一种环境互动式滴灌系统的制作方法

本发明涉及光纤光栅技术领域，具体为一种环境互动式滴灌系统。

背景技术：

虽然地球上70.8％的面积被水覆盖，但淡水资源却十分有限，尤其我国是一个水资源极度短缺、水旱灾害频繁的国家，所以对水资源的节约是我们义不容辞的责任，水资源是十分珍贵的资源，人类需要水资源的供给，农作物动植物等也需要水的供给，面对特殊气候环境的压力，20世纪50年代以色列提出了滴灌技术，随着植物生物学和人工智能技术的快速发展，滴灌技术也得到了创新与改进，这不仅有效地改善了农作物的生长环境，同时也大大缓解全球水资源危机，是农业生产技术发展史上的重要的里程碑，目前使用滴灌装置不能精准的配比营养液，容易受土壤条件和天气条件影响，不能适时的调整营养液的配比，因此，针对以上问题，继续对现有技术进行改革。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种环境互动式滴灌系统，解决了无法用于极端高温环境的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种环境互动式滴灌系统，包括执行部分、信息采集部分和云端部分，执行部分由单一元素培养液罐、混液罐、原水罐、配液罐和无线电磁阀门组成，且单一元素培养液罐包括氮培养液罐、磷培养液罐和钾培养液罐，所述原水罐底部装有温度传感器ds18b20，所述配液罐内设有液位传感器，且液位传感器包括内置位移传感器和nodemcu传感模块的漂浮球装置，所述混液罐与配液罐之间设有滴灌管道，且无线电磁阀门安装在滴灌管道内部，信息采集部分由水量计费系统和环境监测系统组成，且水量计费系统与环境监测系统共用arduinouno核心板和通信模块，且环境监测系统设有温湿度传感器ec10和光照传感器bh1750，且水量计费系统内设有流量传感器，云端部分由软件程序和区块链组成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明公开了一种环境互动式滴灌系统，能够精准配比营养液、根据田间土壤条件和天气预报调整营养液的投放、根据算法在植物不同生长阶段调整营养液中各成分的配比、将数据上传至区块链以保证食品生产过程安全可查、采用主线拓扑滴灌网络分区域精准投放营养液、改进了液位传感器、加入了水量计费和电量计费系统。

附图说明

图1为本发明系统结构框图；

图2为本发明执行部分示意图；

图3为本发明云端部分及信息采集部分示意图。

图4为本发明工作流程图。

图中：1、氮培养液罐，2、磷培养液罐，3、钾培养液罐、4、混液罐、5、无线电磁阀门，6、原水罐，7、温度传感器ds18b20，8、液位传感器，9、配液罐，10、滴灌管道，11、试验田。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种环境互动式滴灌系统，包括执行部分、信息采集部分和云端部分，执行部分由单一元素培养液罐、混液罐、原水罐、配液罐和无线电磁阀门组成，且单一元素培养液罐包括氮培养液罐、磷培养液罐和钾培养液罐，所述原水罐底部装有温度传感器ds18b20，所述配液罐内设有液位传感器，且液位传感器包括内置位移传感器和nodemcu传感模块的漂浮球装置，所述混液罐与配液罐之间设有滴灌管道，且无线电磁阀门安装在滴灌管道内部，信息采集部分由水量计费系统和环境监测系统组成，且水量计费系统与环境监测系统共用arduinouno核心板和通信模块，且环境监测系统设有温湿度传感器ec10和光照传感器bh1750，且水量计费系统内设有流量传感器，云端部分由软件程序和区块链组成

试验田11间的环境监测系统使用单片机stm32zet6微控制器，其具有低电压和节能的优点，连接c10温湿度及电导率传感器，雨量传感器，光照传感器bh1750，读取环境数据信息并通过nb-iot模块上传至云端。

执行部分中配液罐9中的液位传感器8和原水罐6中的温度传感ds18b207将此两数据上传至云端，液位传感器8使用内置位移传感器和nodemcu传感模块的漂浮球装置，相比普通液位传感装置，本传感器可随水面飘动，拥有更高的通用性。

云端上的软件程序接受到各类数据后,结合既定算法开始进行分析，若原水罐6中的温度传感器ds18b207小于设定值，不做处理，等待原水罐中地下水升至室温。若原水罐6中的温度传感器ds18b207大于或等于设定值，读取液位传感器8的值，若液位传感器8小于设定值，即配液罐水量不足，则云端控制原水罐电磁阀门向配液罐送水，直到满足要求。

云端分析信息采集部分上传的数据后开始分析，按照植物幼苗期，生长期，开花期，成熟期等不同生长阶段对营养液各成分需求的不同，确定各时间段混液罐4中氮磷钾比例，之后分别控制氮培养液罐1，磷培养液罐2，钾培养液罐3上的无线电磁阀门5工作的时间以达到目的；根据不同区域的环境差异令云端控制滴灌管道10上的无线电磁阀门工作时长,确定营养液投放量；

将所采集数据及施肥数据上传至区域链，区块链是一种共享式分布数据库，按照时间顺序将数据区块以链条的方式组合成特定的数据结构，并以密码学方式保证其不可篡改和不可伪造的去中心化、去信任共享总账，可以安全存储简单、能在系统中自我验证的数据，如此可保证食品生产可追踪溯源。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种环境互动式滴灌系统，括执行部分、信息采集部分和云端部分，执行部分由单一元素培养液罐、混液罐、原水罐、配液罐和无线电磁阀门组成，信息采集部分由水量计费系统和环境监测系统组成，且水量计费系统与环境监测系统共用Arduino UNO核心板和通信模块，且环境监测系统设有温湿度传感器EC10和光照传感器BH1750，且水量计费系统内设有流量传感器，云端部分由软件程序和区块链组成，能够精准配比营养液、根据田间土壤条件和天气预报调整营养液的投放、根据算法在植物不同生长阶段调整营养液中各成分的配比、将数据上传至区块链以保证食品生产过程安全可查、改进了液位传感器、加入了水量计费和电量计费系统。

技术研发人员：刘勇;李亚维;王卫西;令狐琛;张啸
受保护的技术使用者：黑龙江大学
技术研发日：2019.06.14
技术公布日：2019.08.16