CN112314142A - 一种针对便携式水肥一体机施肥流量的控制方法、装置 - Google Patents

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陈新奇
刘超
王鹏
刘伊博
陈泉江
张飞飞
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Abstract

为了解决现有技术中的水肥一体机施肥比的调节时间过长，并且在水源压力和流量波动时无法快速进行施肥比的跟随，而导致施肥***的稳定性很差和适应性不强的问题，本发明提供一种针对便携式水肥一体机施肥流量的控制方法、装置，包括：根据三维施肥比例控制模型控制所述便携式水肥一体机输出液体的流量：所述三维施肥比例控制模型为：CcPn＝APn VcPn 3+BPn VcPn 2+CPn VcPn；其中，Pn为主管道实际压力；VrefPn为主管道流量；VcPn为施肥管道流量；CcPn为控制器控制量。本发明可根据水源压力和主管流量自动调节施肥比，不受水源压力和主管流量的影响，做到了随处使用，方便快捷。

Description

一种针对便携式水肥一体机施肥流量的控制方法、装置
技术领域
本发明专利涉及到水肥一体机施肥流量的控制方法，尤其是涉及一种针对便携式水肥一体机施肥流量的控制方法、装置。
背景技术
水肥一体化机施肥***主要适用于设施农业栽培、果园栽培和棉花等大田经济作物栽培，以及经济效益较好的其他作物。适宜于有井、水库、蓄水池等固定水源，且水质好、符合微灌要求，并在已建设或有条件建设微灌设施的区域推广应用。
水肥一体化机是将灌溉与施肥融为一体的水肥一体化设备。水肥一体机是借助压力灌溉***，将可溶性固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液按照一定比例与灌溉水一起，均匀、准确地输送到作物根部土壤。采用灌溉施肥技术，可按照作物生长需求，进行全生育期需求设计，把水分和养分定量、定时，按比例直接提供给作物。
目前水肥一体机施肥比的调节时间过长，并且在水源压力和流量波动时无法快速进行施肥比的跟随，导致施肥***的稳定性很差和适应性不强。
发明内容
为了解决现有技术中的水肥一体机施肥比的调节时间过长，并且在水源压力和流量波动时无法快速进行施肥比的跟随，而导致施肥***的稳定性很差和适应性不强的问题，本发明提供一种针对便携式水肥一体机施肥流量的控制方法、装置，能够降低调节时间，并且在水源压力和流量波动时可以很快的施肥比的跟随，大大提高了***的稳定性和适应性。
本发明解决上述技术问题所采用的技术手段是：一种针对便携式水肥一体机施肥流量的控制方法，其特征在于，包括：
根据三维施肥比例控制模型控制所述便携式水肥一体机输出液体的流量：所述三维施肥比例控制模型为：CcPn＝APn VcPn 3+BPn VcPn 2+CPn VcPn；其中，Pn为主管道实际压力；VrefPn为主管道流量；VcPn为施肥管道流量；CcPn为控制器控制量。
具体的，一种针对便携式水肥一体机施肥流量的控制方法，包括：采集所述便携式水肥一体机内输出与输出管道内的数据，包括：
主管道流量和压力、施肥管道流量；
根据所述便携式水肥一体机内输出与输出管道内的数据，利用所述三维施肥比例控制模型得出所述控制器控制量的区间；
利用经典PID模型调节所述控制器控制量，进而控制所述施肥管道流量。
一种能够控制施肥流量的便携式水肥一体装置，包括：
壳体；
水肥输出组件，设置在所述壳体内，用于输出水肥；
水肥输入组件，设置在所述壳体内，用于输入水肥；
控制组件，设置在所述水肥输出组件和所述水肥输入组件上，用于检测主管道流量和压力、施肥管道流量数据并控制所述水肥输出组件的水肥输出量。
所述水肥输出组件，包括：
施肥泵，与所述控制组件电性连接，用于根据所述控制组件输出的指令从所述水肥输入组件吸入肥料并进行施肥；
施肥管，设置在所述施肥泵的输出端，用于将所述水肥输入组件中的水肥喷射至目标地点。
所述水肥输入组件，包括：
肥料桶，设置在所述壳体内；
吸肥管，一端设置在所述施肥泵的输入端；
所述吸肥管的另一端与所述肥料桶连通设置。
所述施肥管的端部设置有用于防止堵塞的前置过滤器。
所述控制组件，包括：
第一传感器，设置在所述施肥管内，用于检测施肥管道流量数据；
第二传感器，设置在所述吸肥管内，用于检测主管道流量数据；
第三传感器，设置在所述吸肥管内，用于检测主管道压力数据；
第四传感器，设计在所述水肥输入组件中，用于检测所述水肥输入组件中的水肥是否充足；
CPU单元，与所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器电性连接，用于采集所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器的数据；
所述CPU单元与所述施肥泵电性连接，用于向所述施肥泵发送控制指令。
上述的一种能够控制施肥流量的便携式水肥一体装置，还包括：
输入指令模块，与所述控制组件电性连接，用于向所述控制组件人为发送控制指令。
一种能够控制施肥流量的便携式水肥一体装置的控制方法，包括：
用户根据水肥喷射的目标地点情况，通过输入指令模块输入n段依据时间顺序进行排序的控制曲线，n为1，2……；
控制组件采集所述便携式水肥一体机内输出与输出管道内的数据，根据所述控制曲线，利用三维施肥比例控制模型，控制施肥比例。
所述控制曲线包括施肥时间数据和/或施肥比例数据和/或施肥结束条件数据。
有益效果：本发明主要适用与小型蔬菜大棚，克服了传统水肥一体机造价昂贵，机动性差的缺点，具有移动方便，且基本具备的传统水肥一体机的功能，可根据作物生育期需要及肥料厂家要去的施肥曲线进行施肥，可根据水源压力和主管流量自动调节施肥比，不受水源压力和主管流量的影响，做到了随处使用，方便快捷。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明的控制方法流程图。
图3为本发明的使用流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
如图1～3所示，一种针对便携式水肥一体机施肥流量的控制方法，包括：
采集所述便携式水肥一体机内输出与输出管道内的数据，包括：主管道流量和压力、施肥管道流量；
根据所述便携式水肥一体机内输出与输出管道内的数据，利用所述三维施肥比例控制模型得出所述控制器控制量的区间；所述三维施肥比例控制模型为：
CcPn＝APn VcPn 3+BPn VcPn 2+CPn VcPn；其中，Pn为主管道实际压力；VrefPn为主管道流量；VcPn为施肥管道流量；CcPn为控制器控制量。
利用经典PID模型调节所述控制器控制量，进而控制所述施肥管道流量。
在使用时，用户根据水肥喷射的目标地点情况，通过输入指令模块输入n段依据时间顺序进行排序的控制曲线，n为1，2……；
控制组件采集所述便携式水肥一体机内输出与输出管道内的数据，根据所述控制曲线，利用三维施肥比例控制模型，控制施肥比例；其中，所述控制曲线包括施肥时间数据和/或施肥比例数据和/或施肥结束条件数据。
一种能够控制施肥流量的便携式水肥一体装置，包括：壳体、水肥输出组件、水肥输入组件、控制组件以及输入指令模块；其中，水肥输出组件设置在所述壳体内，用于输出水肥；水肥输入组件，设置在所述壳体内，用于输入水肥；控制组件设置在所述水肥输出组件和所述水肥输入组件上，用于检测主管道流量和压力、施肥管道流量数据并控制所述水肥输出组件的水肥输出量。
具体的，所述水肥输出组件，包括施肥泵、施肥管；施肥泵与所述控制组件电性连接，用于根据所述控制组件输出的指令从所述水肥输入组件吸入肥料并进行施肥；施肥管设置在所述施肥泵的输出端，用于将所述水肥输入组件中的水肥喷射至目标地点。
所述水肥输入组件，包括：肥料桶、吸肥管；其中，肥料桶设置在所述壳体内；吸肥管一端设置在所述施肥泵的输入端；所述吸肥管的另一端与所述肥料桶连通设置，用于抽取所述肥料桶中的水肥。
所述施肥管的端部设置有用于防止堵塞的前置过滤器。
所述控制组件，包括：第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器以及CPU单元；其中，第一传感器设置在所述施肥管内，用于检测施肥管道流量数据；第二传感器设置在所述吸肥管内，用于检测主管道流量数据；第三传感器设置在所述吸肥管内，用于检测主管道压力数据；第四传感器设计在所述肥料桶中，用于检测所述肥料桶中的水肥是否充足；CPU单元与所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器电性连接，用于采集所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器的数据；所述CPU单元与所述施肥泵电性连接，用于向所述施肥泵发送控制指令；当CPU单元接收第四传感器的信号时，表示肥料桶缺料，无论在进行何种工作均停机；输入指令模块与所述控制组件电性连接，用于向所述控制组件人为发送控制指令。
具体的，所述第一传感器、第二传感器为流量传感器；第三传感器为压力传感器；第四传感器为液位传感器。
具体的，输入指令模块可以是带有触摸屏的手机、平板或者其他数码设备。
具体的，CPU单元可以是单片机。
为了防止堵塞，所述施肥管的端部设置有用于防止堵塞的前置过滤器；所述的前端过滤器，可根据大棚内滴灌带要求及外部水源情况配备相目数的过滤器，起到防止下游滴灌带堵塞的作用，过滤器可直接放置在肥料桶中，操作方便。
本发明所述装置的电源***可用交直流两用供电，交流供电可用市电供电，直流供电可直接接在电动车充电口供电。管路连接前端过滤器及后端快速接头。
本发明所述的针对便携式水肥一体机施肥流量的控制方法、装置，主要适用与小型蔬菜大棚，可根据作物生育期需要及肥料厂家要去的施肥曲线进行施肥，可根据水源压力和主管流量自动调节施肥比，不受水源压力和主管流量的影响。同时交直流冗余的双电源设计以及前端的过滤器和快速接头配件大大方便了种植者在田间的操作。做到了随处使用，方便快捷；而且，可将现有的水肥一体机进行小型化、便携化，克服了传统水肥一体机造价昂贵，机动性差的缺点，具有移动方便的优点。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易变化或替换，都属于本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种针对便携式水肥一体机施肥流量的控制方法，其特征在于，包括：
根据三维施肥比例控制模型控制所述便携式水肥一体机输出液体的流量：
所述三维施肥比例控制模型为：
CcPn＝APn VcPn 3+BPn VcPn 2+CPn VcPn；其中，Pn为主管道实际压力；VrefPn为主管道流量；VcPn为施肥管道流量；CcPn为控制器控制量。
2.根据权利要求1所述的一种针对便携式水肥一体机施肥流量的控制方法，其特征在于，包括：
采集所述便携式水肥一体机内输出与输出管道内的数据，包括：主管道流量和压力、施肥管道流量；
根据所述便携式水肥一体机内输出与输出管道内的数据，利用所述三维施肥比例控制模型得出所述控制器控制量的区间；
利用经典PID模型调节所述控制器控制量，进而控制所述施肥管道流量。
3.一种能够控制施肥流量的便携式水肥一体装置，其特征在于，包括：
壳体；
水肥输出组件，设置在所述壳体内，用于输出水肥；
水肥输入组件，设置在所述壳体内，用于输入水肥；
控制组件，设置在所述水肥输出组件和所述水肥输入组件上，用于检测主管道流量和压力、施肥管道流量数据并控制所述水肥输出组件的水肥输出量。
4.根据权利要求3所述的一种能够控制施肥流量的便携式水肥一体装置，其特征在于，所述水肥输出组件，包括：
施肥泵，与所述控制组件电性连接，用于根据所述控制组件输出的指令从所述水肥输入组件吸入肥料并进行施肥；
施肥管，设置在所述施肥泵的输出端，用于将所述水肥输入组件中的水肥喷射至目标地点。
5.根据权利要求4所述的一种能够控制施肥流量的便携式水肥一体装置，其特征在于，所述水肥输入组件，包括：
肥料桶，设置在所述壳体内；
吸肥管，一端设置在所述施肥泵的输入端；
所述吸肥管的另一端与所述肥料桶连通设置。
6.根据权利要求4所述的一种能够控制施肥流量的便携式水肥一体装置，其特征在于：
所述施肥管的端部设置有用于防止堵塞的前置过滤器。
7.根据权利要求4所述的一种能够控制施肥流量的便携式水肥一体装置，其特征在于，所述控制组件，包括：
第一传感器，设置在所述施肥管内，用于检测施肥管道流量数据；
第二传感器，设置在所述吸肥管内，用于检测主管道流量数据；
第三传感器，设置在所述吸肥管内，用于检测主管道压力数据；
第四传感器，设计在所述水肥输入组件中，用于检测所述水肥输入组件中的水肥是否充足；
CPU单元，与所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器电性连接，用于采集所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器的数据；
所述CPU单元与所述施肥泵电性连接，用于向所述施肥泵发送控制指令。
8.根据权利要求3所述的一种能够控制施肥流量的便携式水肥一体装置，其特征在于，还包括：
输入指令模块，与所述控制组件电性连接，用于向所述控制组件人为发送控制指令。
9.一种能够控制施肥流量的便携式水肥一体装置的控制方法，其特征在于：
用户根据水肥喷射的目标地点情况，通过输入指令模块输入n段依据时间顺序进行排序的控制曲线，n为1，2……；
控制组件采集所述便携式水肥一体机内输出与输出管道内的数据，根据所述控制曲线，利用三维施肥比例控制模型，控制施肥比例。
10.根据权利要求9所述的一种能够控制施肥流量的便携式水肥一体装置的控制方法，其特征在于：
所述控制曲线包括施肥时间数据和/或施肥比例数据和/或施肥结束条件数据。
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