一种基于计算机控制的水肥一体化物联网系统技术方案

本发明专利技术涉及农业自动化技术领域，具体涉及一种基于计算机控制的水肥一体化物联网系统，包括灌溉终端、节点模块和控制中心；由于在水肥一体化滴灌中，需要精确控制土壤区域内的滴灌量，在调节了配制的水肥浓度并经滴灌的管路施加到田地作物中，难以精确控制单条滴灌的管道在不同土壤区域内水肥施加的浓度差异；故此，本发明专利技术通过设置的灌溉终端，替代现有滴灌的管路系统，避免了在种植土壤内铺设的大量滴灌的管道，并利用检测单元将土壤养分的历史数据传输到控制中心进行计算机分析，反馈到灌溉终端滴灌水肥浓度的改变，形成了水肥滴灌的信息互联，从而提升了基于计算机控制的水肥一体化物联网系统的运行效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于计算机控制的水肥一体化物联网系统
本专利技术涉及农业自动化
，具体涉及一种基于计算机控制的水肥一体化物联网系统。
技术介绍
水肥一体化技术，指灌溉与施肥融为一体的农业新技术，是借助压力系统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，通过可控管道系统供水、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。在水肥一体化的应用中，需要在种植作物的土壤中铺设大量用于滴灌的管道，而水肥滴灌过程的速度较快，使得滴灌的管道大多处于闲置状态，且在水肥一体化滴灌中，需要精确控制土壤区域内的滴灌量，在调节了配制的水肥浓度并经滴灌的管路施加到田地作物中，难以精确控制单条滴灌的管道内水肥施加的浓度差异，继而降低了水肥一体化的应用效果。如申请号为CN201610141968.5的一项中国专利公开了一种物联网水肥一体化蒸渗仪测量系统，其特征在于：包括机械组成部分、物联网核心模块、数据传输模块、数据检测模块和远程上位机模块；实现了可远程获取现场数据；该技术方案利用分层传感器获取影响作物生长不同土壤深度的环境信息，获取的数据准确可靠；将获取的数据存入数据库，方便后续数据的分析；能够定期测量作物不同深度根系的肥料消耗量，方便水肥研究；但是该技术方案中未解决需要铺设大量用于滴灌的管道，且置于田地中的滴灌口在受到环境堵塞污染后需及时处理的问题，进而削弱了水肥一体化的应用效果。鉴于此，本专利技术提出了一种基于计算机控制的水肥一体化物联网系统，解决了上述技术问题。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提出了一种基于计算机控制的水肥一体化物联网系统，通过设置的灌溉终端，替代现有的滴灌管路系统，避免了在种植土壤内铺设的大量滴灌管，能够精确控制滴灌到土壤中的水肥参数，并利用检测单元将土壤养分的历史数据传输到控制中心进行计算机分析，反馈到灌溉终端滴灌水肥浓度的改变，形成了水肥滴灌的信息互联，从而提升了基于计算机控制的水肥一体化物联网系统的运行效果。本专利技术所述的一种基于计算机控制的水肥一体化物联网系统，包括灌溉终端、节点模块和控制中心；所述灌溉终端用于将水肥滴灌到土壤中，灌溉终端还将检测到的土壤数据传输到节点模块中；所述节点模块用于中继灌溉终端与控制中心间的数据通讯；所述控制中心用于对灌溉终端检测到的水肥滴灌状况进行分析，实时调整灌溉终端的运行状态；所述灌溉终端包括行走单元、混肥单元、检测单元和控制器；所述行走单元用于驱动灌溉终端在种植区域内进行移动；所述混肥单元用于配比不同浓度的水肥进行滴灌；所述检测单元用于检测待滴灌区域中土壤的养分含量，进而在控制器的调节下改变混肥单元配比的水肥浓度，检测单元还对检测的土壤参数按其地理位置进行标记；所述节点模块布设在种植土壤的区域内，节点模块中还布设有输水管，输水管用于补充混肥单元中的滴灌用水，增加灌溉终端在种植土壤区域内的滴灌面积；所述控制中心包括终端执行器和云端处理器；所述终端执行器安装在灌溉终端中，终端执行器用于控制灌溉终端的运行，终端执行器还用于接收节点模块传输的云端处理器的控制信息，实时调整灌溉终端中控制器的运行；现有技术中，需要在种植作物的土壤中铺设大量用于滴灌的管道，而水肥滴灌过程的速度较快，使得滴灌的管道大多处于闲置状态，且在水肥一体化滴灌中，需要精确控制土壤区域内的滴灌量，在调节了配制的水肥浓度并经滴灌的管路施加到田地作物中，难以精确控制单条滴灌的管道内水肥施加的浓度差异，继而降低了水肥一体化的应用效果；因此，本专利技术通过设置的灌溉终端进行水肥滴灌，通过行走单元带牵引混肥单元在滴灌区域进行移动，对作物种植的土壤进行滴灌，并配合在节点模块的输水管，补充混肥单元内的滴灌水，使混肥单元中仅需携带足量的肥料即可进行水肥配比，当行走单元移动到待灌溉区域时，通过检测单元对滴灌区域土壤的养分参数进行检测，控制混肥单元调整其配比的水肥浓度，使得滴灌补充的水肥能够适配于不同区域内的土壤养分状态，同时检测单元还通过记录灌溉终端在其周期性灌溉作业过程中的土壤养分参数，经节点模块上传至云端处理器中，建立土壤养分变化的动态数据，并将其分析结果反馈到终端执行器中，继而对后续灌溉终端滴灌的水肥浓度进行修正；本专利技术利用了设置的灌溉终端，替代现有滴灌的管路系统，避免了需处理田地中滴灌口堵塞的问题，并能够通过混肥单元精确控制滴灌到土壤中的水肥参数，并利用检测单元将土壤养分的历史数据传输到控制中心进行计算机分析，反馈到灌溉终端滴灌水肥浓度的改变，形成了水肥滴灌的信息互联，从而提升了基于计算机控制的水肥一体化物联网系统的运行效果。优选的，所述行走单元包括车架和液压轮；所述车架中安装有液压动力源，车架的底部设有液压轮，车架中还内置有水平仪；所述液压动力源用于驱动液压轮的运行，液压动力源上还设置有液压管路，液压管路连通向车架内的混肥单元；每个所述液压轮和车架间设有相连的液压柱，液压柱用于调节液压轮的离地间隙，液压柱能够在其轴向半圆的角度内进行转动；工作时，设置在车架中的液压动力源来驱动行走单元进行位移，能够满足低速大吨位运动的需求，适合灌溉终端行走在土壤表面进行持续低速的滴灌作业，且液压轮的运转还能够实现无极调速，在滴灌过程中通过改变移动速度进一步调节施加向土壤接的水肥量，设置在液压轮和车架间的液压柱，用于控制车架上的液压轮与地面间的接触数量，在较硬的地面上通过减少接触地面的液压轮数量，提高行走单元的驱动效率，在较软的地面上增加接触地面的液压轮数量，降低行走单元在土壤中造成的凹陷，同时车架中的水平仪将检测到的倾角状态数据传输到控制器中，通过控制器内置的修正程序来调整车架上的液压柱的伸长量，使车架上的液压轮处于不同的离地间隙，进而将车架调整至水平面状态，维持混肥单元中水肥的滴灌过程，且液压柱在轴向上的旋转，减少了灌溉终端的转弯半径，使其能够原地调整运行方向，降低了行走单元对土壤中作物的碾压破坏，从而提升了基于计算机控制的水肥一体化物联网系统的运行效果。优选的，所述混肥单元包括灌溉架和滴灌管，所述灌溉架安装在车架的顶部，灌溉架中还设有滴灌管，滴灌管从灌溉架中部朝其端部方向上的管径逐渐增大；所述灌溉架中还设有水仓，水仓用于存放灌溉水；所述水仓的外侧还设有料仓，料仓中装填有待灌溉的肥料；所述料仓的下方设有水肥仓，水肥仓的内部还安装有搅拌器；所述水肥仓与水仓和料仓的间固连有三通管道，三通管道上安装有液压阀；所述滴灌管呈T形结构，滴灌管的底端连通在水肥仓上，滴灌管的顶部分别延伸到灌溉架的两端；所述滴灌管在灌溉架的两端分别设有独立的抽水泵；所述抽水泵、搅拌器和液压阀分别与液压管路相连通；工作时，通过设置在液压动力源中的液压管路作为混肥单元的驱动力，避免了在灌溉架上安装驱动滴灌管的动力源的负载，设置在灌溉架内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于计算机控制的水肥一体化物联网系统，其特征在于：包括灌溉终端、节点模块和控制中心；所述灌溉终端用于将水肥滴灌到土壤中，灌溉终端还将检测到的土壤数据传输到节点模块中；所述节点模块用于中继灌溉终端与控制中心间的数据通讯；所述控制中心用于对灌溉终端检测到的水肥滴灌状况进行分析，实时调整灌溉终端的运行状态；/n所述灌溉终端包括行走单元、混肥单元、检测单元和控制器；所述行走单元用于驱动灌溉终端在种植区域内进行移动；所述混肥单元用于配比不同浓度的水肥进行滴灌；所述检测单元用于检测待滴灌区域中土壤的养分含量，进而在控制器的调节下改变混肥单元配比的水肥浓度，检测单元还对检测的土壤参数按其地理位置进行标记；/n所述节点模块布设在种植土壤的区域内，节点模块中还布设有输水管，输水管用于补充混肥单元中的滴灌用水，增加灌溉终端在种植土壤区域内的滴灌面积；/n所述控制中心包括终端执行器和云端处理器；所述终端执行器安装在灌溉终端中，终端执行器用于控制灌溉终端的运行，终端执行器还用于接收节点模块传输的云端处理器的控制信息，实时调整灌溉终端中控制器的运行。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于计算机控制的水肥一体化物联网系统，其特征在于：包括灌溉终端、节点模块和控制中心；所述灌溉终端用于将水肥滴灌到土壤中，灌溉终端还将检测到的土壤数据传输到节点模块中；所述节点模块用于中继灌溉终端与控制中心间的数据通讯；所述控制中心用于对灌溉终端检测到的水肥滴灌状况进行分析，实时调整灌溉终端的运行状态；
所述灌溉终端包括行走单元、混肥单元、检测单元和控制器；所述行走单元用于驱动灌溉终端在种植区域内进行移动；所述混肥单元用于配比不同浓度的水肥进行滴灌；所述检测单元用于检测待滴灌区域中土壤的养分含量，进而在控制器的调节下改变混肥单元配比的水肥浓度，检测单元还对检测的土壤参数按其地理位置进行标记；
所述节点模块布设在种植土壤的区域内，节点模块中还布设有输水管，输水管用于补充混肥单元中的滴灌用水，增加灌溉终端在种植土壤区域内的滴灌面积；
所述控制中心包括终端执行器和云端处理器；所述终端执行器安装在灌溉终端中，终端执行器用于控制灌溉终端的运行，终端执行器还用于接收节点模块传输的云端处理器的控制信息，实时调整灌溉终端中控制器的运行。


2.根据权利要求1所述的一种基于计算机控制的水肥一体化物联网系统，其特征在于：所述行走单元包括车架(1)和液压轮(2)；所述车架(1)中安装有液压动力源(11)，车架(1)的底部设有液压轮(2)，车架(1)中还内置有水平仪；所述液压动力源(11)用于驱动液压轮(2)的运行，液压动力源(11)上还设置有液压管路(12)，液压管路(12)连通向车架(1)内的混肥单元；每个所述液压轮(2)和车架(1)间设有相连的液压柱(21)，液压柱(21)用于调节液压轮(2)的离地间隙，液压柱(21)能够在其轴向半圆的角度内进行转动。


3.根据权利要求1所述的一种基于计算机控制的水肥一体化物联网系统，其特征在于：所述混肥单元包括灌溉架(3)和滴灌管(4)，所述灌溉架(3)安装在车架(1)的顶部，灌溉架(3)中还设有滴灌管(4)；所述灌溉架(3)中还设...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆旭，赵玮，
申请(专利权)人：陆旭，
类型：发明
国别省市：安徽;34