户端通过连接所述服务器实时查看数据，方便专业人员实时跟踪农田情况，专业人员通过手内的移动客户端向所述服务器发出指令，所述服务器将指令传递给所述控制器执行，对作物进行灌溉、控制作物亏水锻炼，节水的同时又保证作物的品质产量；另外，采用所述滴灌网滴灌的方式，能够均匀的对作物进行灌溉，灌溉过程节省用水量；通过所述电磁阀控制所述滴水管通水，可以根据情况针对特定区域进行选择性灌溉；所述供水箱内设置有过滤层，能够过滤水中的杂质，避免杂质进入、堵塞所述滴灌网；所述供水箱上设置的自动供水机构保证供水箱水量维持一定；所述离子传感器能够实时监测供水箱内水中离子的浓度，保证氮磷钾等浓度适合作物生产；所述计量添加机构能够定量的向所述配药桶内添加肥料和水，所述配药桶内的所述搅拌器能够搅拌肥料和水，使肥料充分溶解；所述计量泵将所述配药桶中的肥料溶液泵送到所述供水箱，肥料溶液再经过所述滴灌网施于作物实现水肥一体化滴灌。

附图说明

图1为本实用新型提供的自动控制水肥一体化滴灌系统的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示的支撑杆和钎子的结构示意图；

图3为图1所示的供水箱和配药箱的结构示意图；

图4为图1所示的计量添加机构的结构示意图。

图中标号：1、滴灌网，11、供水管，12、滴水管，13、电磁阀，14、水泵，2、支撑杆，21、钎子，22、直线电机，23、箍环，24、支撑盘，3、土壤湿度传感器，4、土壤温度传感器，5、供水箱，51、过滤层，52、自动供水机构，521、杠杆，522、浮球，523、阀门，53、离子传感器，6、配药桶，61、计量添加机构，611、装料斗，612、电动阀门，613、接料台，614、电子秤，615、计量阀，616、气缸，62、搅拌器，63、计量泵，7、控制器，71、机箱，72、太阳能发电板，73、显示器，8、光照传感器，9、温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3、以及图4，其中图1为本实用新型提供的自动控制水肥一体化滴灌系统的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示的支撑杆和钎子的结构示意图；图3为图1所示的供水箱和配药箱的结构示意图；图4为图1所示的计量添加机构的结构示意图。

参阅图1所示，一种自动控制水肥一体化滴灌系统，包括设置于田间的滴灌网1，其中，

所述滴灌网1包括供水管11，所述供水管11的侧壁上均匀设置有多个母接头，所述母接头与所述供水管11之间设置有电磁阀13，所述母接头可拆装连接子接头，所述子接头固定于滴水管12的端部，所述滴水管12垂直于所述供水管11设置。所述滴水管12的底部设置有用于支撑所述滴水管12的多个支撑杆2，具体实施过程中，所述支撑杆2的顶部设置有箍环23，所述箍环23可拆装紧固在所述滴水管12，参阅图2所示，所述支撑杆2上可滑动套有支撑盘24，所述支撑盘24上螺接抵触所述支撑杆2的紧固螺栓。每一根所述滴水管12上的所述支撑杆2中的一部分固定直线电机22，设置有所述直线电机22的所述支撑杆2上滑动设置插入地底的钎子21，所述钎子21长度50cm-100cm，所述钎子21连接所述直线电机22，所述钎子21内设置有土壤湿度传感器3，所述土壤湿度传感器3为fdr频域反射土壤湿度传感器，利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数，从而得到土壤相对含水量，所述钎子21上设置有土壤温度传感器4，所述土壤温度传感器4为ha2002铂电阻温度传感器，通过温度改变铂电阻的阻值引起电信号变化来测量温度，所述滴水管12上设置有光照传感器8和温度传感器9，所述光照传感器8为ha2003光照传感器，利用光电转化将光信号转化为电信号，所述温度传感器9同样为ha2002铂电阻温度传感器。

参阅图3所示，所述供水管11连通供水箱5，连通到所述供水箱5的所述供水管11端部设置有水泵14，所述供水箱5可拆装设置有过滤层51，所述过滤层51为过滤棉构成的层状结构，所述供水箱5内设置自动供水机构52，所述自动供水机构52包括设置于所述供水箱5内的杠杆521，所述杠杆521的一端设置有浮球522，所述杠杆521的另一端连接阀门523，所述阀门523连接水源。所述阀门523与所述供水管11分别设置于所述过滤层51的两侧。所述供水箱5内设置有离子传感器53，所述离子传感器53为cg200多参数离子传感器，用于检测水中的肥料离子浓度。

所述供水箱5一侧设置配药桶6，所述配药桶6的顶部设置有计量添加机构61，具体实施过程中，参阅图4所示，所述计量添加机构61包括装料斗611，所述装料斗611固定于所述配药桶6所述装料斗611上设置电动阀门612，所述装料斗611的下侧可转动连接有接料台613，所述接料台613设置于电子秤614上，所述电子秤614上设置有气缸616，所述气缸616顶动所述接料台613倒料，所述电子秤614固定于所述配药桶6，所述电动阀门612、所述电子秤614和所述气缸616无线连接所述控制器7；所述计量添加机构61包括计量阀615，所述计量阀615通过管道连接水源，所述计量阀615无线连接所述控制器7。所述配药桶6内部设置有搅拌器62，所述配药桶6内设置有计量泵63，所述计量泵63通过管道连通所述供水箱5；所述计量泵63连通于所述阀门523所在的所述供水箱5一侧。

所述自动控制水肥一体化滴灌系统包括控制器7，所述控制器7上设置有无线传输模块，具体实施过程中，所述无线传输模块为zigbee协调器，所述zigbee协调器通过gsm网络连接服务器，所述服务器网络连接移动客户端，所述移动客户端可以为为手机、平板、电脑，所述电磁阀13、所述水泵14、所述计量添加机构61、所述搅拌器62、所述计量泵63、所述离子传感器53、所述土壤湿度传感器3、土壤温度传感器4、光照传感器8和温度传感器9分别连接有zigbee终端，所述zigbee终端无线连接所述zigbee协调器。

具体实施过程中，所述控制器7设置于机箱71中，所述机箱71的顶部设置有太阳能发电板72，所述太阳能发电板72电性连接所述控制器7，所述控制器7电性连接显示器73。

所述服务器通过网络连接地理信息系统，所述服务器通过网络连接遥感信息系统。

本实用新型提供的自动控制水肥一体化滴灌系统工作原理如下：

专业人员通过所述移动客户端从所述服务器获取农田的地理信息(包括气象信息、位置信息和地形信息)，从所述服务器连接的遥感信息系统获取作物生长势头信息。所述土壤湿度传感器3和所述土壤温度传感器4测量土壤的湿度温度传递给所述控制器7，过程中通过所述直线电机22控制所述钎子21移动能够获取不同土层的信息，所述光照传感器8和所述温度传感器9将环境温度光照情况传递给所述控制器7，所述控制器7通过gsm网络将信息传递给所述服务器，专业人员从所述服务器获取详细的作物信息。专业人员根据获取的信息判断作物的水肥需求。

专业人员通过所述移动客户端向所述服务器发送指令信息，所述服务器将指令信息经过gsm网络传递给所述控制器7。灌溉时，所述控制器7将控制所述水泵14的指令信息传给所述水泵14连接的zigbee终端，所述水泵14连接驱动电路控制所述水泵运转到指令指示，以一定的压强向所述滴灌网1供水。供水直至所述土壤湿度传感器3测量的土壤湿度达到一定值停止。过程中，所述供水箱5中水量减少到一定值，所述浮球522下降，带动所述杠杆521摆动作用于所述阀门523，使得所述阀门523打开为所述供水箱5供水。从而保证所述供水箱5的水量。需要施肥时，所述控制器7将添加肥料的的指令信息传递给所述计量添加机构61，所述控制器7控制所述电动阀门612打开，所述装料斗611内肥料落下到所述接料台613上，所述电子秤614计数到一定质量时，所述电动阀门612关闭；所述控制器7控制所述接料台613翻动将肥料添加到所述配药桶6中，所述控制器7控制所述计量阀615打开，一定量的水源水经过所述计量阀615流进所述配药桶6后所述计量阀615关闭；所述控制器7控制所述搅拌器62搅拌一段时间。所述控制器7控制所述计量泵63向所述供水箱5泵送一定量的肥料溶液，直至所述离子传感器53测量的离子浓度达到适量。

本实用新型提供的自动控制水肥一体化滴灌系统利用所述土壤湿度传感器3和所述土壤温度传感器4实时监测土壤情况，利用所述光照传感器8和所述温度传感器9监测作物生长环境的光照温度，监测的数据先传到所述控制器7，在经过所述控制器7上传到所述服务器，所述移动客户端通过连接所述服务器实时查看数据，方便专业人员实时跟踪农田情况，专业人员通过手内的移动客户端向所述服务器发出指令，所述服务器将指令传递给所述控制器7执行，对作物进行灌溉、控制作物亏水锻炼，节水的同时又保证作物的品质产量；另外，采用所述滴灌网1滴灌的方式，能够均匀的对作物进行灌溉，灌溉过程节省用水量；通过所述电磁阀13控制所述滴水管12通水，可以根据情况针对特定区域进行选择性灌溉；所述供水箱5内设置有过滤层51，能够过滤水中的杂质，避免杂质进入、堵塞所述滴灌网1；所述供水箱5上设置的自动供水机构52保证供水箱5水量维持一定；所述离子传感器53能够实时监测供水箱5内水中离子的浓度，保证氮磷钾等浓度适合作物生产；所述计量添加机构61能够定量的向所述配药桶6内添加肥料和水，所述配药桶6内的所述搅拌器62能够搅拌肥料和水，使肥料充分溶解；所述计量泵63将所述配药桶6中的肥料溶液泵送到所述供水箱5，肥料溶液再经过所述滴灌网1施于作物实现水肥一体化滴灌。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

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