一种分区节水喷灌或滴灌控制系统及其控制方法_2

文档序号:9817029阅读:来源:国知局
的自然数。
[0027]优选的,每个时刻只有一个分区在进行灌溉。
[0028]植物所有的活细胞都是需氧型代谢,都需要吸收氧气,包括根部,陆生植物不像水生植物那样发展了一套通气系统,比如莲藕的孔道、水芹的空心,陆生植物并不适应水中低氧的环境,在氧气不足的情况就被迫进行无氧呼吸代谢产生乙醇,乙醇对农作物机体有毒害作用,和人体的乳酸一样,乙醇积累到一定程度就会造成细胞死亡,然后微生物侵入导致腐烂,这也是烂根的一个重要原因。土壤的含水量太高,则氧含量减少,因此农作物并不是浇水越多越好,往往很难人为把握,为解决该问题,本发明能很好的控制土壤水分蒸发和喷灌之间的时机,自动的执行“浇透”到自然蒸发“干透”,再进行喷灌到“饶透”,这一过程,最大限度既保证作物根部对氧和水的需求,又实现了节约用水。
[0029]作为本发明的进一步改进,所述中央控制模块设定了喷灌阀值窗口,所述喷灌阀值窗口为土壤相对湿度的范围,所述土壤温湿度采集模块反馈的土壤湿度在所述喷灌阀值窗口之外的,不执行灌溉。优选的,所述喷灌阀值窗口设置为20-90%,即检测土壤水分2 90%停止喷灌,< 20启动喷灌,这样既可以保证作物根系的供水也能保证根系的氧气供应,用户也可以根据需求自行设置所述喷灌阀值。。
[0030]采用此技术方案,对灌溉区域分区,每个分区分别对应一个土壤温湿度采集器和一个控制执行器,无线控制器、中央控制器负责收集各个采集器参数,并根据控制策略对分区进行灌溉,同一时刻一个分区在灌溉,反复轮流直到所有分区完成灌溉,这样能减少对水源压力和流量的要求,从而减少用户对供水系统的投入。其中,所述控制策略是指针对不同作物,不同生长阶段,对水分的要求不同,从而设定的数学模型,中央控制器按照控制模型开启灌溉和关闭灌溉。
[0031]采用上述技术方案,采用轮巡、间歇或分区灌溉,且每个区域均配备土壤温湿度采集模块、执行控制模块,首先中央控制模块根据反馈的土壤温湿度数据能判断该区域是否需要喷灌,如需要喷灌则开启对应区域的喷灌执行器一定时间,然后停止一定时间,这样让土壤有足够的浸润时间,防止长时间喷灌造成的水流失,中央控制模块再次判断一次土壤温湿度,如果未达到设定的湿度范围,再指令控制执行模块灌溉一定时间,如此反复,直到土壤湿度达到预设的范围。由于中央控制模块可以拖带多个土壤温湿度采集模块、多个控制执行模块,中央控制模块采取轮巡的方式指令控制执行模块,首先进行一个区域的灌溉,然后进行第二个区域的灌溉,最后一个区域灌溉完毕,再检测第一个区域是否需要继续灌溉,同一时刻只有一个区域在进行灌溉,因此,相对整体连续灌溉,该喷灌技术对水压、水量要求较低,普通自来水就能满足绝大部分喷灌、滴灌要求,用户不需要设立专门的供水系统,从而减少用户的建设投入。试验证明,相比传统喷灌,能节约30-50%的用水。该控制技术能广泛应用于日光温室大棚、连栋大棚、玻璃温室、蔬菜水果的种植、茶园,也适用于固定式管道喷灌、固定式管道滴灌、膜下滴灌、微喷灌等,解决了普通喷灌水流失的普遍问题。
[0032]关于分区的面积,可以根据供水管直径和压力、喷头数量、孔直径、单头喷灌面积、喷头雾化系数、水管阻力,确定喷水流量,在本装置应用中,喷头孔径是固定值,水压相对固定。优选的,每个分区的面积为0.3?0.6亩。进一步优选的,所述每个分区的面积为0.5亩,能起到节约用水和保持土壤含水量的同时,又对水压、水量要求较低,不需要设立专门的供水系统,从而减少用户的建设投入。
[0033]作为本发明的进一步改进,所述间歇灌溉为开启灌溉一定时间,停止灌溉一定时间,然后再次开启灌溉,开启灌溉和暂停灌溉的时间可以在无线控制器、无线中央控制器上设定,这样可以根据土壤的吸水性、蒸发量来设置喷灌时间,避免长时间喷灌造成的水流失。
[0034]作为本发明的进一步改进,所述中央控制模块设定了土壤温度上限值和下限值,当土壤温湿度采集模块采集得到的土壤温度在土壤温度上限值和下限值之内的,所述中央控制模块不发出灌溉命令。采用此技术方案,还可以随时对土壤温度进行检测,并设定当土壤温度不适合当前作物浇水时,即使土壤水分含量不足,也不会开启灌溉或者轮巡、间歇灌溉,直到条件适合浇水,则重新启动灌溉。
[0035]作为本发明的进一步改进,所述分区灌溉包括以下步骤:
所述中央控制模块发送数据采集命令,所述无线控制模块接收采集命令,并将命令转发给1~N区的土壤温湿度采集模块,1,区的土壤温湿度采集模块分别将采集的土壤温湿度数据返回给无线控制模块,所述无线控制模块将各个分区的土壤温湿度数据反馈给中央控制模块;中央控制模块根据各分区土壤湿度判断需要灌溉的具体分区号,并对需要灌溉的分区进行优先排队,对于无需灌溉的具体分区号排除在队列外;根据队列,所述中央控制模块向无线控制模块发送控制指令,所述无线控制模块向对应分区的控制执行模块转发控制指令,按照队列次序,对应的控制执行模块控制各自的灌溉执行装置逐个开启和关闭灌溉,每个时刻只有一个分区在进行灌溉。
[0036]作为本发明的进一步改进,所述轮巡灌溉包括以下步骤:
所述中央控制模块发送数据采集命令,所述无线控制模块接收采集命令,并将命令转发给l~Ng的土壤温湿度采集模块,1,区的土壤温湿度采集模块分别将采集的土壤温湿度数据返回给无线控制模块,所述无线控制模块将各个分区的土壤温湿度数据反馈给中央控制模块;中央控制模块判断需要灌溉的具体分区号,并对需要灌溉的分区进行优先排队;根据队列,所述中央控制模块向无线控制模块发送控制指令,所述无线控制模块向对应分区的控制执行模块转发包含指定灌溉时长的控制指令,按照队列次序,对应分区的控制执行模块依次开启和停止控制灌溉执行装置,对于单个分区达到所述指定灌溉时长时,无论土壤湿度是否达到设定限值,控制执行模块控制灌溉执行装置停止灌溉,然后进行下一个分区的开启和停止灌溉,如此反复轮巡,直到所有分区的土壤湿度达到阀值上限;灌溉过程中,每个时刻只有一个分区在进行灌溉。
[0037]作为本发明的进一步改进,所述分区节水喷灌或滴灌控制系统还包括光照强度传感器,所述光照强度传感器与无线控制模块连接,所述光照强度传感器对日光照度进行检测,所述中央控制模块设定了日光照度上限值,当日光照度大于所述日光照度上限值时,所述中央控制模块不发出灌溉命令。采用此技术方案,当中午太阳强烈达到这个设定日光照度上限值时,避免灌溉、滴灌,这样更好的保护植物。
[0038]作为本发明的进一步改进,所述中央控制模块设定适宜灌溉的时间段,在所述适宜灌溉的时间段之外,所述中央控制模块不发出灌溉命令。采用此技术方案,可以设定每天、每周、每季度适合灌溉、滴灌和不宜灌溉的时间段,如每天早晚的某个时间段适合灌溉、滴灌,其它时间该技术装置不开启灌溉,这样可以更好的满足植物的生长需要。
[0039]作为本发明的进一步改进,所述中央控制模块设定适宜灌溉的灌溉温度范围,在所述适宜灌溉的灌溉温度范围之外,所述中央控制模块不发出灌溉命令。
[0040]作为本发明的进一步改进,所述中央控制模块设定分区土壤温湿度采集周期。这样,在所有分区灌溉一定时间后,本装置对所有分区土壤温湿度重新采集一次,然后重新确定需要喷灌的区域。
[0041]作为本发明的进一步改进,在所述中央控制模块上设置农作物类型为蔬菜作物、果类作物或药用作物,并设置作物当前生长期,这样可以根据不同农作物类型所在的生长期,结合当前土壤湿度、温度、光照强度确定灌溉时机,指定灌溉计划。其中所述蔬菜作物包括西红柿、菠菜、萝卜、白菜、芹菜、韭菜、葱姜蒜、胡萝卜、菜瓜、莲花菜菊芋、刀豆、豇豆、辣椒、黄瓜;所述果类作物包括桃、苹果、草莓、樱桃、红枣、梨、火龙果、莲雾;所述药用作物包括人参、当归、金银花、薄荷、石斛等。所述作物当前生长期包括育苗、移苗、花期、坐果等。
[0042]与现有技术相比,
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1