沼液水肥一体化智能控制灌溉系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种沼液水肥一体化智能控制灌溉系统，包括若干个土壤墒情监测系统、沼液池、蓄水池、配肥器、三级灌溉管网、泵系统、电磁阀，末端管道均匀分布在对应的土壤墒情监测系统控制的区域，所述泵系统由沼液泵、水泵和泵控制箱组成，处理芯片收集多个探针水分传感器的信号并处理，所述泵控制箱接收并处理处理芯片的信号，并控制沼液泵和水泵的启闭，所述处理芯片控制电磁阀。还公开了上述灌溉系统的使用方法。本发明专利技术采用土壤墒情监测系统，对设施大棚进行实时监测，并发出指令自动进行灌溉。节省了人工，减轻了劳动强度，能够时刻保持作物对土壤墒情的需求，弥补了人为浇灌量的不确定性，提高了灌溉质量和效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种沼液水肥一体化智能控制灌溉系统及其使用方法。
技术介绍
近年来，畜禽养殖污染已引起社会舆论广泛关注和各级政府治污决策时的高度重视，为实现粪污无害化处理及能源化利用，畜禽养殖场纷纷建设沼气工程，在取得既定效益的同时也产生了大量的副产物，即沼液。沼液中富含氮、磷、钾等元素，未经后续处理直接排放环境将对周边水体自净功能造成严重影响，成为水环境保护中亟待解决的关键问题，也长期困扰着畜牧业的健康发展。农田消纳沼液是通过农田土壤以及生存在土壤中的农作物、微生物等共同作用来处理和利用沼液的生态方法，是目前公认的最易实施且行之有效的处理方法，既能缓解沼气工程中沼液的后续处理压力和处理成本，也能部分替代农业生产对化学肥料的需求，降低农业生产成本，培肥地力，提高农作物产量和品质。传统的沼液利用方式受用工量大、劳动强度高等因素限制，使沼液的农业优异功效在被普遍认可的同时，却得不到大面积应用。近年来，农业喷、滴灌设施系统的专利技术及发展使沼液在农业上大面积应用成为可能，刘宝存等人的一种沼液滴灌施肥系统(专利号ZL200910146926.0)初步奠定了沼液在温室滴灌系统应用的构架，高立洪等人的沼液灌溉防堵系统及方法(专利号ZL201210051227.X)在防堵及自动化上进行了初步的提升。而现代农业的发展，对沼液应用的灌溉系统提出了更高要求，即省工、节本、安全、高效的前提下，实现串点成面的智能控制系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种沼液水肥一体化智能控制灌溉系统。本专利技术采用的技术方案为：一种沼液水肥一体化智能控制灌溉系统，包括若干个土壤墒情监测系统、沼液池、蓄水池、配肥器、三级灌溉管网、泵系统、电磁阀，所述土壤墒情监测系统由多个探针水分传感器、处理芯片、控制面板组成，三级灌溉管网由主管道、支管道、末端管道组成，其直径依次递减，主管道和若干根支管道连接，每根支管道和若干根末端管道连接，支管道的数量与土壤墒情监测系统的数量对应，末端管道均匀分布在对应的土壤墒情监测系统控制的区域，所述泵系统由沼液泵、水泵和泵控制箱组成，所述沼液泵用于将沼液池内的沼液抽取到主管道内，所述水泵用于将蓄水池内的水抽取到主管道内，其中沼液泵与主管道连接处相对水泵与主管道连接处更靠近支管道，所述探针水分传感器分布于均匀分布于该土壤墒情监测系统控制的区域，用于探测该区域内土壤水分，每个支管道上均设有电磁阀，所述处理芯片收集多个探针水分传感器的信号并处理，所述
泵控制箱接收并处理处理芯片的信号，并控制沼液泵和水泵的启闭，所述处理芯片控制该土壤墒情监测系统控制区域内的电磁阀的启闭，控制面板与处理芯片连接，用于输入命令和显示数据，所述配肥器设置于沼液泵与主管道连接处与水泵与主管道连接处之间。优选的，还包括单向阀，所述单向阀设置于沼液泵与主管道的连接管道上，以及水泵与主管道的连接管道上。优选的，还包括流速传感器，所述流速传感器设置于沼液泵的单向阀前端，流速传感器的信号传送给泵控制箱。优选的，还包括压力传感器，所述压力传感器设置于支管道靠近主管道的一端，所述压力传感器的信号传送给处理芯片。优选的，所述沼液池为两格式沼液池，分为沼液沉淀池和沼液储存池，在沉淀池和储存池之间的水泥挡墙中下部设有过滤格栅。沼液经外部管道输送至沉淀池，经初沉淀、格栅过滤后进入沼液储存池，有效降低了沼液中大量的固体悬浮物。优选的，所述配肥器包括施肥器、吸肥管和储液桶，施肥器的两端均连接在主管道上，施肥器的中间部位连接吸肥管，吸肥管另一端放入储液桶内。施肥器在主管道上形成的压力差使得吸肥管自动吸取储液桶内的液体配方肥料，并输送到主管道内，肥料与水混合均匀，提高施肥效率。优选的，所述末端管道为滴灌带或微喷带，其上错位打孔，孔径为1.0-1.5mm。优选的，还包括大颗粒物过滤网箱，所述大颗粒物过滤网箱由长方体不锈钢框架、反冲洗装置、三面40-60目不锈钢筛网包裹而成，大颗粒物过滤网箱开口向上，垂直摆放在沼液储存池和水池中，沼液泵和水泵从大颗粒物过滤网箱内吸取液体。本专利技术还提供了基于上述沼液水肥一体化智能控制灌溉系统的使用方法，其步骤包括：(1)、处理芯片实时接收探针水分传感器探测的数据，处理芯片内预置有控制程序，对所接收的数据进行加和求平均值和筛选最低值，并在控制面板中显示相应的具体数值，在所述控制面板上预留有人为设定触屏按钮，所述触屏按钮设定为针对不同作物生长所需的土壤墒情阈值范围；(2)、处理芯片选择实时监测的平均值或者选择实时监测的最低值与该阈值比对，当监测的实时数据平均值或者最低值低于所设定的下土壤墒情阈值下限时，发出请求到泵控制箱，泵控制箱首先启动沼液泵并指令处理芯片开启电磁阀，并根据设定的沼液泵运行时间，自动控制沼液泵的关闭，然后启动水泵，水泵的运行时间取决于监测的土壤实时墒情及作物需求的土壤墒情阈值上限，当监测的实时数据平均值或者最低值大于或等于所设
定的土壤墒情阈值上限时，处理芯片发出请求到泵控制箱，泵控制箱关闭水泵，并指令处理芯片关闭电磁阀，所述沼液泵运行时间在土壤墒情监测系统控制面板中人为根据不同作物对沼液的需求量和沼液泵流量大小来设定；(3)、若有两个或两个以上的土壤墒情监测系统同时向泵控制箱发出灌溉请求时，系统以泵控制箱接收到指令的先后顺序逐次进行灌溉，进入等待序列的土壤墒情监测系统，其相连的支管道上的电磁阀处于关闭状态，直到接收到灌溉指令时，才开启设施对应的支管道上的电磁阀；区域连片控制避让程序的设置，保证了末端管道的水压供给，有利于末端管道出水孔的畅通。(4)、泵控制箱接收流速传感器的实时信号并显示，若沼液泵处于开启状态，而流速传感器的流速信号持续下降，则发出警报信号，说明沼液池的沼液储备不足或过滤格栅堵塞，需要添加沼液或清理过滤格栅；(5)、处理芯片接收压力传感器的实时信号并显示，若支管道的电磁阀开启时，该支管道上的压力传感器信号有异常变化，则发出警报信号，若压力下降，说明主管道或支管道漏水，若压力上升，说明末端管道的孔堵塞，需要清理。优选的，所述控制面板上设有直接开启灌溉系统的触屏按钮和直接关闭灌溉系统的触屏按钮，直接开启灌溉系统的按钮触动后，不考虑探针水分传感器监测的数据，直接开启灌溉系统，即先开启沼液泵然后开启水泵，直接关闭灌溉系统的按钮触动后，直接关闭正在运行的沼液泵或水泵。本专利技术的有益效果如下：1、采用土壤墒情监测系统，对设施大棚土壤墒情进行实时监测，并发出指令自动进行灌溉。在土壤墒情监测系统的控制程序中，灵活的设计了可以根据不同作物需水、需肥特性设定不同的土壤墒情范围阈值，并可以通过设定沼液泵运行时间设定沼液的灌溉量，实现先灌溉沼液后灌溉清水或水肥。节省了人工，减轻了劳动强度，能够时刻保持作物对土壤墒情的需求，弥补了人为浇灌量的不确定性，提高了灌溉质量和效率。2、在泵控制箱中设置了区域连片控制避让程序，并在每栋设施大棚的支管上使用电磁阀，实现了整套系统的区域连片控制，更加适应现代农业对自动化、智能化的需求。3、采用两格式沼液池及大颗粒物过滤网箱，能够在前端将潜在的导致管道堵塞的固体悬浮物过滤掉，有效的确保了灌溉管网的安全性。4、采用三级灌溉管网，有效保证了输送压力的强度，滴灌(或微喷)带上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沼液水肥一体化智能控制灌溉系统，包括若干个土壤墒情监测系统、沼液池、蓄水池、配肥器、三级灌溉管网、泵系统、电磁阀，所述土壤墒情监测系统由多个探针水分传感器、处理芯片、控制面板组成，三级灌溉管网由主管道、支管道、末端管道组成，其直径依次递减，主管道和若干根支管道连接，每根支管道和若干根末端管道连接，支管道的数量与土壤墒情监测系统的数量对应，末端管道均匀分布在对应的土壤墒情监测系统控制的区域，所述泵系统由沼液泵、水泵和泵控制箱组成，所述沼液泵用于将沼液池内的沼液抽取到主管道内，所述水泵用于将蓄水池内的水抽取到主管道内，其中沼液泵与主管道连接处相对水泵与主管道连接处更靠近支管道，所述探针水分传感器分布于均匀分布于该土壤墒情监测系统控制的区域，用于探测该区域内土壤水分，每个支管道上均设有电磁阀，所述处理芯片收集多个探针水分传感器的信号并处理，所述泵控制箱接收并处理处理芯片的信号，并控制沼液泵和水泵的启闭，所述处理芯片控制该土壤墒情监测系统控制区域内的电磁阀的启闭，控制面板与处理芯片连接，用于输入命令和显示数据，所述配肥器设置于沼液泵与主管道连接处与水泵与主管道连接处之间。

【技术特征摘要】
1.一种沼液水肥一体化智能控制灌溉系统，包括若干个土壤墒情监测系统、沼液池、蓄水池、配肥器、三级灌溉管网、泵系统、电磁阀，所述土壤墒情监测系统由多个探针水分传感器、处理芯片、控制面板组成，三级灌溉管网由主管道、支管道、末端管道组成，其直径依次递减，主管道和若干根支管道连接，每根支管道和若干根末端管道连接，支管道的数量与土壤墒情监测系统的数量对应，末端管道均匀分布在对应的土壤墒情监测系统控制的区域，所述泵系统由沼液泵、水泵和泵控制箱组成，所述沼液泵用于将沼液池内的沼液抽取到主管道内，所述水泵用于将蓄水池内的水抽取到主管道内，其中沼液泵与主管道连接处相对水泵与主管道连接处更靠近支管道，所述探针水分传感器分布于均匀分布于该土壤墒情监测系统控制的区域，用于探测该区域内土壤水分，每个支管道上均设有电磁阀，所述处理芯片收集多个探针水分传感器的信号并处理，所述泵控制箱接收并处理处理芯片的信号，并控制沼液泵和水泵的启闭，所述处理芯片控制该土壤墒情监测系统控制区域内的电磁阀的启闭，控制面板与处理芯片连接，用于输入命令和显示数据，所述配肥器设置于沼液泵与主管道连接处与水泵与主管道连接处之间。2.根据权利要求1所述的沼液水肥一体化智能控制灌溉系统，其特征在于：还包括单向阀，所述单向阀设置于沼液泵与主管道的连接管道上，以及水泵与主管道的连接管道上。3.根据权利要求2所述的沼液水肥一体化智能控制灌溉系统，其特征在于：还包括流速传感器，所述流速传感器设置于沼液泵的单向阀前端，流速传感器的信号传送给泵控制箱。4.根据权利要求3所述的沼液水肥一体化智能控制灌溉系统，其特征在于：还包括压力传感器，所述压力传感器设置于支管道靠近主管道的一端，所述压力传感器的信号传送给处理芯片。5.根据权利要求4所述的沼液水肥一体化智能控制灌溉系统，其特征在于：所述沼液池为两格式沼液池，分为沼液沉淀池和沼液储存池，在沉淀池和储存池之间的水泥挡墙中下部设有过滤格栅。6.根据权利要求5所述的沼液水肥一体化智能控制灌溉系统，其特征在于：所述配肥器包括施肥器、吸肥管和储液桶，施肥器的两端均连接在主管道上，施肥器的中间部位连接吸肥管，吸肥管另一端放入储液桶内。7.根据权利要求6所述的沼液水肥一体化智能控制灌溉系统，其特征在于：所述末端管道为滴灌带或微喷带，其上错位打孔，孔径为1.0-1.5mm。8.根据权利要求7所述的沼液水肥一体化智能控制灌溉...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛婧，王子臣，孙国峰，张丽萍，郑建初，
申请(专利权)人：江苏省农业科学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32