CN110178518A - 一种水肥灌溉*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水肥灌溉***，包括：现场感测模组，用于采集待灌溉区域土壤墒情数据、土壤养分数据、天气数据以及植株图像数据作为感测数据并上传；云端，用于接收感测数据并根据预设分析模型进行数据分析，根据分析结果发送相应的执行任务至用料填补装置和灌溉车；用料填补装置，用于根据云端发送的执行任务为灌溉车自动填装水肥；灌溉车，用于根据云端发送的执行任务为相应待灌溉区域的植株进行水肥灌溉。本发明致力于无人化、智能化水肥灌溉和管理，能够利用云端对实时感测数据的分析，实时有效的远程监管植株所在土壤水肥状态和植株健康状态，并根据各个状态做出针对性应急措施，改善植株生长情况，提高成活率和品貌，保障经济效益。

Description

一种水肥灌溉***

技术领域

本发明涉及灌溉技术领域，尤其涉及一种水肥灌溉***。

背景技术

近年来，我国在农业施肥领域多采用水肥一体化技术，其优点是灌溉施肥的肥效快，养分利用率提高，灌溉科学且精准，现有的较为完善的水肥灌溉***中主要是通过管道将混肥罐中混合的水肥分路运输至各个植株区进行喷灌或者滴灌，为了节约地上空间，管道一般埋设于土壤；灌溉头喷灌水肥时，有的是从高处往下灌溉，有的则是直接面向土壤灌溉，直接面向土壤灌溉存在一定缺陷，比如说因土干或暴晒，植株发生萎蔫，若此时直接给土壤浇水，就有可能导致植物死亡，只有先给予叶子喷水来缓解后再给根部浇水才能维护好植株；又比如土地中的营养成分严重不足，或者是土质的酸碱度不达标造成某种营养成分的缺失，在这时如果继续使用根部补肥的方法，首先是没有足够的时间让这些肥料充分的分化溶解的土地中，其次是根部因养分过分缺失，无法吸收土壤中的养分；最后也不可能在这个时候就马上改善土壤的酸碱度，故效果不好且得不偿失；另外，有些阶段植株的根部会进行暂时的休眠，在这时候它的植株茎叶部分就很难从根部得到足够的营养，在这种情况下对植株的生长也是非常不利的。综上，对植物尤其是观赏性植物而言，除了浇土壤水肥也要适时的喷洒叶面水肥，叶水可以提高叶部和小环境的湿度，可以达到清洗叶面，提高叶片的观赏价值，促进光合作用的目的等。

对于管道分流水肥的方式而言，其还存在维护困难的问题，即管道一旦破裂，就会造成水肥的浪费，土壤板结等，容易影响水肥精确灌溉，基于目前的水肥一体化灌溉***无法对破裂位置进行准确和及时的定位，为了排查具体是哪一个管段出现问题往往需要花费工作人员大量的时间，修补管道同样需要时间，且修补过程无法通过管道进行植株的水肥灌溉，虽然可以用人工灌溉进行弥补，但是人手有限，容易贻误植株的最佳灌溉时间；此外，大多数灌溉***一般都需要操作人员到达现场操控灌溉***的各个部件进行水肥灌溉，例如添加混肥的肥料，开启混肥罐、加压设备、供水阀、喷头等等，无法实现远程操作，各个部件间的运作没有关联，智能化程度不高，同时各部件设置距离相对较远，不能得到有效统一的监管。

为了解决智能化不够的问题，公开号为CN109526342A的专利文献公开了“一种基于ZigBee远程控制的精准水肥一体灌溉***”，包括环境检测仪、农业物联网监测管理***和控制设备，环境检测仪：通过微环境采集仪对京津冀地区农作物生长的自然环境进行数据采集，并结合农业环境背景与硬件特点，选定各个模块器材；农业物联网监测管理***：对各种数据进行在线实时显示，对传感器、节点、区域进行管理，实现环境监测数据地图显示、环境监测传感器分布管理、传感器数据实时显示及统计查询等功能；控制设备：按照严格的水肥配比，由平台使用人员下发指令控制设备对农作物进行浇灌，实现全智能自动控制，帮助用户提高水肥管理效率，实现精准水肥一体灌溉。

公开号CN109451944A的专利文献公开了“一种多自由度多功能精量施肥装置”，包括车体、车体驱动装置、施肥罐、液压站、机械手和工作端；所述车体驱动装置驱动车体移动，所述施肥罐和液压站放置在车体上，所述机械手一端固定在车体上，机械手的中间部位和/或另一端安装工作端；所述工作端通过管道与施肥罐连接，所述施肥罐内存放有灌溉水、肥或者药的一种或者几种组合，所述工作端包括施肥器或/和喷头；所述液压站提供驱动机械手运动的动力。上述装置，可以实现自动行走、无人化施肥、效率高。在现有的使用管道的一体化水肥灌溉***中，增设上述装置备用，有利于解决排查维修时间长所导致的灌溉贻误问题，但如果配置合理的监管控制***，则更有利于设备监管和合理调度，实现高度智能化、无人化水肥灌溉。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种无人化的、高度智能的水肥灌溉***。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种水肥灌溉***，包括：

现场感测模组，设置于待灌溉区域，用于采集待灌溉区域土壤墒情数据、土壤养分数据、天气数据以及植株图像数据作为感测数据并上传；除了实时采集土壤、天气数据外，还采集植株的数据，有利于结合外界环境和植株的实际表现来分析植株健康状况；

云端，用于接收所述感测数据并根据预设分析模型进行数据分析，根据分析结果发送相应的执行任务至用料填补装置和灌溉车；

用料填补装置，用于根据所述云端发送的执行任务为所述灌溉车自动填装水肥；

灌溉车，用于根据所述云端发送的执行任务为相应待灌溉区域的植株进行水肥灌溉。用料填补装置和灌溉车均受云端控制，实现了无人化、智能化水肥灌溉。

进一步地，所述用料填补装置包括供水口和多个储料罐，所述供水口设有水流量控制阀门，每个所述储料罐用于储存单一元素的肥料，每个所述储料罐的底部均形成有放料口，所述放料口设有肥流量控制阀门，所述水流量控制阀门与所述肥流量控制阀门根据所述云端发送的执行任务进行开闭；

所述灌溉车包括电力传动装置、储料室以及与所述储料室连通的喷头组件，所述电力传动装置用于在接收到所述云端发送的执行任务后，依据预存路径规划信息或执行任务中包含的路径规划信息移动至所述用料填补装置的填料处，待填料完毕后，又依据预存路径规划信息或执行任务中包含的路径规划信息移动至灌溉点，所述储料室设有储料室门和电动搅拌棒，所述储料室门和所述电动搅拌棒用于在所述灌溉车到达填料处后开启，所述喷头组件用于在所述灌溉车到达灌溉点后将所述储料室内的水肥喷出，其包括与所述储料室连通的管道、与所述管道连通的地面喷头以及茎叶喷头，所述管道上设有泵体，用于将所述储料室内的水肥泵入所述管道后经地面喷头或茎叶喷头喷出；

所述填料处、所述灌溉点以及所述灌溉车均设有用于获取定位并上传至所述云端的GPS。

上述方案中，用料填补装置根据云端的任务指令控制可为灌溉车填装适量的水和肥，灌溉车能根据云端的任务指令控制自主的行进至填料处和灌溉点，执行用料填装和水肥喷灌；设置灌溉车移动，用料填补装置固定，使得用料填补装置具备较大量肥料储备功能，延长单次备货的使用周期，减少人员介入次数；使得灌溉车具备边行进边喷灌的功能，有利于相同当前需水肥量待灌溉区域的统一灌溉，降低灌溉车数量配备需求同时提高灌溉效率，且灌溉车具有电动搅拌棒，可随时保持水肥溶液EC值；具有地面喷头以及茎叶喷头，可根据现场感测模组向云端反馈的植株状态，由云端分配灌溉车是执行地面灌溉还是执行茎叶灌溉。

进一步地，所述用料填补装置的填料处仅设有一处，所述用料填补装置还包括与所述储料罐连接的移动组件，用于带动所述供水口或相应所述放料口移动至填料处。即灌溉车无需在供水口和各个放料口之间来回移动，有利于降低灌溉车能耗用度，提高灌溉效率，同时也不存在灌溉车移动精度把控的疑难杂症，无需配置更多的GPS或其他位置感应装置，有利于降低架构配置成本。

进一步地，所述用料填补装置包括飞行器和储料罐，所述飞行器用于在接收到所述云端发送的执行任务后，依据预存路径规划信息或执行任务中包含的路径规划信息飞行至所述灌溉车处进行肥料填装，所述储料罐的底部设有肥流量控制阀门，所述肥流量控制阀门根据所述云端发送的执行任务进行开闭；

所述灌溉车固定设于灌溉点，其包括储料室以及与所述储料室连通的喷头组件，所述储料室设有储料室门、入水口以及电动搅拌棒，所述入水口与供水管连通并设有水流量控制阀门，所述水流量控制阀门根据所述云端发送的执行任务进行开闭，所述储料室门和所述电动搅拌棒用于在所述用料填补装置飞行至所述储料室门上方后开启，所述喷头组件用于根据所述云端发送的执行任务进行开闭，为灌溉点相应半径范围内的植株进行水肥灌溉，所述喷头组件包括与所述储料室连通的管道、与所述管道连通的地面喷头以及茎叶喷头，所述管道上设有泵体，用于将所述储料室内的水肥泵入所述管道后经地面喷头或茎叶喷头喷出；

所述飞行器和所述灌溉车均设有用于获取定位并上传至所述云端的GPS。

上述方案中，设置用料填补装置按路径规划飞行至相应点，为设于固定点的灌溉车填装用料，有利于节省出灌溉车移动所占用的用地用于种植，增加种植面积，当每个灌溉点的灌溉车填料和混肥完毕后，可各自运行，有利于各个灌溉点同时进行水肥灌溉，提高效率，且相较于现有的管道运输灌溉，水肥运输管道更短，水肥流失少且更新鲜，适用于大批量同一类植株的水肥灌溉，另外，出现问题时维护相对方便。

进一步地，所述灌溉车还包括升降充电头，所述飞行器设有电量监测器并向所述云端实时上传电量状态，所述云端在所述电量状态低于一预设值时发送充电任务至所述灌溉车，所述灌溉车在接收到所述充电任务后上升升降充电头。可在现场实时的为低电量用料填补装置供电，有利于保障灌溉车用料填装的长时间有序进行。

进一步地，所述灌溉车设有EC探头，用于获取所述灌溉车内混合水肥的EC值并上传至所述云端，所述云端在所述EC值达标后，发送执行任务至所述灌溉车为相应待灌溉区域的植株进行水肥灌溉。有利于灌溉效果的保障。

进一步地，所述云端还用于将所述感测数据和分析结果发送至电脑端或手机APP端或微信小程序端进行显示。有利于实时远程监控植株生长环境状态和生长状况，加强植株生长阶段的管控，提高成活率。

进一步地，所述云端用于根据土壤墒情数据、土壤养分数据、天气数据以及预存的相应待灌溉区域植株水肥控制量计算相应待灌溉区域植株当前需水需肥量，并根据当前需水需肥量判断相应待灌溉区域植株的健康状态，若当前需水需肥量超出预设标准值则生成缺水肥健康告警信号发送管理人和/或发送灌溉任务至用料填补装置和灌溉车；发送健康告警信号方式包括短信、电脑端页面弹窗、APP消息推送以及微信小程序消息推送中的任意一种或多种；

用于将植株图像数据与预存植株萎蔫模型进行比对，获取相应待灌溉区域植株萎蔫情况，若萎蔫面积大于预设面积标准，则结合土壤墒情数据、土壤养分数据以及预存的相应待灌溉区域植株水肥控制量分析萎蔫原因，根据萎蔫原因生成相应健康告警信号发送管理人和/或发送相应执行任务至用料填补装置和灌溉车。有利于云端和管理人实时了解植株缺水缺肥情况、萎蔫与否以及萎蔫原因等。

进一步地，若萎蔫原因为缺水，则生成缺水健康告警信号发送管理人和/或发送叶面水灌溉任务至用料填补装置和灌溉车；若萎蔫原因为缺某一元素肥料，则生成缺肥健康告警信号发送管理人和/或发送叶面水灌溉任务至用料填补装置和灌溉车。有利于植株健康问题的对症下药。

进一步地，***还包括主混肥装置和主灌溉组件，所述云端还用于根据分析结果发送相应的执行任务至主混肥装置和主灌溉组件，所述主混肥装置用于根据所述云端发送相应的执行任务调控进水量、进肥量和混肥后肥液EC值，其包括混肥罐，所述混肥罐设有进水口、进肥口、出肥口、搅拌装置、EC探头和出肥流量计，所述EC探头和所述出肥流量计用于向所述云端上传EC值和出肥量，所述出肥口通过管道连接有吸肥泵，所述吸肥泵的出口与所述主灌溉组件连通，所述吸肥泵根据云端发送的执行任务进行开闭；

所述主灌溉组件用于根据所述云端发送相应的执行任务喷出相应量的水肥，其包括与所述吸肥泵的出口连通的输肥主管道、沿所述输肥主管道长度方向间隔设置并与其连通的输肥支管道以及与所述输肥支管道连通用于将水肥输出至相应位置土壤中的喷头，所述输肥支管道内靠近所述输肥主管道一侧设有第一电磁阀和第一液体流量计，所述喷头靠近所述输肥支管道的一侧设有第二电磁阀和第二液体流量计，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀根据云端发送相应的执行任务进行开闭，所述第一液体流量计和所述第二液体流量计用于发送流量数据至所述云端；

所述输肥支管道包括相互靠拢且平行设置的常用支管道和备用支管道，所述云端用于根据同一所述常用支管道上每个所述第二液体流量计的流量总和与所述常用支管道上所述第一液体流量计的流量之间的差值，判断所述常用支管道是否存在漏液现象，若存在，则发送所述常用支管道上所述第一电磁阀关闭，所述备用支管道上所述第一电磁阀和所述第二电磁阀开启的执行任务至所述主灌溉组件。

输肥支管道包括常用支管道和备用支管道，有利于管道漏液时的应急使用，提高灌溉效率，主混肥装置、主灌溉组件、灌溉车以及用料填补装置的配合使用，有利于提高灌溉***的应变能力，保障灌溉品质，帮助提高经济效益。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：能够利用云端对现场感测模组实时数据的分析，实时有效的远程监管植株所在土壤水肥状态和健康状态，并根据各个状态做出有效的应急措施，改善植株生长情况，提高成活率和品貌，保障植株经济效益；智能化程度高，能够减少不必要的人员介入，尤其适用于大型种植区的植株生长管理；设有应急方案保障及时合理灌溉，能够降低维修时间长对灌溉质量造成的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术的技术方案，附图如下：

图1为本发明实施例1提供的一种水肥灌溉***框图；

图2为本发明实施例1提供的用料填补装置和灌溉车结构示意图；

图3为本发明实施例2提供的用料填补装置和灌溉车分布架构示意图；

图4为本发明实施例3提供的主混肥装置和主灌溉组件结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

如图1、图2所示，本实施例提供一种水肥灌溉***，包括：

现场感测模组100，设置于待灌溉区域，用于采集待灌溉区域土壤墒情数据、土壤养分数据、天气数据以及植株图像数据作为感测数据并上传；除了实时采集土壤、天气数据外，还采集植株的数据，有利于结合外界环境和植株的实际表现来分析植株健康状况；种植有植株的土地即为待灌溉区域，一般相同品种的植株会被集中的种植，待灌溉区域可以植株品种进行分区，也可以植株种植面积进行分区，以设置现场感测模组100；

具体地，现场感测模组100包括采集待灌溉区域土壤墒情数据的土壤墒情传感器，采集土壤养分数据的土壤肥力传感器，采集天气数据的气象监测装置，天气数据包括温度、降水量以及水蒸发量等，采集植株图像数据的摄像头，土壤墒情传感器、土壤肥力传感器、气象监测装置以及摄像头间隔一定距离设置，该距离需根据实际地理环境做出合理性分析；还有，一般情况下，各个现场感测模组100各自通过网络上传数据至云端200，当待灌溉区域面积较广时，为了感测数据能够有效的及时的上传给云端200，可先设置多个数据集中节点分区域获取上述现场感测模组100的感测数据，然后数据集中节点再通过网络将感测数据上传云端200，云端200储存有各个现场感测模组100对应身份和对应待灌溉区域的资料数据，即云端200可以知晓其所接收数据对应现场感测模组100所在的待灌溉区域；

云端200，用于接收所述感测数据并根据预设分析模型进行数据分析，根据分析结果发送相应的执行任务至用料填补装置300和灌溉车400；预设分析模型可以根据监管需求的不同进行适应性调整，例如设置预设分析模型用于比较土壤墒情数据、土壤养分数据、天气数据和预存的相应待灌溉区域植株水肥控制量计算相应待灌溉区域植株当前需水需肥量，并根据当前需水需肥量判断相应待灌溉区域植株的健康状态，若缺水缺肥，则发送包含需添加水量和添加肥量、对应缺水肥地点等等信息的灌溉任务至用料填补装置300和灌溉车400；又如设置预设分析模型用于生成同一分区的土壤墒情数据随时间变化曲线、土壤养分数据随时间变化曲线等等；

用料填补装置300，用于根据所述云端200发送的执行任务为所述灌溉车400自动填装水肥；即接收并识别所述云端200发送的执行任务后，根据所述云端200发送的执行任务为相应的灌溉车400添加指定量的水和肥，以便灌溉车400进行混肥后用于灌溉；

灌溉车400，用于根据所述云端200发送的执行任务为相应待灌溉区域的植株进行水肥灌溉。

用料填补装置300和灌溉车400均受云端200控制，实现了无人化、智能化水肥灌溉，云端200可提供链接供客户端数据交互，有利于管理人员远程监控待灌溉区域现场状态。

进一步地，所述用料填补装置300包括供水口310和多个储料罐320，所述供水口310设有水流量控制阀门，每个所述储料罐320用于储存单一元素的肥料，例如包含三个储料罐320，分别放置氮肥、磷肥以及钾肥，每个所述储料罐320的底部均形成有放料口，所述放料口设有肥流量控制阀门，所述水流量控制阀门与所述肥流量控制阀门根据所述云端200发送的执行任务进行开闭；具体地，用料填补装置300的供水口310和储料罐320可相对独立的设置，即隔开一定距离设置，且供水口310、储料罐320和灌溉车400处均设有GPS用于获取定位并上传，当云端200获取到灌溉车400的GPS数据与用料填补装置300供水口310的GPS数据相一致时，发出水流量控制阀门打开的执行指令，水流量控制阀门接收到指令后开启，即可为灌溉车400填装水，填装肥料时亦同理；此外，为了灌溉车400的进水肥的开口能够正对于供水口310以及放料口，可在供水口310、放料口以及灌溉车400的进水肥的开口处增设感应设备用于是否对正的指示；

所述灌溉车400包括电力传动装置410、储料室420以及与所述储料室420连通的喷头组件，所述电力传动装置410用于在接收到所述云端200发送的执行任务后，依据预存路径规划信息或执行任务中包含的路径规划信息移动至所述用料填补装置300的填料处，待填料完毕后，又依据预存路径规划信息或执行任务中包含的路径规划信息移动至灌溉点，待灌溉区域分为多个灌概点；电力传动装置410的依指令行进的方式可为两种，一是绑定灌溉车400与待灌溉区域，即某一身份的灌溉车400只用于某一地理位置灌溉点植株的灌溉，此种方式下，可在灌溉车400中预存路径规划信息，当某一地理位置灌溉点植株需要灌溉时，即发送执行任务通知对应的灌溉车400开始执行填料和灌溉的流程，灌溉车400接收到开始的信号，就会自动自发的在用料填补装置300的填料处和对应灌溉点之间运行，并执行填料和灌溉，即专车专用；另一方式是由云端200随意分配任务至某一空闲的灌溉车400，并同时在执行任务中夹带路径规划信息用于引导灌溉车400，即一车多用，各有优势，可根据用户需求自主选定；

所述储料室420设有储料室门和电动搅拌棒，储料室门处为灌溉车400的进水肥的开口，电动搅拌棒用于混肥，同时减少肥料沉淀，保持混合水肥的EC值不变，所述储料室门和所述电动搅拌棒用于在所述灌溉车400到达填料处后开启，开启可由云端200控制，也可根据供水口310与储料室门处或放料口与储料室门处增设的感应设备获取对正情况，一旦对正，则可立即开启，储料室门关闭可在感应设备无对正感应的数据时立即关闭，电动搅拌棒的关闭，则在灌溉车400的灌溉任务结束后关闭，可由云端200控制；

所述喷头组件用于在所述灌溉车400到达灌溉点后将所述储料室420内的水肥喷出，其包括与所述储料室420连通的管道、与所述管道连通的地面喷头以及茎叶喷头，所述管道上设有泵体，用于将所述储料室420内的水肥泵入所述管道后经地面喷头或茎叶喷头喷出，泵体的开闭由云端200控制，一旦灌溉车400显示的GPS数据在灌溉点的GPS数据范围内时，即控制泵体开启，若远离灌溉点的GPS数据范围则关闭，需要强调的是，根据需要灌溉车400可配置成泵体开启后，地面喷头和茎叶喷头同时喷出水肥，亦可增设地面喷头对应管道的电磁阀门和茎叶喷头对应管道的电磁阀门，电磁阀门受云端200控制开启，若云端200根据数据分析结果，判定现场需要进行地面水肥灌溉则开启泵体同时开启地面喷头对应管道的电磁阀门，判定现场需要进行茎叶水肥灌溉时则开启泵体同时开启茎叶喷头对应管道的电磁阀门；适用于植株发生萎蔫时或根部处于休眠期时的合理化水肥灌溉，保障植株营养供需和品貌；

所述填料处、所述灌溉点以及所述灌溉车400均设有用于获取定位并上传至所述云端200的GPS。

上述方案中，用料填补装置300根据云端200的任务指令控制可为灌溉车400填装适量的水和肥，灌溉车400能根据云端200的任务指令控制自主的行进至填料处和灌溉点，执行用料填装和水肥喷灌；设置灌溉车400移动，用料填补装置300固定，使得用料填补装置300具备较大量肥料储备功能，延长单次备货的使用周期，减少人员介入次数；使得灌溉车400具备边行进边喷灌的功能，有利于相同当前需水肥量待灌溉区域的统一灌溉，有利于降低灌溉车400数量配备需求的同时提高灌溉效率，且灌溉车400具有电动搅拌棒，可随时保持水肥溶液EC值；具有地面喷头以及茎叶喷头，可根据现场感测模组100向云端200反馈的植株状态，由云端200分配灌溉车400是执行地面灌溉还是执行茎叶灌溉。用料填补装置300和灌溉车400无需埋设于土壤内，因此维修方便，耗时短，当灌溉车400出现问题，可更替新的灌溉车400进行灌溉，效率有保障，可以完全代替现有的管道式运输的水肥灌溉，灵活性强，现场适应性好。

可选地，供水口310和储料罐320统一设置在同一机架上，且所述用料填补装置300的填料处仅设有一处，因此填料处GPS可仅设置一个，所述用料填补装置300还包括与所述储料罐320连接的移动组件330，包括导轨、传送链和电机，用于带动所述供水口310或相应所述放料口移动至填料处，移动组件330的移动方式可为悬挂式移动也可为地面式移动。使得灌溉车400无需在供水口310和各个放料口之间来回移动，有利于降低灌溉车400能耗用度，帮助提高灌溉效率，同时也不存在灌溉车400移动精度把控的疑难杂症，无需配置更多的GPS或其他位置感应装置，有利于降低架构配置成本，有利于降低云端200数据接收和处理的难度。

实施例2

如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例设置用料填补装置300移动而灌溉车400固定，具体地，所述用料填补装置300包括飞行器和储料罐320，所述飞行器用于在接收到所述云端200发送的执行任务后，依据预存路径规划信息或执行任务中包含的路径规划信息飞行至所述灌溉车400处进行肥料填装，所述储料罐320的底部设有肥流量控制阀门，所述肥流量控制阀门根据所述云端200发送的执行任务进行开闭；即用料填补装置300仅用于为灌溉车400提供肥料，而不是如实施例1所述即提供水又提供肥，有利于减轻载重，降低能耗，提高填装效率；需要强调的是，本实施例中不限制同一用料填补装置300配置的储料罐320的数量，以及每个储料罐320配置的肥料情况，可根据实际灌溉植株和运用场地进行调整，但可以优选，每个用料填补装置300仅设置一个储料罐320，填装同一元素的肥料；

所述灌溉车400固定设于灌溉点，多个灌溉点设置多个灌溉车400，以灌溉车400的可灌溉范围作为设定灌溉车400数量的依据，灌溉车400包括储料室420以及与所述储料室420连通的喷头组件，喷头组件优选现有技术中的可旋转角度浇地以及可改变仰角的喷枪，如公开号CN106171832A公开的一种农业生产用智能喷灌装置或公告号CN204656783U公开的一种可控变量喷枪，实现其一定半径范围内植株的水肥灌溉，较适用于观赏性植株园，尤其是以圆或者半圆形式种植的植株；

所述储料室420设有储料室门、入水口以及电动搅拌棒，所述入水口与供水管连通并设有水流量控制阀门，所述水流量控制阀门根据所述云端200发送的执行任务进行开闭，所述储料室门和所述电动搅拌棒用于在所述用料填补装置300飞行至所述储料室门上方后开启，可由感应装置感应，亦可由云端200根据GPS数据匹配情况控制开启；

所述喷头组件用于根据所述云端200发送的执行任务进行开闭，为灌溉点相应半径范围内的植株进行水肥灌溉，喷头组件除了直接应用上文所述的现有技术的设计外，还可设置成包括与所述储料室420连通的管道、与所述管道连通的地面喷头以及茎叶喷头，所述管道上设有泵体，用于将所述储料室420内的水肥泵入所述管道后经地面喷头或茎叶喷头喷出；即实现与实施例1相同的灌溉，既可用于土壤灌溉又可用于茎叶灌溉。

所述飞行器和所述灌溉车400均设有用于获取定位并上传至所述云端200的GPS。飞行器的按规划路径行进和定点停驻的现有技术相对比较成熟，因此能够很好的为本实施例的***服务。

上述方案中，设置用料填补装置300按路径规划飞行至相应点，为设于固定点的灌溉车400填装用料，有利于节省出灌溉车400移动所占用的用地用于种植，增加种植面积，当每个灌溉点的灌溉车400填料和混肥完毕后，可各自运行，有利于各个灌溉点同时进行水肥灌溉，提高效率，且相较于现有的管道运输灌溉，水肥运输管道更短，肥料的流失少且水肥更新鲜，适用于大批量同一类较为敏感的植株的水肥灌溉，另外，出现问题时维护相对方便，供水管出现泄露，不会造成土壤板结。

进一步地，所述灌溉车400还包括升降充电头，所述飞行器设有电量监测器并向所述云端200实时上传电量状态，所述云端200在所述电量状态低于一预设值时发送充电任务至所述灌溉车400，所述灌溉车400在接收到所述充电任务后上升升降充电头。升降充电头的增设使得灌溉车400变成了飞行器充电桩，可在现场实时的为低电量用料填补装置300供电，有利于保障多个灌溉点灌溉车400用料填装进程的长时间有序进行。

优选所述灌溉车400设有EC探头，用于获取所述灌溉车400内混合水肥的EC值并上传至所述云端200，所述云端200在所述EC值达标后，发送执行任务至所述灌溉车400为相应待灌溉区域的植株进行水肥灌溉。保障水肥参数符合云端200计算的需水肥需求，有利于灌溉效果的保障。

所述云端200还用于将所述感测数据和分析结果发送至电脑端或手机APP端或微信小程序端进行显示。优选云端200在判断感测数据对应的植株存在健康问题时才主动将将所述感测数据和分析结果发送至电脑端或手机APP端或微信小程序端进行显示用于提示相关人员植株存在相应的健康问题，需要强调的是，预设分析模型为根据大数据分析获得的能够区分植株不同健康问题的模型；

例如：所述云端200用于根据土壤墒情数据、土壤养分数据、天气数据以及预存的相应待灌溉区域植株水肥控制量计算相应待灌溉区域植株当前需水需肥量，并根据当前需水需肥量判断相应待灌溉区域植株的健康状态，若当前需水需肥量超出预设标准值则生成缺水肥健康告警信号发送管理人和/或发送灌溉任务至用料填补装置300和灌溉车400；发送健康告警信号方式包括短信、电脑端页面弹窗、APP消息推送以及微信小程序消息推送中的任意一种或多种；仅缺水时，生成缺水健康告警信号发送管理人和/或发送水灌溉任务至用料填补装置300和灌溉车400，仅缺钾肥时，生成缺钾肥健康告警信号发送管理人和/或发送钾肥灌溉任务至用料填补装置300和灌溉车400，以此类推；

还用于将植株图像数据与预存植株萎蔫模型进行比对，获取相应待灌溉区域植株萎蔫情况，若萎蔫面积大于预设面积标准，则结合土壤墒情数据、土壤养分数据以及预存的相应待灌溉区域植株水肥控制量分析萎蔫原因，根据萎蔫原因生成相应健康告警信号发送管理人和/或发送相应执行任务至用料填补装置300和灌溉车400。造成萎蔫的原因很多，如缺水、缺肥、缺少光照、温度不适、土壤酸碱度不适、施化肥过量、感染了病毒、遭到了虫害、受到空气中有毒气体的损害等等，上文所述的感测数据仅能用于缺水、缺肥、肥过量以及温度不适所造成的萎蔫原因分析，因此可在待灌溉区域增设用于检测土壤酸碱度、光照强度的能够的现场感测模组用于数据采集，增加萎蔫原因的可识别率，以便更好的对症下药；经过感测数据的采集和预存的相应待灌溉区域植株水肥控制量、酸碱度适宜环境等等，有利于***精确到量的植株照看；

综上有利于实时远程监控植株生长环境状态和生长状况，加强植株生长阶段的管控，提高成活率；有利于云端200和管理人实时了解植株缺水缺肥情况、萎蔫与否以及萎蔫原因等。

进一步地，若萎蔫原因为缺水，则生成缺水健康告警信号发送管理人和/或发送叶面水灌溉任务至用料填补装置300和灌溉车400；若萎蔫原因为缺某一元素肥料，则生成缺肥健康告警信号发送管理人和/或发送叶面水灌溉任务至用料填补装置300和灌溉车400。有利于植株健康问题的发现和对症下药。

实施例3

如图4所示，本实施例的***还包括主混肥装置500和主灌溉组件600，所述云端200还用于根据分析结果发送相应的执行任务至主混肥装置500和主灌溉组件600，所述主混肥装置500用于根据所述云端200发送相应的执行任务调控进水量、进肥量和混肥后肥液EC值，其包括混肥罐，所述混肥罐设有进水口、进肥口、出肥口、搅拌装置、EC探头和出肥流量计，所述EC探头和所述出肥流量计用于向所述云端200上传EC值和出肥量，所述出肥口通过管道连接有吸肥泵，所述吸肥泵的出口与所述主灌溉组件600连通，所述吸肥泵根据云端200发送的执行任务进行开闭；本实施例提供主混肥装置500和主灌溉组件600可作为常用灌溉设施，之前实施例1或实施例2所述的***可作为备用灌溉设施配套使用，提高现场问题应变能力，其主要配置可参考现有技术的管道式水肥一体***，亦可参考申请号CN201910131680.3的在先申请的设计，此处不再详细说明；

所述主灌溉组件600用于根据所述云端200发送相应的执行任务喷出相应量的水肥，其包括与所述吸肥泵的出口连通的输肥主管道610、沿所述输肥主管道610长度方向间隔设置并与其连通的输肥支管道620以及与所述输肥支管道620连通用于将水肥输出至相应位置土壤中的喷头630，所述输肥支管道620内靠近所述输肥主管道610一侧设有第一电磁阀7和第一液体流量计8，所述喷头630靠近所述输肥支管道620的一侧设有第二电磁阀9和第二液体流量计11，所述第一电磁阀7和所述第二电磁阀9根据云端200发送相应的执行任务进行开闭，所述第一液体流量计8和所述第二液体流量计11用于发送流量数据至所述云端200；

所述输肥支管道620包括相互靠拢且平行设置的常用支管道621和备用支管道622，常用支管道621和备用支管道622对应相同待灌溉区域，所述云端200用于根据同一所述常用支管道621上每个所述第二液体流量计11的流量总和与所述常用支管道621上所述第一液体流量计8的流量之间的差值，判断所述常用支管道621是否存在漏液现象，若存在，则发送所述常用支管道621上所述第一电磁阀7关闭，所述备用支管道622上所述第一电磁阀7和所述第二电磁阀9开启的执行任务至所述主灌溉组件600。

输肥支管道620包括常用支管道621和备用支管道622，有利于管道漏液时的应急使用，提高灌溉效率，主混肥装置500、主灌溉组件600、灌溉车400以及用料填补装置300的配合使用，有利于进一步提高灌溉***的应变能力，保障灌溉品质，帮助提高经济效益。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种水肥灌溉***，其特征在于，包括：

现场感测模组，设置于待灌溉区域，用于采集待灌溉区域土壤墒情数据、土壤养分数据、天气数据以及植株图像数据作为感测数据并上传；

云端，用于接收所述感测数据并根据预设分析模型进行数据分析，根据分析结果发送相应的执行任务至用料填补装置和灌溉车；

用料填补装置，用于根据所述云端发送的执行任务为所述灌溉车自动填装水肥；

灌溉车，用于根据所述云端发送的执行任务为相应待灌溉区域的植株进行水肥灌溉。

2.根据权利要求1所述的一种水肥灌溉***，其特征在于，所述用料填补装置包括供水口和多个储料罐，所述供水口设有水流量控制阀门，每个所述储料罐用于储存单一元素的肥料，每个所述储料罐的底部均形成有放料口，所述放料口设有肥流量控制阀门，所述水流量控制阀门与所述肥流量控制阀门根据所述云端发送的执行任务进行开闭；

所述灌溉车包括电力传动装置、储料室以及与所述储料室连通的喷头组件，所述电力传动装置用于在接收到所述云端发送的执行任务后，依据预存路径规划信息或执行任务中包含的路径规划信息移动至所述用料填补装置的填料处，待填料完毕后，又依据预存路径规划信息或执行任务中包含的路径规划信息移动至灌溉点，所述储料室设有储料室门和电动搅拌棒，所述储料室门和所述电动搅拌棒用于在所述灌溉车到达填料处后开启，所述喷头组件用于在所述灌溉车到达灌溉点后将所述储料室内的水肥喷出，其包括与所述储料室连通的管道、与所述管道连通的地面喷头以及茎叶喷头，所述管道上设有泵体，用于将所述储料室内的水肥泵入所述管道后经地面喷头或茎叶喷头喷出；

所述填料处、所述灌溉点以及所述灌溉车均设有用于获取定位并上传至所述云端的GPS。

3.根据权利要求2所述的一种水肥灌溉***，其特征在于，所述用料填补装置的填料处仅设有一处，所述用料填补装置还包括与所述储料罐连接的移动组件，用于带动所述供水口或相应所述放料口移动至填料处。

4.根据权利要求1所述的一种水肥灌溉***，其特征在于，所述用料填补装置包括飞行器和储料罐，所述飞行器用于在接收到所述云端发送的执行任务后，依据预存路径规划信息或执行任务中包含的路径规划信息飞行至所述灌溉车处进行肥料填装，所述储料罐的底部设有肥流量控制阀门，所述肥流量控制阀门根据所述云端发送的执行任务进行开闭；

所述灌溉车固定设于灌溉点，其包括储料室以及与所述储料室连通的喷头组件，所述储料室设有储料室门、入水口以及电动搅拌棒，所述入水口与供水管连通并设有水流量控制阀门，所述水流量控制阀门根据所述云端发送的执行任务进行开闭，所述储料室门和所述电动搅拌棒用于在所述用料填补装置飞行至所述储料室门上方后开启，所述喷头组件用于根据所述云端发送的执行任务进行开闭，为灌溉点相应半径范围内的植株进行水肥灌溉，所述喷头组件包括与所述储料室连通的管道、与所述管道连通的地面喷头以及茎叶喷头，所述管道上设有泵体，用于将所述储料室内的水肥泵入所述管道后经地面喷头或茎叶喷头喷出；

所述飞行器和所述灌溉车均设有用于获取定位并上传至所述云端的GPS。

5.根据权利要求4所述的一种水肥灌溉***，其特征在于，所述灌溉车还包括升降充电头，所述飞行器设有电量监测器并向所述云端实时上传电量状态，所述云端在所述电量状态低于一预设值时发送充电任务至所述灌溉车，所述灌溉车在接收到所述充电任务后上升升降充电头。

6.根据权利要求1所述的一种水肥灌溉***，其特征在于，所述灌溉车设有EC探头，用于获取所述灌溉车内混合水肥的EC值并上传至所述云端，所述云端在所述EC值达标后，发送执行任务至所述灌溉车为相应待灌溉区域的植株进行水肥灌溉。

7.根据权利要求1所述的一种水肥灌溉***，其特征在于，所述云端还用于将所述感测数据和分析结果发送至电脑端或手机APP端或微信小程序端进行显示。

8.根据权利要求1所述的一种水肥灌溉***，其特征在于，所述云端用于根据土壤墒情数据、土壤养分数据、天气数据以及预存的相应待灌溉区域植株水肥控制量计算相应待灌溉区域植株当前需水需肥量，并根据当前需水需肥量判断相应待灌溉区域植株的健康状态，若当前需水需肥量超出预设标准值则生成缺水肥健康告警信号发送管理人和/或发送灌溉任务至用料填补装置和灌溉车；

用于将植株图像数据与预存植株萎蔫模型进行比对，获取相应待灌溉区域植株萎蔫情况，若萎蔫面积大于预设面积标准，则结合土壤墒情数据、土壤养分数据以及预存的相应待灌溉区域植株水肥控制量分析萎蔫原因，根据萎蔫原因生成相应健康告警信号发送管理人和/或发送相应执行任务至用料填补装置和灌溉车。

9.根据权利要求8所述的一种水肥灌溉***，其特征在于，若萎蔫原因为缺水，则生成缺水健康告警信号发送管理人和/或发送叶面水灌溉任务至用料填补装置和灌溉车；若萎蔫原因为缺某一元素肥料，则生成缺肥健康告警信号发送管理人和/或发送叶面水灌溉任务至用料填补装置和灌溉车。

10.根据权利要求1所述的一种水肥灌溉***，其特征在于，***还包括主混肥装置和主灌溉组件，所述云端还用于根据分析结果发送相应的执行任务至主混肥装置和主灌溉组件，所述主混肥装置用于根据所述云端发送相应的执行任务调控进水量、进肥量和混肥后肥液EC值，其包括混肥罐，所述混肥罐设有进水口、进肥口、出肥口、搅拌装置、EC探头和出肥流量计，所述EC探头和所述出肥流量计用于向所述云端上传EC值和出肥量，所述出肥口通过管道连接有吸肥泵，所述吸肥泵的出口与所述主灌溉组件连通，所述吸肥泵根据云端发送的执行任务进行开闭；

所述主灌溉组件用于根据所述云端发送相应的执行任务喷出相应量的水肥，其包括与所述吸肥泵的出口连通的输肥主管道、沿所述输肥主管道长度方向间隔设置并与其连通的输肥支管道以及与所述输肥支管道连通用于将水肥输出至相应位置土壤中的喷头，所述输肥支管道内靠近所述输肥主管道一侧设有第一电磁阀和第一液体流量计，所述喷头靠近所述输肥支管道的一侧设有第二电磁阀和第二液体流量计，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀根据云端发送相应的执行任务进行开闭，所述第一液体流量计和所述第二液体流量计用于发送流量数据至所述云端；

所述输肥支管道包括相互靠拢且平行设置的常用支管道和备用支管道，所述云端用于根据同一所述常用支管道上每个所述第二液体流量计的流量总和与所述常用支管道上所述第一液体流量计的流量之间的差值，判断所述常用支管道是否存在漏液现象，若存在，则发送所述常用支管道上所述第一电磁阀关闭，所述备用支管道上所述第一电磁阀和所述第二电磁阀开启的执行任务至所述主灌溉组件。