一种智能浇灌施肥系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能浇灌施肥系统及方法，包括远程监控机和至少1个检测控制单元，所述远程监控机与检测控制单元通过无线模块连接，每个检测控制单元对应监控一片同一物种的种植园，所述检测控制单元包括MCU主控单元及电连接于MCU主控单元输入端的湿度检测模块、养分检测模块和输入模块，MCU主控单元的输出端经一阀门控制模块后分别与浇水管道和养分输送管道连接，MCU主控单元由供电模块进行供电。本浇灌施肥系统能实时监测种植物生长时的水分及肥力，且无需人工发送控制指令、也无需调用及处理历史数据，具有智能控制程度高，节约水资源，系统运行稳定的特点，且浇灌施肥的方法简单，系统故障检测维护简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于农林灌溉设施

技术介绍
目前，在农业生产中，绝大多数灌溉系统着重于对灌溉时间的控制，主要是依据管理人员对土壤湿度的判断和两次灌溉时间差来调整对植物的灌溉时间。每个管理人员的农林、园林专业水平不同，且受到种植经验的影响如此判断种植物的灌水量缺乏理论依据，不能根据种植物的生长需要及时准确地调整灌溉的水量及施肥量，不仅影响种植物的产值，还会浪费水，导致水资源的利用率低。随着科技的发展，为满足市场的需求，在园林和农林的应用领域中出现了各种智能化灌溉系统或装置。如授权公告号为CN102165876B的中国专利技术专利公开了一智能节水灌溉施肥系统及方法，它是通过管理人员发送远程或本地指令给控制管理单元，然后开始检测土壤数据，并根据历史数据生成灌溉施肥文件，以此来实现智能控制灌溉、施肥。虽然该灌溉系统做到了节水及智能化灌溉的目的，但它并不是实时检测土壤数据而是需要人工发送指令。这可能会造成因人工未及时发出指令，导致浇水施肥的不及时，进而影响果实的生长，且它是通过土壤检测数据结合历史数据来生成浇灌施肥文件，所需处理的数据量比较大，系统运行慢，不利于系统的流畅运行。
技术实现思路
针对上述的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能实时监测种植物生长时的湿度及肥力，且无需处理历史数据也不需要人工操作就能实现自动浇灌和施肥的智能浇灌施肥系统。为解决上述问题，本专利技术通过以下技术方案实现:一种智能浇灌施肥系统，包括远程监控机和至少I个检测控制单元，所述远程监控机与检测控制单元通过无线模块连接，每个检测控制单元对应监控一片同一物种的种植园，所述检测控制单元包括MCU主控单元及电连接于MCU主控单元输入端的湿度检测模块、养分检测模块和输入模块，MCU主控单元的输出端经一阀门控制模块后分别与浇水管道和养分输送管道连接，MCU主控单元由供电模块进行供电；其中所述输入模块用于根据种植物所属类型及生长时期输入相应的浇水量和施肥量的参考值，并发送至MCU主控单元内存储；所述湿度检测模块用于实时检测种植园内土壤中水分的含量，并将检测数据通过串口发送给MCU主控单元；所述养分检测模块实时检测种植园内土壤中所需养分的含量，并将检测数据通过串口发送给MCU主控单元；所述MCU主控单元用于接收或响应湿度检测模块和养分检测模块的数据，并将接收到的数据与预先设定的参考值进行比较和分析后向阀门控制模块发出开启或关闭浇水管道及养分输送管道的指令，同时将接收到的数据通过无线模块发送给远程监控机存储；所述阀门控制模块用于接收或响应MCU主控单元发出的指令，并控制浇水管道和养分输送管道上相应阀门的启闭。上述方案中，所述检测控制单元还可以包括故障检测模块，所述故障检测模块的一端分别与湿度检测模块和养分检测模块的输出端信号连接，其另一端与MCU主控单元连接。上述方案中，所述检测控制单元还可以包括有流量监测模块，所述流量监测模块设于浇水管道和养分输送管道的出口处，并与MCU主控单元信号连接。用以实时监测浇水管道和/或养分输送管道的浇水量和施肥量的大小，并将数据记录下来，然后发送给MCU主控单元。所述供电模块可以包括蓄电池和主要由多晶硅光伏太阳能电池板组成的太阳能供电装置，所述太阳能供电装置分别与MCU主控单元、蓄电池电连接。上述方案中，所述阀门控制模块可以为继电器阀门开关，为了防止继电器开合时对电路造成电流冲击，所述继电器阀门开关连接有一保护电路。上述方案中，所述湿度检测模块可以为湿度传感器，并埋设于土壤内。上述方案中，所述养分检测模块可以为离子传感器，并埋设于土壤内。本专利技术还提供了上述智能浇灌施肥系统的浇灌施肥方法，该方法包括以下步骤:S1:供电模块给检测控制单元供电，并通过输入模块向MCU主控单元内输入浇水量和施肥量的参考值；S2:湿度检测模块和养分检测模块对土壤实时检测，并将数据通过串口发送到MCU主控单元；S3:MCU主控单元接收步骤S2的数据后，与步骤SI设定的参考值进行比较、分析，当检测到土壤水的含量和/或所需养分的含量低于参考值时，向阀门控制模块发出开启浇水管道和/或养分输送管道的指令；反之，当检测到浇水量和/或施肥量达到设定的参考值时，关闭浇水管道和/或养分输送管道；S4:MCU主控单元将步骤S2检测到的数据通过无线模块发送给远程监控机，远程监控机将数据进行保存。上述浇灌施肥方法，还包括步骤S5:故障检测模块实时监测湿度检测模块和养分检测模块的传输数据是否正常，当出现异常时将故障信号发给MCU主控单元，MCU主控单元将相应故障模块的编号及故障数据通过无线模块发送给远程监控机，远程监控机发出报警信号。上述浇灌施肥方法，步骤S3中，所述养分具体为事先配制好的植物营养溶液。本专利技术的有益效果为:本专利技术的智能浇灌施肥系统及方法通过湿度检测模块、养分检测模块实时检测种植物的土壤数据，并直接发送给MCU主控单元，MCU主控单元通过阀门控制模块来控制浇水管道和养分输送管道的打开与关闭，并通过输入模块根据不同的种植品种及其生长时期输入相应的浇水量和施肥量的参考值、且存储于MCU主控单元内。设定的参考值科学合理，能实时监测种植物生长时的水分及肥力，且无需人工发送控制指令、也无需调用及处理历史数据，具有智能控制程度高，节约水资源，系统运行稳定的特点。【附图说明】图1为本智能浇灌施肥系统的框图。图2为检测控制单元的系统结构框图。图3为本智能浇灌施肥系统的工作流程图。图4为远程监控机的工作流程图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的解释说明，但不用以限制本专利技术。如图1所示，一种智能浇灌施肥系统，包括远程监控机和至少I个检测控制单元，所述远程监控机与检测控制单元通过无线模块连接，每个检测控制单元对应监控一片同一物种的种植园，所述远程监控机用于实时接收检测控制单元发送的湿度检测模块和养分检测模块检测到的数据，同时也接收MCU主控单元发送的故障信息，并发出相应的报警信号。所述远程监控机的工作流程如图4所示:湿度检测模块和养分检测模块对土壤实时检测，同时故障检测模块也实时监测湿度检测模块、养分检测模块是否有异常，MCU主控单元将上述数据发送给远程监控机，远程监控机对接收到的数据进行识别处理:收到的数据是常规的浇水量和/或施肥量的检测值、还是故障信息，若为前者直接保存；若为后者发出警报并显示故障信息，然后保持该故障信息。所述故障信息包括湿度检测模块和/或养分检测模块的编号、发生故障的时间以及故障类型。如图2所示，所述检测控制单元包括MCU主控单元及电连接于MCU主控单元输入端的湿度检测模块、养分检测模块和输入模块，MCU主控单元的输出端经一阀门控制模块后分别与浇水管道和养分输送管道连接，MCU主控单元由供电模块进行供电；为及时发现系统的故障，检测控制单元还包括故障检测模块，故障检测模块的一端分别与湿度检测模块和养分检测模块的输出端信号连接，其另一端与MCU主控单元连接；为实时记录监测浇水量和施肥量，检测控制单元还包括流量监测模块，流量监测模块设于浇水管道和养分输送管道的出口处，并与MCU主控单元当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能浇灌施肥系统，其特征在于：包括远程监控机和至少1个检测控制单元，所述远程监控机与检测控制单元通过无线模块连接，每个检测控制单元对应监控一片同一物种的种植园，所述检测控制单元包括MCU主控单元及电连接于MCU主控单元输入端的湿度检测模块、养分检测模块和输入模块，MCU主控单元的输出端经一阀门控制模块后分别与浇水管道和养分输送管道连接，MCU主控单元由供电模块进行供电；其中所述输入模块用于根据种植物所属类型及生长时期输入相应的浇水量和施肥量的参考值，并发送至MCU主控单元内存储；所述湿度检测模块用于实时检测种植园内土壤中水分的含量，并将检测数据通过串口发送给MCU主控单元；所述养分检测模块实时检测种植园内土壤中所需养分的含量，并将检测数据通过串口发送给MCU主控单元；所述MCU主控单元用于接收或响应湿度检测模块和养分检测模块的数据，并将接收到的数据与预先设定的参考值进行比较和分析后向阀门控制模块发出开启或关闭浇水管道及养分输送管道的指令，同时将接收到的数据通过无线模块发送给远程监控机存储；所述阀门控制模块用于接收或响应MCU主控单元发出的指令，并控制浇水管道和养分输送管道上相应阀门的启闭。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈显平，王黎明，罗厚彩，庞久，曾泽良，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45