一种自动施肥给水控制系统及方法_2

文档序号:8208200阅读:来源:国知局
,传感器检测间歇时间设定为R,所有参数可通过键盘部分或者上位机监控部分设定;
[0020](3)当Z < Zmin,P ( Pmax,E彡Emin时,施肥机部分不工作,滴灌部分动作,只浇水,不施肥,不加酸,灌溉量为BT,R到后ls,再次检测传感器数值,决定下步动作;
[0021](4)当Z < Zmin, P > Pmax, E彡Emin时,加酸电磁阀动作,施肥电磁阀一和施肥电磁阀二不工作,只浇水加酸,不加肥,灌溉量为BT+A3N3,N3 = YBT/A3,R到后ls,再次检测传感器数值,决定下步动作;
[0022](5)当Z < Zmin, P ( Pmax, E < Emin时,施肥电磁阀一和施肥电磁阀二动作,加酸电磁阀不工作,只浇水加肥,不加酸,灌溉量为BT+A1N1+A2N2,R到后ls,再次检测传感器数值,决定下步动作;
[0023](6)当Z < Zmin, P > Pmax, E < Emin时,即加肥,又加酸,,施肥电磁阀一、施肥电磁阀二和加酸电磁阀工作,R到后ls,再次检测传感器数值,决定下步动作;
[0024](7)当Z彡Zmin, P > Pmax或者E < Emin时,施肥机部分不工作,灌溉电磁阀也不动作。
[0025]所述的自动施肥给水控制方法,其中,操作者或者技术人员通过键盘部分进行修改调试参数,调试参数包括I/o模块部分设定参数、实时采样参数、CPU模块部分与上位机监控部分的通讯参数。
[0026]本发明的有益效果如下:
[0027]1、本发明针对传统的施肥方法浪费水资源、浪费人力物力、不能根据农作物需要及时施肥浇灌以及现有的自动施肥系统只监测EC值,没有温度补偿等缺点,通过对农作物生长过程中根部土壤的分析设计自动按需施肥的控制系统,该系统可综合考虑环境温度、湿度及季节的变化,自动对农作物进行滴灌施肥,可节约用水、用电及人力成本;在滴灌施肥的过程中,操作者能够通过上位机监控部分指定施肥计划,上位机监控部分和CPU模块进行实时通讯,CPU模块根据施肥计划精确计算并确定控制施肥量和水量,执行全程自动化操作,同时土壤传感器采样部分,主回路肥水采样部分,水路部分实时采集土壤和肥水的实时数据,并把这实时数据通过I/o模块实时发送给CPU模块,CPU模块再把这些数据发送给上位机监控部分以便操作者对农作物的生长过程信息实时监控。
[0028]2、本发明中,整个施肥滴灌过程全自动化,并且避免肥料浪费,同时农业生产者可以通过组态软件实时了解农作物各种生长数据,并且可以打印各种数据,真正实现了计算机按需施肥全自动管理。
[0029]3、本发明的系统具有处理速度快,可控制多种外围设备,数据库资源丰富,性能稳定,且结构简单,操作方便,价格低廉等特点。
[0030]4、本发明控制上,即可自动施肥,也可手动施肥;计算机操作简单高效,产品具有较高的实用价值,便于推广应用。
[0031]5、本发明真正实现了根据农作物根部土壤分析自动按需施肥的效果,与传统施肥方法相比,大大节约肥料,灌溉水量,提高肥料利用率,减少了环境污染。
[0032]6、本发明的上位机监控和CPU模块部分之间通过电气隔离板进行连接,保证了整个电气控制系统不受外界干扰,进行稳定的工作。
[0033]7、本发明中,CPU模块部分主要负责采样以下几部分数据:土壤传感器采样部分,主回路肥水采样部分肥水数据,水路部分采样数据,显示部分显示数据,键盘数据;上位机监控实时数据和配方设定数据,CPU模块根据这些采样数据进行实时计算,控制施肥机部分和滴灌部分的电磁阀和搅拌电机进行正常工作,并把这些实时运算数据和电磁阀,搅拌电机等工作状态数据发送给上位机监控部分和显示部分进行显示以方便操作者进行实时了解整个电气控制系统工作状态。
【附图说明】
[0034]图1为控制系统结构图;
[0035]图2控制流程图;
[0036]图3为控制系统工作过程曲线。
【具体实施方式】
[0037]如图1所示,一种自动施肥给水控制系统,包括CPU模块部分1、I/O模块部分2、土壤传感器采样部分3、主回路肥水采样部分4、施肥机部分5、滴灌部分6、水路部分7、上位机监控部分8、显示部分9和键盘部分10 ;CPU模块部分I通过I/O模块部分2与土壤传感器采样部分3、主回路肥水采样部分4、施肥机部分5、滴灌部分6及水路部分7连接,上位机监控部分8与CPU模块部分I之间通过电气隔离板进行连接或者通过互联网进行远程监控,显示部分9和键盘部分10与CPU模块部分I连接在一起。
[0038]所述土壤传感器采集部分3包括土壤深层张力传感器11、土壤浅层张力传感器12、土壤温度传感器13和土壤EC值传感器14,土壤深层传感器11和土壤浅层传感器12分别采集土壤深层和浅层的张力值用来判断农作物生长的土壤水分状况,土壤温度传感器13用来检测农作物土壤的温度值,土壤EC值传感器14用来检测农作物土壤的EC值以判断农作物的肥料状况。
[0039]所述主回路肥水采样部分4包括采样电磁阀15、EC值传感器16和PH传感器17,当CPU模块部分I需要采样肥水的EC值和PH值时,CPU模块部分I通过I/O模块部分2控制采样电磁阀15打开,采样电磁阀15打开后,肥水进入到EC值传感器16和PH值传感器17内,EC值传感器16和PH值传感器17把采集的肥水数据通过I/O模块部分2发送到CPU模块部分I中,当CPU模块部分I不需要采样时,CPU模块部分I通过I/O模块部分2控制采样电磁阀15关闭,肥水不进入到EC值传感器16和PH值传感器17内,不进行数据采样。
[0040]所述施肥机部分5包括施肥电磁阀一 18、施肥电磁阀二 19、加酸电磁阀20、搅拌电机21和压力传感器22,CPU模块部分I通过I/O模块部分2控制施肥电磁阀一 18、施肥电磁阀二 19和加酸电磁阀20的通断,当需要施肥时,分别控制施肥电磁阀一 18、施肥电磁阀二19及加酸电磁阀20,以达到施肥浓度的调节;当不需要施肥时,关闭施肥电磁阀一 18、施肥电磁阀二 19和加酸电磁阀20 ;搅拌电机21能够保证肥料罐内的肥水浓度均匀,压力传感器22实时测量肥料罐压力并将实时数据传送给CPU模块部分1,CPU模块部分I依据压力的变化能够计算施肥量。
[0041]所述滴灌部分6包括多个灌溉电磁阀23,CPU模块部分I通过I/O模块部分2控制灌溉电磁阀23的通断实现对农作物的滴灌。
[0042]所述水路部分7包括水量调节电磁阀24、水路压力传感器25和水路流量传感器26,水路压力传感器25用于实时测量滴灌系统主水路压力并发送给CPU模块部分1,水路流量传感器26用于实时测量滴灌系统主水路水流量并发送给CPU模块部分1,CPU模块部分I通过分析水路压力及水路流量实时数据确定滴灌部分6的用水量并通过控制水量调节电磁阀24保证滴灌部分6的用水量。
[0043]所述显示部分9用于显示土壤传感器采样部分3的采样数据、主回路肥水采样部分4的米样数据、施肥机部分5的施肥电磁阀一 18、施肥电磁阀二 19、加酸电磁阀20和搅拌电机21工作状态数据
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