一种播种穴盘物联网智能灌溉管理方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及智能灌溉技术领域，提出了播种穴盘物联网智能灌溉管理系统，其特征在于，包括，称重式穴盘育苗基质水分检测装置，称重式穴盘育苗基质水分检测装置，包括固定底板、开设在固定底板顶部边角处的对接凹槽、设置在对接凹槽上方的称重组件和安装在称重组件上方的穴盘托盘，物联网监控模组，物联网监控模组包括固定安装在固定底板上表面的监控组件。通过上述技术方案，解决了现有技术中的利用温室环境参数结合作物需水模型预估作物的需水量，其误差较大，易出现灌溉不足或者过量灌溉的问题，基于物联网的温室育苗灌溉管理系统由称重式穴盘育苗基质水分检测装置、物联网监控模组和实施喷灌作业的喷灌装置构成。和实施喷灌作业的喷灌装置构成。和实施喷灌作业的喷灌装置构成。

【技术实现步骤摘要】
一种播种穴盘物联网智能灌溉管理方法和系统


[0001]本专利技术涉及智能灌溉
，具体的，涉及一种播种穴盘物联网智能灌溉管理方法和系统。

技术介绍

[0002]在温室育苗生产中，种苗灌溉是重要的环节，直接影响着种苗的生长质量。目前温室育苗灌溉主要有人工灌溉作业和悬吊式自动喷灌作业两种方式，人工灌溉方式为人工手持接入水源的喷头对穴盘内的种苗逐盘灌溉；对于条件较好的温室，多装有悬吊式自动喷灌机，其行走轮放置在安装固定于温室顶部骨架的轨道上，通过电机驱动实现行走，喷灌机下部装有和温室苗床等宽的铝质喷管，在喷管上装有等间距的喷头，通过水泵加压将灌溉水雾化喷灌在穴盘上，利用配套的控制系统，可实现喷灌机在温室内的往返喷灌作业，此外，在种苗施肥时，将水源换成肥液采用人工或者自动喷灌机作业；
[0003]现有温室育苗灌溉中，人工作业时效率较低，通常需要4
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6小时才能灌溉完一个温室的种苗，并且人工手持喷头喷灌不能保证均匀的喷灌每个穴盘，进而导致种苗长势不一致，影响种苗的质量，集中式的喷灌导致大部分灌溉水没有被育苗基质吸持，而是直接流走，浪费了大量的水资源；利用悬吊式自动喷灌装置进行喷灌作业，大大提高了作业效率，并且匀速行进的喷灌装置和稳定的喷雾流量，使得每个穴盘的灌溉量较为一致，提高了种苗生长的整齐度，但是作业时管理人员通常选择自动喷灌模式，启动喷灌装置后，其自动往返喷灌，通常会有在达到种苗基质饱和灌溉后不能及时停止喷灌，会有大量水资源流向地下，浪费严重，目前农业用水成本几乎为零，通常管理人员对水资源的浪费不以为意，若进行施肥时，还会有化学药剂进入地下，造成污染；
[0004]依靠管理人员主观判断育苗基质水分情况，只能定性的判断，不能对育苗基质水分的亏缺进行量化，属于经验性的判断，因人而异，误差较大，容易影响种苗的生长，同时技术手段较为落后，不够智能化；利用土壤水分传感器检测基质含水量需要按照基质种类对传感器进行标定，而生产中的基质种类多样化，故不具有通用性，此外，在基质干湿变化过程中，也会影响传感器的检测值，在同一位置不同次的饱和灌溉后，检测的数值也不一致，偏差较大，故不具有参考性；利用温室环境参数结合作物需水模型预估作物的需水量，其误差较大，易出现灌溉不足或者过量灌溉的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种播种穴盘物联网智能灌溉管理方法和系统，解决了上述相关技术中所提出的问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种播种穴盘物联网智能灌溉管理系统，包括，称重式穴盘育苗基质水分检测装置，称重式穴盘育苗基质水分检测装置，包括固定底板、开设在固定底板顶部边角处的对接凹槽、设置在对接凹槽上方的称重组件和安
装在称重组件上方的穴盘托盘；
[0008]物联网监控模组，物联网监控模组包括固定安装在固定底板上表面的监控组件、固定安装在穴盘托盘上的温湿度传感器和设置在穴盘托盘上方的光照度传感器；
[0009]喷灌装置，喷灌装置由喷灌机所构成。
[0010]优选的：所述称重组件包括安装在对接凹槽上表面的连接角板、开设在连接角板一侧的导向槽、通过定位螺栓与导向槽滑动连接的垫板和设置在垫板上方的悬臂式称重传感器，所述连接角板和垫板的表面均开设有安装孔，连接角板通过安装孔与对接凹槽相连接，垫板通过安装孔与悬臂式称重传感器相连接，所述悬臂式称重传感器远离垫板一端的上表面固定安装有垫块，悬臂式称重传感器通过垫块与穴盘托盘相连接。
[0011]优选的：所述固定底板的左右两侧均固定安装有排水管，穴盘托盘的内底面形成有若干个种植穴，且种植穴的底端均开设有透水孔，靠近连接角板的两个长边位置均开有沥水槽，沥水槽的底端固定安装有导流管，导流管的底端与排水管相连接，所述固定底板的上表面固定安装有支撑座，支撑座顶端固定安装有若干个接水盘，接水盘位于透水孔正下方位置，接水盘底端通过输水软管与排水管相连接，所述监控组件包括二合一式称重变送器、采集模块、传输模块、云服务器、终端设备、喷灌装置遥控模块以及配套的软件所构成。
[0012]优选的：所述在固定底板上开有和连接角板相对应的安装孔，用于固定连接角板，由于悬臂式称重传感器在称重会发生变形，即非固定端会下沉，为保证有足够的下沉空间，故在悬臂式称重传感器安装固定时，在固定底板上加入开有和悬臂式称重传感器相对应安装孔的垫板，增加悬臂式称重传感器与固定底板间的高度，避免称重过大时未发生足够的变形而碰触到固定底板，保证准确的获取穴盘的整体重量，穴盘托盘的宽度对于悬臂式称重传感器的安装孔距较大，在放上穴盘后会发生倾斜，倾斜方向不能准确控制，当穴盘托盘向悬臂式称重传感器一侧倾斜时对称重有影响，故在穴盘托盘和悬臂式称重传感器之间加入垫块，增加二者之间距离，避免穴盘托盘倾斜时碰触到称重传感器，穴盘托盘上开有沥水孔，其开孔位置和各种规格穴盘的穴孔相对应(穴盘每个穴孔底部开有透水孔，饱和灌溉后不能被吸持的水分会从透水孔留出，进而从穴盘托盘的沥水孔直接流走)，在靠近穴盘托盘的两个长边位置也开有沥水槽，保证在穴盘托盘倾斜时多余的灌溉水可以及时排出。
[0013]优选的：所述物联网监控模块每隔一定时间采集穴盘托盘的重量(其变化主要是基质中水分的减少)，再与灌溉的上下限比较，当穴盘托盘重量减少到下限值时，模块控制喷灌机自动启动进行灌溉，当灌溉到上限值时，系统控制喷灌机停止作业，灌溉的上下限即为育苗基质的田间持水量(田间持水量是指基质在充分饱和灌溉后，待重力水排出后基质所能持有的最大含水量，此时再多的灌溉水只能继续排走，不能被基质吸持利用)和凋萎系数(指种苗在基质含水量很少时，因吸水量不足以补偿蒸腾消耗而叶片萎蔫时的基质含水量)，对于基质田间持水量和凋萎系数的获取采用试验的方式获得，常规基质由草炭、蛭石和珍珠岩组成，但其配比因农艺而异，所以通过试验建立基质的田间持水量模型，以基质容重、蛭石和珍珠岩的含量体积比为变化量建立基质的田间持水量模型，再通过基质的水分特征曲线获取基质的凋萎系数。
[0014]优选的：所述穴盘托盘重量由两个悬臂式称重传感器合力测得，故称重变送器选用二合一式，由内部电路将两个悬臂式称重传感器的合力转换成4
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20mA信号输出至采集模块，采集模块与传输模块之间通过485通信方式交互信息，软件以主动问询的方式每隔一定
时间通过传输模块向采集模块发送指令获取穴盘托盘重量的电流值，此时采集模块将电流信号值转换成十六进制通过485输出给传输模块，再以透传的方式通过GPRS网络将十六进制的电流值上传到云服务器，云服务器将十六进制的电流值解析成十进制数值，再利用电流值与穴盘托盘重量的线性关系得出穴盘托盘的实际重量，与灌溉的上下值比较，若此时穴盘托盘实际重量低于灌溉的下限值时，云服务器上的软件便向采集模块发送指令，使其控制喷灌装置遥控模块启动按钮的继电器闪闭(短暂闭合，替代人工按下启动按钮)，开始喷灌作业，随着喷灌作业的进行，穴盘托盘基质吸收水分重量逐渐增加，物联网监控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种播种穴盘物联网智能灌溉管理系统，其特征在于，包括称重式穴盘育苗基质水分检测装置；称重式穴盘育苗基质水分检测装置，包括固定底板(1)、开设在固定底板(1)顶部边角处的对接凹槽(2)、设置在对接凹槽(2)上方的称重组件和安装在称重组件上方的穴盘托盘(8)；物联网监控模组；物联网监控模组包括固定安装在固定底板(1)上表面的监控组件(17)、固定安装在穴盘托盘(8)上的温湿度传感器(11)和设置在穴盘托盘(8)上方的光照度传感器(16)；喷灌装置；喷灌装置由喷灌机(15)所构成。2.根据权利要求1所述的一种播种穴盘物联网智能灌溉管理系统，其特征在于，所述称重组件包括安装在对接凹槽(2)上表面的连接角板(3)、开设在连接角板(3)一侧的导向槽(4)、通过定位螺栓与导向槽(4)滑动连接的垫板(5)和设置在垫板(5)上方的悬臂式称重传感器(6)。3.根据权利要求2所述的一种播种穴盘物联网智能灌溉管理系统，其特征在于，所述连接角板(3)和垫板(5)的表面均开设有安装孔，连接角板(3)通过安装孔与对接凹槽(2)相连接，垫板(5)通过安装孔与悬臂式称重传感器(6)相连接。4.根据权利要求2所述的一种播种穴盘物联网智能灌溉管理系统，其特征在于，所述悬臂式称重传感器(6)远离垫板(5)一端的上表面固定安装有垫块(7)，悬臂式称重传感器(6)通过垫块(7)与穴盘托盘(8)相连接。5.根据权利要求1所述的一种播种穴盘物联网智能灌溉管理系统，其特征在于，所述固定底板(1)的左右两侧均固定安装有排水管(14)，穴盘托盘(8)的内底面形成有若干个种植穴，且种植穴的底端均开设有透水孔，靠近连接角板(3)的两个长边位置均开有沥水槽(9)，沥水槽(9)的底端固定安装有导流管(10)，导流管(10)的底端与排水管(14)相连接。6.根据权利要求1所述的一种播种穴盘物联网智能灌溉管理系统，其特征在于，所述固定底板(1)的上表面固定安装有支撑座(12)，支撑座(12)顶端固定安装有若干个接水盘(13)，接水盘(13)位于透水孔正下方位置，接水盘(13)底端通过输水软管与排水管(14)相连接。7.根据权利要求1所述的一种播种穴盘物联网智能灌溉管理系统，其特征在于，所述监控组件(17)包括二合一式称重变送器、采集模块、传输模块、云服务器、终端设备、喷灌装置遥控模块以及配套的软件所构成。8.根据权利要求1所述的一种播种穴盘物联网智能灌溉管理方法，其特征在于，所述在固定底板(1)上开有和连接角板(3)相对应的安装孔，用于固定连接角板(3)，由于悬臂式称重传感器(6)在称重会发生变形，即非固定端会下沉，为保证有足够的下沉空间，故在悬臂式称重传感器(6)安装固定时，在固定底板(1)上加入开有和悬臂式称重传感器(6)相对应安装孔的垫板(5)，增加悬臂式称重传感器(6)与固定底板(1)间的高度，避免称重过大时未发生足够的变形而碰触到固定底板(1)，保证准确的获取穴盘的整体重量，穴盘托盘(8)的宽度对于悬臂式称重传感器(6)的安装孔距较大，在放上穴盘后会发生倾斜，倾斜方向不能准确控制，当穴盘托盘(8)向悬臂式称重传感器(6)一侧倾斜时对称重有影响，故在穴盘托
盘(8)和悬臂式称重传感器(6)之间加入垫块(7)，增加二者之间距离，避免穴盘托盘(8)倾斜时碰触到称重传感器，穴盘托盘(8)上开有沥水孔，其开孔位置和各种规格穴盘的穴孔相对应(穴盘每个穴孔底部开有透水孔，饱和灌溉后不能被吸持的水分会从透水孔留出，进而从穴盘托盘(8)的沥水孔直接流走)，在靠近穴盘托盘(8)的两个长边位置也开有沥水槽(9)，保证在穴盘托盘(8)倾斜时多余的灌溉水可以及时排出。9.根据权利要求1所述的一种播种穴盘物联网智能灌溉管理方法，其特征在于，所述物联网监控模块每隔一定时间采集穴盘托盘(8)的重量(其变化主要是基质中水分的减少)，再与灌溉的上下限比较，当穴盘托盘(8)重量减少到下限值时，模块控制喷灌机自动启动进行灌溉，当灌溉到...

【专利技术属性】
技术研发人员：田雅楠，范鹏飞，曹玲玲，曹彩红，张敬锁，张松阳，王忠义，徐娜，
申请(专利权)人：北京市农业技术推广站，
类型：发明
国别省市：