CN210470540U - 水肥一体化灌溉*** - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种水肥一体化灌溉***，包括：墒情传感器、视频采集终端，水肥一体机、云平台；云平台分别与墒情传感器和视频采集终端连接；云平台通过墒情传感器获取植物的生长环境数据；云平台通过视频采集终端获取植物的生长状态数据；水肥一体机与云平台连接，根据植物的生长环境数据和植物的生长状态数据控制水肥灌溉时间与灌溉量。本申请实现水肥灌溉通过云平台远程控制，不需人工监管节约管理成本，并且，由于通过视频采集终端实时获取植物的生长状态数据，可以控制水肥灌溉时间与灌溉量与农作物的生长周期相匹配，提高灌水精确度以及肥料利用率。

Description

水肥一体化灌溉***

技术领域

本申请涉及灌溉***技术领域，尤其是一种水肥一体化灌溉***。

背景技术

农业是我国国民经济的重要基础，传统的灌溉方式是从地表引水至田间湿润土壤，给农作物施肥时，采用人工撒肥方式，撒肥后再灌溉，以使肥料溶解浸入土壤供农作物吸收，然后传统的灌溉与撒肥方式不仅造成水资源浪费严重，还会导致施肥不均，造成肥料浪费。

在农业部门的大力推广下，国内部分已经开始倡导科技灌溉，相关技术中，使用水肥一体化技术进行施肥灌溉，水肥一体化技术指灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力***(或地形自然落差)，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道***供水、供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌，均匀、定时、定量浸润作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量；同时根据不同的作物的需肥特点，土壤环境和养分含量状况,作物不同生长期需水，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物，例如使用定时控制或者手动控制方式水肥一体化灌溉***即将可溶性肥料注入低压灌水管路，定时控制灌水管路阀门开启或关闭，但不能远程控制，需要人工监管，管理成本高，并且，由于不能实时获取农作物的生产状态，灌水量和施肥量没有同农作物的生长周期相匹配，易出现浇水不及时、过量灌水、肥料利用率低等现象。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中，使用定时控制或者手动控制方式水肥一体化灌溉***，即将可溶性肥料注入低压灌水管路，定时控制灌水管路阀门开启或关闭，但不能远程控制，需要人工监管，管理成本高，并且，由于不能实时获取农作物的生产状态，灌水量和施肥量没有同农作物的生长周期相匹配，易出现浇水不及时、过量灌水、肥料利用率低等现象的问题，本申请提供一种水肥一体化灌溉***，包括：

墒情传感器、视频采集终端，水肥一体机、云平台；

所述云平台分别与所述墒情传感器和视频采集终端连接；

所述云平台通过所述墒情传感器获取植物的生长环境数据；

所述云平台通过所述视频采集终端获取植物的生长状态数据；

所述水肥一体机与所述云平台连接，根据所述植物的生长环境数据和所述植物的生长状态数据控制水肥灌溉时间与灌溉量。

进一步的，所述水肥一体化灌溉***还包括植物本体传感器，所述植物本体传感器与所述云平台连接，所述云平台通过所述植物本体传感器获取植物生长参数。

进一步的，所述墒情传感器包括空气温度传感器、空气湿度传感器和土壤温湿度传感器中的一种或多种。

进一步的，所述水肥一体化灌溉***还包括阀门控制器，所述阀门控制器与所述水肥一体机连接。

进一步的，所述水肥一体化灌溉***还包括至少一个电磁阀，所述至少一个电磁阀与所述阀门控制器连接。

进一步的，所述水肥一体化灌溉***还包括压力传感器，所述压力传感器与所述阀门控制器连接。

进一步的，所述水肥一体化灌溉***还包括过滤器，所述过滤器用于对供水源进行过滤，所述水肥一体机包括入水口，所述过滤器与所述入水口连接。

进一步的，所述水肥一体化灌溉***还包括水位检测传感器，所述水位检测传感器用于对所述供水源进行水位检测，所述水位检测传感器与所述云平台连接。

进一步的，所述水肥一体化灌溉***还包括田间气象站，所述田间气象站与所述云平台连接，所述云平台通过所述田间气象站获取天气数据。

进一步的，所述水肥一体化灌溉***还包括终端，所述终端与所述云平台连接，所述终端包括移动终端和PC机。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请中云平台通过所述墒情传感器获取植物的生长环境数据，通过视频采集终端获取植物的生长状态数据，水肥一体机与云平台连接，根据植物的生长环境数据和植物的生长状态数据控制水肥灌溉时间与灌溉量，实现水肥灌溉通过云平台远程控制，不需人工监管节约管理成本，并且，由于通过视频采集终端实时获取植物的生长状态数据，可以控制水肥灌溉时间与灌溉量与农作物的生长周期相匹配，提高灌水精确度以及肥料利用率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是本申请一个实施例提供的一种水肥一体化灌溉***的结构图。

图2是本申请另一个实施例提供的一种水肥一体化灌溉***的结构图。

图3是本申请另一个实施例提供的一种水肥一体化灌溉***的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

图1是本申请一个实施例提供的水肥一体化灌溉***的结构图。

如图1所示，本实施例提供的水肥一体化灌溉***包括：

墒情传感器101、视频采集终端102，水肥一体机103、云平台104；

云平台104分别与墒情传感器101和视频采集终端102连接；

云平台104通过墒情传感器101获取植物的生长环境数据；

云平台104通过视频采集终端102获取植物的生长状态数据；

水肥一体机103与云平台104连接，根据植物的生长环境数据和植物的生长状态数据控制水肥灌溉时间与灌溉量。

水肥一体机103例如为KSR水肥机一体机，包括单片机、水泵驱动电机和通信模块，通过通信模块获取植物的生长环境数据和植物的生长状态数据，单片机与通信模块连接，根据植物的生长环境数据和植物的生长状态数据控制水泵驱动电机开始工作，可以理解的是，单片机通过通信模块从云平台104直接获取控制水泵驱动电机工作指令。水肥一体机103还包括肥料注入驱动电机、储肥罐和混料罐，单片机控制肥料注入驱动电机将肥料从储肥罐注入至混料罐，水和肥料在混料罐中混合成肥料液。

KSR水肥机一体机还具有可手机或电脑远程控制；输入植物所需EC、PH值可进行自动配肥；手动、自动控制两种模式可切换使用；带进水压力检测和报警功能，施肥流量设定和检测功能；带自动报警***，设备运行故障时，***自动停止运行；实现数据采集存储、远程访问等功能；可根据外部控制条件如雨量、土壤湿度的等自动实施灌溉及物联网监控等优点。

传统的灌溉方式需要人工亲临田地间去判断植物是否缺水或缺肥，灌水量或施肥量也是人工凭经验决定，通过使用云平台104与水肥一体机103进行数据通信，水肥一体机103可以控制灌溉时间与灌溉量，实现农业灌溉远程控制，不需人工监管，节约人力管理成本；远程控制使灌溉面积不受限制，并且可以快速实现大田、温室大棚、育苗田种植科学灌溉。

作为本实用新型可选的一种实现方式，所述水肥一体化灌溉***还包括终端105，终端105与云平台104连接，终端105包括移动终端和PC机。

通过终端105与云平台104连接，方便管理人员通过手机等移动终端设备随时随地查看***信息，远程操作相关设备。

云平台104通过获取植物的生长环境数据如环境温度和湿度，可以确定灌溉的时间和灌溉量，通过获取植物的生长状态数据可以进一步确定在当前状态或当期生命周期下植物所需的施肥量和灌溉量，提高灌水精确度以及肥料利用率。

本实施例中，实现水肥灌溉通过云平台远程控制，不需人工监管节约管理成本，并且，由于通过视频采集终端实时获取植物的生长状态数据，可以控制水肥灌溉时间与灌溉量与农作物的生长周期相匹配，提高灌水精确度以及肥料利用率。

图2是本申请另一个实施例提供的水肥一体化灌溉***的结构图。

如图2所示，本实施例提供的水肥一体化灌溉***还包括：

作为本实用新型可选的一种实现方式，所述水肥一体化灌溉***还包括植物本体传感器106，植物本体传感器106与云平台104连接，云平台104通过植物本体传感器106获取植物生长参数。

植物本体传感器106能实时或阶段性地监测植物茎秆粗细的变化、叶面的温度、茎流速率、果实增重与膨大速率、植物的光合作用等植物本身的一些参数，能直观地反应植物的生长状态。通过对作物参数的测量可直观反映土壤或空气环境参数对作物的影响，从而指导用户更加科学合理地调控生产环境，以达到作物高产优质。

云平台104或水肥一体机103中设置作物生长环境参数安全阈值，在获取的植物生长参数高于或低于阈值时报警以提醒用户。

作为本实用新型可选的一种实现方式，墒情传感器101包括空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤温湿度传感器等中的一种或多种。

通过墒情传感器101实现环境数据采集是实现信息化管理、智能化控制的基础。由于农业行业的特殊性，传感器不仅布控于室内，还会因为生产需要布控于田间、野外，深入土壤或者水中，接受风雨的洗礼和土壤水质的腐蚀。例如，土壤温湿度传感器深入土壤或者水中获取土壤温度、土壤水分、土壤盐分，土壤pH值等。

视频采集终端102例如为360°全方位红外球形摄像机，可清晰直观的实时查看种植区域作物生长情况、设备远程控制执行情况等，具有定点预设功能，可有选择性设置监控点，快速转换呈现视频图像。通过墒情传感器101和视频采集终端102还可以获取阀门状态，水表流量，灯光状态，卷帘状态等数据，云平台根据所获取的数据对灌溉量做进一步改进，提高灌溉精确度，节约水资源与肥料。

作为本实用新型可选的一种实现方式，所述水肥一体化灌溉***还包括田间气象站107，田间气象站107与云平台104连接，云平台104通过田间气象站107获取天气数据，天气数据包括光照强度、降雨量、风速、风向、二氧化碳浓度等。

田间气象站107例如为无线田间气象站KSR33-5，具有可远程设置数据存储和发送时间间隔，无需现场操作；带摄像头，可实时拍照并上传至平台，实时了解田间及作物情况；太阳能供电，可在野外长期工作；可配置土壤水分、土壤温度、空气温湿度、光照强度、降雨量、风速风向等气象参数的优点。

例如，在玉米农作物灌溉时，将空气温度传感器、空气湿度传感器设置在田间半空中，将土壤温湿度传感器深入田间土壤中，在田间设置田间气象站107，获取土壤水分、土壤温度、空气温湿度、光照强度、降雨量、风速风向等数据，云平台内预设各种参数阈值，在传感器获取的数据超出阈值时，云平台通过终端进行报警，以使用户及时进行处理，避免农作物受到损害。

通过将视频采集终端102布置在田间的多个角落，可以实时查看到田间状况以及玉米生长情况，如田间发现虫害时可以直接察觉并处理，以防影响农作物产量；通过视频采集终端102和植物本体传感器106获取玉米的高度、叶子直径，根据玉米的高度、叶子直径判断当前玉米生长周期中所需水量，例如玉米高度为30厘米时，日需水量为20kg，玉米高度为130厘米时，日需水量为50kg，因此，在对农作物提供保护的同时，使灌溉量更加精确。

本实施例中，通过云平台连接多个传感器，获取影响植物生长的各种数据，并根据所获取的数据进一步精确化灌溉量和灌溉时间，从而实现节约水资源，提高肥料利用率的目的。

图3是本申请另一个实施例提供的水肥一体化灌溉***的结构图。

如图3所示，本实施例提供的水肥一体化灌溉***还包括：

作为本实用新型可选的一种实现方式，所述水肥一体化灌溉***还包括阀门控制器108，阀门控制器108与水肥一体机连接。

作为本实用新型可选的一种实现方式，所述水肥一体化灌溉***还包括至少一个电磁阀109，至少一个电磁阀109与阀门控制器108连接。

电磁阀109布置在每一个灌水支管前端，通过阀门控制器108实现电磁阀109的遥控启闭和定时轮灌启闭。根据采集到的信息，实现无人职守自动灌溉，分片控制，预防人为误操作。

作为本实用新型可选的一种实现方式，所述水肥一体化灌溉***还包括压力传感器110，压力传感器110与阀门控制器108连接。

压力传感器110可以布置在每个灌水支管中，也可以布置在灌水总管中，通过出口流量监测作为本区域内用水总量计量，通过每个支管压力传感采集数据实时计算各灌水支管的轮灌水量，实现每一个灌水支管的用水量统计。同时在云平台104或水肥一体机103设置流量阈值，当用水总量超过流量阈值时通过远程控制，限制区域用水，从而达到节约用水的目的，并且，通过进行压力检测，能够及时发现灌水支管或总管中是否出现爆管、漏水、低压运行等不合理灌溉事件，及时通知***维护人员，保障***高效运行。

作为本实用新型可选的一种实现方式，所述水肥一体化灌溉***还包括过滤器111，过滤器111用于对供水源进行过滤，水肥一体机103包括入水口，过滤器111与入水口连接。

通过对流入水肥一体机103的入水口的水源进行过滤，可以保护水肥一体机103，避免水中残渣影响水肥一体机103工作，延长水肥一体机103工作寿命。

作为本实用新型可选的一种实现方式，所述水肥一体化灌溉***还包括水位检测传感器112，水位检测传感器112用于对供水源进行水位检测，水位检测传感器112与云平台104连接。

通过水位检测传感器112能够实时监测水源状况，及时发布缺水预警。

需要说明的是，视频采集终端102也可以设置在供水源附近，对水位或水质状况进行检测，及时发出缺水或水质状况不佳的预警。

例如，在玉米农作物的田间，包括一个灌水总管和八个灌水支管，在每个灌水支管以及灌水总管中均设置了压力传感器110，实现每一个灌水支管的用水量统计和总管的水量统计。通过在云平台104中设置每个灌水支管的流量阈值和灌水总管的流量阈值，需要说明的是，每个灌水支管的流量阈值可以相同或者不同，流量阈值根据每个灌水支管的实际供水需求确定。当灌水支管的用水量统计超过支管流量阈值时，终端105通过云平台104通过远程控制，限制该灌水支管用水量，并及时报警，提醒用户勘查报警原因，是否出现爆管、漏水、低压运行等不合理灌溉事件，及时通知***维护人员，保障***高效运行。

通过设置两级用水统计，进一步加强对水量管理，避免水资源浪费。

本实施例中，通过设置压力传感器可以达到节约用水的目的，并且，通过进行压力检测，能够及时发现灌水支管或总管中是否出现爆管、漏水、低压运行等不合理灌溉事件，及时通知***维护人员，保障***高效运行；通过设置水位检测传感器112能够实时监测水源状况，及时发布缺水预警，使用户根据险情及时作出处理，避免耽误时间影响农作物生长以及资源浪费。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

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申请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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

需要说明的是，本发明不局限于上述最佳实施方式，本领域技术人员在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水肥一体化灌溉***，其特征在于，包括：

墒情传感器、视频采集终端，水肥一体机、云平台；

所述云平台分别与所述墒情传感器和视频采集终端连接；

所述云平台通过所述墒情传感器获取植物的生长环境数据；

所述云平台通过所述视频采集终端获取植物的生长状态数据；

所述水肥一体机与所述云平台连接，根据所述植物的生长环境数据和所述植物的生长状态数据控制水肥灌溉时间与灌溉量。

2.根据权利要求1所述的水肥一体化灌溉***，其特征在于，还包括植物本体传感器，所述植物本体传感器与所述云平台连接，所述云平台通过所述植物本体传感器获取植物生长参数。

3.根据权利要求1所述的水肥一体化灌溉***，其特征在于，所述墒情传感器包括空气温度传感器、空气湿度传感器和土壤温湿度传感器中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的水肥一体化灌溉***，其特征在于，还包括阀门控制器，所述阀门控制器与所述水肥一体机连接。

5.根据权利要求4所述的水肥一体化灌溉***，其特征在于，还包括至少一个电磁阀，所述至少一个电磁阀与所述阀门控制器连接。

6.根据权利要求4所述的水肥一体化灌溉***，其特征在于，还包括压力传感器，所述压力传感器与所述阀门控制器连接。

7.根据权利要求1所述的水肥一体化灌溉***，其特征在于，还包括过滤器，所述过滤器用于对供水源进行过滤，所述水肥一体机包括入水口，所述过滤器与所述入水口连接。

8.根据权利要求7所述的水肥一体化灌溉***，其特征在于，还包括水位检测传感器，所述水位检测传感器用于对所述供水源进行水位检测，所述水位检测传感器与所述云平台连接。

9.根据权利要求1所述的水肥一体化灌溉***，其特征在于，还包括田间气象站，所述田间气象站与所述云平台连接，所述云平台通过所述田间气象站获取天气数据。

10.根据权利要求1所述的水肥一体化灌溉***，其特征在于，还包括终端，所述终端与所述云平台连接，所述终端包括移动终端和PC机。

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