一种自动集雨的光伏水肥药一体化滴灌系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自动集雨的光伏水肥药一体化滴灌系统，它包括光伏装置、集雨装置、灌溉装置和控制装置，灌溉装置和控制装置均与光伏装置连接，灌溉装置包括施肥系统、施药系统、蓄能系统和灌溉管道系统；控制装置包括触摸板和控制柜。本发明专利技术的有益效果是：自动化程度高、可操作性强、运行稳定、绿色低耗，且具有节水节肥节药、灌水均匀度高与水肥利用率高等优势，实现了自动蓄水、加压及水肥药一体化灌溉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业灌溉领域，特别是一种自动集雨的光伏水肥药一体化滴灌系统。
技术介绍
中国是传统农业大国，耕地面积广，农田灌溉用水量占到全社会总用水量的60%以上，农业生产过程中过量施肥、施药现象普遍，科学的水肥药施用与高效利用已经成为农业发展的关注重点。因此，研制自动集雨的光伏水肥药一体化滴灌系统，对提高水肥利用效率、促进节水增产、发展清洁生产具有重要意义，也是促进智慧灌溉技术发展的关键。中国专利中公开号为CN104351020A的专利文件公开了一种基于图像采集的农田自动灌溉系统，包括多个现场检测子系统和计算机控制子系统，每一个现场检测子系统设置在一个农田分区内，用于检测对应分区的作物干旱程度，所述计算机控制子系统与所述多个现场检测子系统无线连接，基于每一个现场检测子系统对应农田分区的作物干旱程度确定对应农田分区的灌溉流量。中国专利中公开号为CN105183056A的专利文件公开了一种自动灌溉系统，包括土壤墒情信息采集模块，用于采集土壤墒情信息；控制模块，用于接收土壤墒情信息采集模块采集的土壤墒情信息，对该土壤墒情信息进行处理，并将处理后的土壤墒情信息发送给对比模块；还用于接收对比模块生成的控制信号，并根据该控制信号控制灌溉阀门的开启或闭合；对比模块，用于接收控制模块发送的处理后的土壤墒情信息，将该处理后的土壤墒情信息与预设的土壤墒情信息进行比对，根据比对结果生成控制信号。因此，上述灌溉系统虽然实现了灌溉自动化，但未能充分利用清洁能源，没有设立自动集雨及水肥药一体化装置，无法利用一套设施完成整个灌溉流程，自动化程度不高。
技术实现思路
本专利技术实现自动蓄水、加压及水肥药一体化灌溉，提供一种自动化程度高、灌溉效率高、可操作性强、具有节能环保与资源利用率高、运行稳定的基于自动集雨的光伏水肥药一体化滴灌系统。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种自动集雨的光伏水肥药一体化滴灌系统，它包括光伏装置、集雨装置、灌溉装置和控制装置，灌溉装置和控制装置均与光伏装置连接，灌溉装置包括施肥系统、施药系统、蓄能系统和灌溉管道系统；所述的集雨装置包括顺次连接的光伏大棚汇水漕集雨管、过滤器a、电磁阀a、蓄水池集雨管、沉沙装置、过滤器c和蓄水池，电磁阀a与沉沙装置之间节点处顺次连接有光伏大棚周边渠道集雨管、电磁阀b、过滤器b和集雨渠道，所述的蓄水池上还顺次连接有电磁阀d和自来水管，所述的蓄水池内设置有水泵、上液位传感器a和下液位传感器a；所述的灌溉管道系统包括电磁阀g、过滤器d、压力传感器、卸压电动阀、流量计、截止阀、灌溉管道和电磁阀j，电磁阀g的另一端与水泵的排水口连接，电磁阀j的另一端连接有滴灌带，滴灌带敷设在灌溉园区，灌溉园区内设置有土壤湿度传感器；所述的蓄能系统包括顺次连接的电磁阀e、蓄能水箱充水管路、蓄能水箱、电磁阀f，电磁阀e的另一端与水泵的排水口连接，电磁阀f的另一端连接于电磁阀g与过滤器d之间节点处，所述的蓄能水箱内设置有上液位传感器b和下液位传感器b；所述的施肥系统包括顺次连接的背压阀a、计量泵a、电磁阀h和施肥桶，背压阀a的另一端连接于卸压电磁阀与流量计之间节点处，所述的施肥桶内设置有搅拌泵a、热敏电阻探温加热装置a和温度监测计a；所述的施药系统包括顺次连接的背压阀b、计量泵b、电磁阀i和施药桶，背压阀b的另一端连接于卸压电磁阀与流量计之间节点处，所述的施药桶内设置有搅拌泵b、热敏电阻探温加热装置b和温度监测计b；所述的控制装置包括触摸板和控制柜，控制柜与电磁阀、液位传感器、土壤湿度传感器、压力传感器、过滤器、温度监测计、热敏电阻探温加热装置、计量泵、搅拌泵、连接于水泵上的微电脑控制开关连接；所述的光伏装置包括顺次连接的光伏组件、光伏控制器、蓄电池和升压器，升压器与电磁阀连接，光伏控制器上还顺次连接有逆变器和变频器，变频器与微电脑控制开关连接。所述的沉沙装置的底部连接有电磁阀c。所述的蓄能水箱的底部设置有支撑钢架a，所述的施肥桶的底部设置有支撑钢架b，所述的施药桶的底部设置有支撑钢架c。所述的热敏电阻探温加热装置a的外部罩有加热保护装置a，所述的热敏电阻探温加热装置b的外部罩有加热保护装置b。所述的热敏电阻探温加热装置a与加热装置线路a连接，所述的热敏电阻探温加热装置b与加热装置线路b连接。所述的搅拌泵a和搅拌泵b的输出端均连接有搅拌叶片。所述的灌溉园区内均匀布置有多个土壤湿度传感器。所述的电磁阀a两端并联有常闭阀a，电磁阀b两端并联有常闭阀b，所述的电磁阀d两端并联有常闭阀d，电磁阀e两端并联有常闭阀c，电磁阀g两端并联有常闭阀f，电磁阀h两端并联有常闭阀g，电磁阀i两端并联有常闭阀h，电磁阀j两端并联有常闭阀i，电磁阀f两端并联有常闭阀e。所述的蓄水池的顶部设置有蓄水池盖板。本专利技术具有以下优点：1、本专利技术实现自动化，无人工操作灌溉，能用一套装置完成水肥药及时精量供给。2、本专利技术实现了雨水的自动收集及干旱条件下蓄水池水量的自动补给。3、本专利技术实现了节能灌溉，即水泵未启动条件下，由蓄能水箱供水灌溉。4、本专利技术实现了自动调压灌溉。即水压过大条件下，由泄压装置泄压；水压不足条件下，由蓄能水箱加压灌溉。5、本专利技术实现了水肥药一体自动化灌溉，即可根据不同生育期设定作物灌水量，灌水次数及灌水时间。根据作物生长状况，通过流量表、计量泵控制施水施肥施药的量，实现作物水肥药定时定量精准灌溉。6、本专利技术实现了自动化条件下的高效快速溶肥、溶药，提高了肥料与农药利用效率，即将热敏电阻探温加热装置、温度监测计与搅拌泵结合，通过设定最佳溶肥（药）温度范围，进行控温。启动搅拌泵，设定搅拌时间，对肥（药）液进行均匀搅拌，使溶液达到快速溶解的目的。7.、对太阳能、降雨的利用，达到了节水节能清洁生产的目的，降低了滴灌系统运行成本。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为集雨装置的结构示意图；图3为蓄能系统的结构示意图；图4为施肥系统和施药系统的结构示意图；图5为本专利技术的控制原理图；图6为本专利技术的工作流程图；图中，1-光伏大棚汇水漕集雨管，2-过滤器a，3-电磁阀a，4-常闭阀a，5-集雨渠道，6-过滤器b，7-电磁阀b，8-常闭阀b，9-光伏大棚周边渠道集雨管，10-蓄水池集雨管，11-沉沙装置，12-电磁阀c，13-过滤器c，14-上液位传感器a，15-下液位传感器a，16-水泵，17-蓄水池，18-蓄水池盖板，19-自来水管，20-常闭阀c，21-常闭阀d，22-电磁阀d，23-电磁阀e，24-蓄能水箱充水管路，25-上液位传感器b，26-下液位传感器b，27-支撑钢架a，28-蓄能水箱，29-常闭阀e，30-电磁阀f，31-常闭阀f，32-电磁阀g，33-过滤器d，34-压力传感器，35-泄压电动阀，36-背压阀a，37-计量泵a，38-常闭阀g，39-电磁阀h，40-搅拌泵a，41-加热装置线路a，42-温度监测计a，43-施肥桶，44-加热保护装置a，45，支撑钢架b，46-热敏电阻探温加热装置a，47-常闭阀h，48-背压阀b，49-计量泵b，50-电磁阀i，51-施药桶，52-加热保护装置b，53-支撑钢架c，54-热敏电阻探温加热装置b，55-搅拌泵b，56-加热装置线路b，57-温度监测计b，58-流量计，59-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动集雨的光伏水肥药一体化滴灌系统，其特征在于：它包括光伏装置、集雨装置（66）、灌溉装置和控制装置，灌溉装置和控制装置均与光伏装置连接，灌溉装置包括施肥系统、施药系统、蓄能系统（67）和灌溉管道系统；所述的集雨装置（66）包括顺次连接的光伏大棚汇水漕集雨管（1）、过滤器a（2）、电磁阀a（3）、蓄水池集雨管（10）、沉沙装置（11）、过滤器c（13）和蓄水池（17），电磁阀a（3）与沉沙装置（11）之间节点处顺次连接有光伏大棚周边渠道集雨管（9）、电磁阀b（7）、过滤器b（6）和集雨渠道（5），所述的蓄水池（17）上还顺次连接有电磁阀d（22）和自来水管（19），所述的蓄水池（17）内设置有水泵（16）、上液位传感器a（14）和下液位传感器a（15）；所述的灌溉管道系统包括电磁阀g（32）、过滤器d（33）、压力传感器（34）、卸压电动阀（35）、流量计（58）、截止阀（59）、灌溉管道（60）和电磁阀j（61），电磁阀g（32）的另一端与水泵（16）的排水口连接，电磁阀j（61）的另一端连接有滴灌带（64），滴灌带（64）敷设在灌溉园区（63），灌溉园区（63）内设置有土壤湿度传感器（65）；所述的蓄能系统（67）包括顺次连接的电磁阀e（23）、蓄能水箱充水管路（24）、蓄能水箱（28）、电磁阀f（30），电磁阀e（23）的另一端与水泵（16）的排水口连接，电磁阀f（30）的另一端连接于电磁阀g（32）与过滤器d（33）之间节点处，所述的蓄能水箱（28）内设置有上液位传感器b（25）和下液位传感器b（26）；所述的施肥系统包括顺次连接的背压阀a（36）、计量泵a（37）、电磁阀h（39）和施肥桶（43），背压阀a（36）的另一端连接于卸压电磁阀（35）与流量计（58）之间节点处，所述的施肥桶（43）内设置有搅拌泵a（40）、热敏电阻探温加热装置a（46）和温度监测计a（42）；所述的施药系统包括顺次连接的背压阀b（48）、计量泵b（49）、电磁阀i（50）和施药桶（51），背压阀b（48）的另一端连接于卸压电磁阀（35）与流量计（58）之间节点处，所述的施药桶（51）内设置有搅拌泵b（55）、热敏电阻探温加热装置b（54）和温度监测计b（57）；所述的控制装置包括触摸板和控制柜，控制柜与电磁阀、液位传感器、土壤湿度传感器（65）、压力传感器（34）、过滤器、温度监测计、热敏电阻探温加热装置、计量泵、搅拌泵、连接于水泵（16）上的微电脑控制开关连接；所述的光伏装置包括顺次连接的光伏组件、光伏控制器、蓄电池和升压器，升压器与电磁阀连接，光伏控制器上还顺次连接有逆变器和变频器，变频器与微电脑控制开关连接。...

【技术特征摘要】
1.一种自动集雨的光伏水肥药一体化滴灌系统，其特征在于：它包括光伏装置、集雨装置（66）、灌溉装置和控制装置，灌溉装置和控制装置均与光伏装置连接，灌溉装置包括施肥系统、施药系统、蓄能系统（67）和灌溉管道系统；所述的集雨装置（66）包括顺次连接的光伏大棚汇水漕集雨管（1）、过滤器a（2）、电磁阀a（3）、蓄水池集雨管（10）、沉沙装置（11）、过滤器c（13）和蓄水池（17），电磁阀a（3）与沉沙装置（11）之间节点处顺次连接有光伏大棚周边渠道集雨管（9）、电磁阀b（7）、过滤器b（6）和集雨渠道（5），所述的蓄水池（17）上还顺次连接有电磁阀d（22）和自来水管（19），所述的蓄水池（17）内设置有水泵（16）、上液位传感器a（14）和下液位传感器a（15）；所述的灌溉管道系统包括电磁阀g（32）、过滤器d（33）、压力传感器（34）、卸压电动阀（35）、流量计（58）、截止阀（59）、灌溉管道（60）和电磁阀j（61），电磁阀g（32）的另一端与水泵（16）的排水口连接，电磁阀j（61）的另一端连接有滴灌带（64），滴灌带（64）敷设在灌溉园区（63），灌溉园区（63）内设置有土壤湿度传感器（65）；所述的蓄能系统（67）包括顺次连接的电磁阀e（23）、蓄能水箱充水管路（24）、蓄能水箱（28）、电磁阀f（30），电磁阀e（23）的另一端与水泵（16）的排水口连接，电磁阀f（30）的另一端连接于电磁阀g（32）与过滤器d（33）之间节点处，所述的蓄能水箱（28）内设置有上液位传感器b（25）和下液位传感器b（26）；所述的施肥系统包括顺次连接的背压阀a（36）、计量泵a（37）、电磁阀h（39）和施肥桶（43），背压阀a（36）的另一端连接于卸压电磁阀（35）与流量计（58）之间节点处，所述的施肥桶（43）内设置有搅拌泵a（40）、热敏电阻探温加热装置a（46）和温度监测计a（42）；所述的施药系统包括顺次连接的背压阀b（48）、计量泵b（49）、电磁阀i（50）和施药桶（51），背压阀b（48）的另一端连接于卸压电磁阀（35）与流量计（58）之间节点处，所述的施药桶（51）内设置有搅拌泵b（55）、热敏电阻探温加热装置b（54）和温度监测计b（57）；所述的控制装置包括触摸板和控制柜，控制柜与电磁阀、液位传感器、土壤湿度...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔宁博，谢锐敏，赵璐，庄文化，李晨，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51