本发明专利技术涉及一种移动式微喷灌水肥一体化综合管理系统及其管控方法；包括移动装置、微喷带铺卷装置、精量配肥装置、首部枢纽装置、控制系统和供电电源。移动装置包括电动三轮车和可移动支架；微喷带铺卷装置用于铺设和收卷微喷带；精量配肥装置用于精量排肥和配置浓度可控母液；首部枢纽装置是对加压、调节、控制、净化、施肥及检测等设备的集成，用于输送灌溉水和肥料母液；控制系统用于控制微喷带铺卷装置、精量配肥装置和首部枢纽装置精确运行；本发明专利技术可以自动配肥实现母液随排随配，提高了装置工作的连续性，省时省力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农田水肥一体化
，尤其是一种移动式微喷灌水肥一体化综合管理系统及其管控方法，用于小麦、玉米等大田作物的微喷带铺放与收卷、多肥料在线精量配肥、微喷灌水肥一体化作业。
技术介绍
水肥一体化微喷灌技术是将微喷灌与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化微喷灌是借助压力系统将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起在可控管道系统使水肥相融后，通过管道微孔形成滴灌，均匀、定时、定量，浸润作物根系发育生长区域，使根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同作物的需肥特点、土壤环境和养分含量状况以及作物不同生长期的需水、需肥规律进行设计，把水分、养分定时定量、按比例直接提供给作物。微喷灌技术是我国田间灌溉过程的重要节水措施。但目前灌溉系统仍然需要用户自己进行组装，用户自己组装的系统仅能对某一块大田进行灌溉或施肥，不同的田区需要不同的系统，没有一个整体的系统可供用户直接使用，造成前期施工量大，而且施工成本高。因此微喷灌水肥一体化技术在大田农业生产中推广进程缓慢，其原因主要有以下几方面：1、大田作物上应用微喷灌的水肥一体化技术时，需要在作物播种后铺设微喷带，在收获前收卷微喷带，人工费用高、效率低、难以大面积推广；2、微喷灌溉水源工作压力和流量易波动，不稳定，导致灌溉均匀性和灌水量不稳定；3、微喷灌系统虽装备有文丘里注肥器或比例式吸肥器等施肥设备，但是在水压不稳定时难以实现施肥精量控制，加之操作工序多，农民一般不愿使用；4、农民习惯使用的颗粒型肥料容易出现溶解不彻底，对微喷灌系统的过滤器容易造成堵塞，水溶性肥料价格昂贵，农户难以接受。综上，根据大田生产地块分散经营的特点，针对微喷带铺卷费时费力、肥料配比不精确、水肥一体化系统投入成本高、使用效率低、不能灵活应用在不同田块等问题，迫切需要专利技术一种移动式微喷灌水肥一体化综合管理系统及其管控方法，用于小麦、玉米等大田作物的微喷带铺放与收卷、多肥料在线精量配肥、微喷灌水肥一体化作业，这对提高水肥一体化效率和增加粮食产量有着重要现实的意义。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种移动式微喷灌水肥一体化综合管理系统
及其管控方法，能够提供微喷带铺放与收卷、多肥料在线精量配肥、微喷灌水肥一体化作业等功能。一种移动式微喷灌水肥一体化综合管理系统，包括移动装置、微喷带铺卷装置、精量配肥装置、首部枢纽装置、控制系统和供电电源。所述的移动装置包括电动三轮车和可移动支架，用于系统移动以及系统中各个装置的集成；所述的微喷带铺卷装置用于铺设和收卷微喷带；所述的精量配肥装置用于精量排肥和配置浓度可控母液；所述的首部枢纽装置是对加压、调节、控制、净化、施肥及检测等设备的集成，用于输送灌溉水和肥料母液；所述的控制系统用于控制微喷带铺卷装置、精量配肥装置和首部枢纽装置精确运行。所述的移动装置，包括电动三轮车以及可移动的支架。所述的电动三轮车用于系统移动行走以及安放可移动支架；所述的可移动支架用于固定综合管理系统中各个装置。所述的微喷带铺卷装置包括机架、传动机构和摆动机构，微喷带铺卷装置安装在可移动支架上，用于微喷带的铺放和收卷；所述的机架用于固定摆动机构和传动机构；所述的传动机构包括链轮传动机构、绳线传动机构和卷带轮盘传动机构三大传动机构；所述的链轮传动机构包括链轮和链条，链轮和链条将电机、绳线传动机构和卷带轮盘传动机构连接起来，为绳线传动机构和卷带轮盘传动机构提供动力；所述的绳线传动机构安装在机架上并与电机连接，将微喷带固定在绳线上，微喷带可随绳线运动，实现微喷带铺放；所述的卷带轮盘传动机构安装在机架顶端孔内并与链轮固定在一起，将微喷带固定在卷带轮盘上，卷带轮盘转动，微喷带随之卷收在卷带轮盘上；所述的摆动机构用于微喷带收卷时排除微喷带中残留水，安装在机架上并与链轮固定在一起。所述的精量配肥装置位于可移动支架中部，精量配肥装置包括精量排肥机构和搅拌过滤机构，用于精量排肥和配置浓度可控母液；所述的精量排肥机构是选用现有螺旋绞龙组装成的排肥机构，安装在可移动支架上；所述的搅拌过滤机构包括V形过滤网筒和搅拌机构，用于搅碎、溶解和过滤肥料；所述的V形过滤网筒位于母液罐内部，V型过滤网筒一端固定在母液罐顶端一侧，另一端安装在母液罐顶端罐口，便于排肥机构将肥料落入V型过滤网筒；所述的搅拌机构是将电机和爪型搅刀通过搅拌轴连接起来的机构，固定在可移动支架上，被V型过滤网筒包覆，可在V型过滤网筒内自由转动，实现搅碎并加快溶解肥料。所述的首部枢纽装置包括主管道、水泵、逆止阀、压力表、过滤器、电磁阀、母液罐、注肥泵、母液罐进水管和母液罐出液管。所述的主管道与水泵的出水口进行连接用于输送灌溉水和肥料母液；所述的水泵固定在移动装置前部给主管道提供灌溉水和压力；所述的逆止阀安装在水泵出水口之后的主管道上防止水泵突然停止时水锤及水击现象对水泵造成损害；
所述的过滤器包括两个相同的过滤器，分别安装在逆止阀之后的主管道和母液罐出液管上，用于过滤主管道和进入母液罐的灌溉水以及进入主管道的母液；所述的电磁阀安装在母液罐进水管上；所述的母液罐进水管是从主管道分出来的一条支路，为配置母液提供水源；所述的母液罐出液管连接注肥泵，可通过注肥泵将母液注入主管道中。所述的控制系统包括控制箱、主控器、排肥电机控制器、搅拌电机控制器、铺卷电机控制器、注肥泵控制器、变压器、WIFI模块、用户终端设备、传感器模块、和输入输出接口。所述的控制箱安装在移动装置后部可移动支架的下方，控制箱用于安装主控器、排肥电机控制器、搅拌电机控制器、铺卷电机控制器、变压器和WIFI模块；所述的输入输出接口用于串接主控器、排肥电机控制器、搅拌电机控制器、铺卷电机控制器、变压器、WIFI模块和传感器模块，包括光电隔离、信号放大以及数字IO驱动电路；所述的变压器将发电机发出的交流电转化为控制器、电机和泵所需要的电压；所述的WiFi模块通过所述的输入输出接口与主控器相连接，实现主控器与用户终端设备的信号收发功能；所述的用户终端设备是带有无线网卡的智能手机或平板电脑类的电子设备；所述的主控器选用STM32型单片机；所述的传感器模块包括EC传感器、PH传感器、压力传感器和流量传感器，所述的EC传感器和PH传感器安装在注肥后的主管道上，用于检测主管道内肥料母液和灌溉水混合后的EC值和PH值；所述的压力传感器安装在主管道末端，用于检测主管道的压力；所述的流量传感器分别安装在母液罐进水管、母液罐出液管和主管道上，用于检测进出母液罐和主管道的流量；所述的排肥电机控制器一端连接主控器另一端连接排肥电机，主控器输出信号控制排肥电机动作；所述的搅拌电机控制器一端连接主控器另一端连接搅拌电机，主控器输出信号控制搅拌电机动作；所述的铺卷电机控制器一端连接主控器另一端连接铺卷电机，主控器输出信号控制铺卷电机动作；所述的注肥泵控制器一端连接主控器另一端连接注肥泵，主控器输出信号调节注肥泵的输出流量。所述的供电电源包括蓄电池和发电机；所述的蓄电池固定在电动三路车底盘内部，为电动三路车提供能源；所述发电机用于为注肥泵、电机和主控器提供能源。本专利技术还涉及一种移动式水肥一体化精量配肥微喷灌系统的控制方法，具体如下本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种移动式微喷灌水肥一体化综合管理系统，其特征在于包括移动装置、微喷带铺卷装置、精量配肥装置、首部枢纽装置、控制系统和供电电源；所述的移动装置包括电动三轮车和可移动支架，用于系统移动以及系统中各个装置的集成；所述的微喷带铺卷装置用于铺设和收卷微喷带；所述的精量配肥装置用于精量排肥和配置浓度可控母液；所述的首部枢纽装置是对加压、调节、控制、净化、施肥及检测等设备的集成，用于输送灌溉水和肥料母液；所述的控制系统用于控制微喷带铺卷装置、精量配肥装置和首部枢纽装置精确运行；所述的移动装置，包括电动三轮车以及可移动的支架；所述的电动三轮车用于系统移动行走以及安放可移动支架；所述的可移动支架用于固定综合管理系统中各个装置；所述的微喷带铺卷装置包括机架、传动机构和摆动机构，微喷带铺卷装置安装在可移动支架上，用于微喷带的铺放和收卷；所述的机架用于固定摆动机构和传动机构；所述的传动机构包括链轮传动机构、绳线传动机构和卷带轮盘传动机构三大传动机构；所述的链轮传动机构包括链轮和链条，链轮和链条将电机、绳线传动机构和卷带轮盘传动机构连接起来，为绳线传动机构和卷带轮盘传动机构提供动力；所述的绳线传动机构安装在机架上并与电机连接，将微喷带固定在绳线上，微喷带能随绳线运动，实现微喷带铺放；所述的卷带轮盘传动机构安装在机架顶端孔内并与链轮固定在一起，将微喷带固定在卷带轮盘上，卷带轮盘转动，微喷带随之卷收在卷带轮盘上；所述的摆动机构用于微喷带收卷时排除微喷带中残留水，安装在机架上并与链轮固定在一起；所述的精量配肥装置位于可移动支架中部，精量配肥装置包括精量排肥机构和搅拌过滤机构，用于精量排肥和配置浓度可控母液；所述的精量排肥机构是选用现有螺旋绞龙组装成的排肥机构，安装在可移动支架上；所述的搅拌过滤机构包括V形过滤网筒和搅拌机构，用于搅碎、溶解和过滤肥料；所述的V形过滤网筒位于母液罐内部，V型过滤网筒一端固定在母液罐顶端一侧，另一端安装在母液罐顶端罐口，便于排肥机构将肥料落入V型过滤网筒；所述的搅拌机构是将电机和爪型搅刀通过搅拌轴连接起来的机构，固定在可移动支架上，被V型过滤网筒包覆，能在V型过滤网筒内自由转动，实现搅碎并加快溶解肥料；所述的首部枢纽装置包括主管道、水泵、逆止阀、压力表、过滤器、电磁阀、母液罐、注肥泵、母液罐进水管和母液罐出液管；所述的主管道与水泵的出水口进行连接用于输送灌溉水和肥料母液；所述的水泵固定在移动装置前部给主管道提供灌溉水和压力；所述的逆止阀安装在水泵出水口之后的主管道上，防止水泵突然停止时水锤及水击现象对水泵造成损害；所述的过滤器包括两个相同的过滤器，分别安装在逆止阀之后的主管道和母液罐出液管上，用于过滤主管道和进入母液罐的灌溉水以及进入主管道的母液；所述的电磁阀安装在母液罐进水管上；所述的母液罐进水管是从主管道分出来的一条支路，为配置母液提供水源；所述的母液罐出液管连接注肥泵，能通过注肥泵将母液注入主管道中；所述的控制系统包括控制箱、主控器、排肥电机控制器、搅拌电机控制器、铺卷电机控制器、注肥泵控制器、变压器、WIFI模块、用户终端设备、传感器模块和输入输出接口；所述的控制箱安装在移动装置后部可移动支架的下方，控制箱用于安装主控器、排肥电机控制器、搅拌电机控制器、铺卷电机控制器、变压器和WIFI模块；所述的输入输出接口用于串接主控器、排肥电机控制器、搅拌电机控制器、铺卷电机控制器、变压器、WIFI模块和传感器模块，包括光电隔离、信号放大以及数字IO驱动电路；所述的变压器将发电机发出的交流电转化为控制器、电机和泵所需要的电压；所述的WiFi模块通过所述的输入输出接口与主控器相连接，实现主控器与用户终端设备的信号收发功能；所述的传感器模块包括EC传感器、PH传感器、压力传感器和流量传感器，所述的EC传感器和PH传感器安装在注肥后的主管道上，用于检测主管道内肥料母液和灌溉水混合后的EC值和PH值；所述的压力传感器安装在主管道末端，用于检测主管道的压力；所述的流量传感器分别安装在母液罐进水管、母液罐出液管和主管道上，用于检测进出母液罐和主管道的流量；所述的排肥电机控制器一端连接主控器另一端连接排肥电机，主控器输出信号控制排肥电机动作；所述的搅拌电机控制器一端连接主控器另一端连接搅拌电机，主控器输出信号控制搅拌电机动作；所述的铺卷电机控制器一端连接主控器另一端连接铺卷电机，主控器输出信号控制铺卷电机动作；所述的注肥泵控制器一端连接主控器另一端连接注肥泵，主控器输出信号调节注肥泵的输出流量；所述的供电电源包括蓄电池和发电机；所述的蓄电池固定在电动三路车底盘内部，为电动三路车提供能源；所述发电机用于为注肥泵、电机和主控器提供能源。...
【技术特征摘要】
1.一种移动式微喷灌水肥一体化综合管理系统，其特征在于包括移动装置、微喷带铺卷装置、精量配肥装置、首部枢纽装置、控制系统和供电电源；所述的移动装置包括电动三轮车和可移动支架，用于系统移动以及系统中各个装置的集成；所述的微喷带铺卷装置用于铺设和收卷微喷带；所述的精量配肥装置用于精量排肥和配置浓度可控母液；所述的首部枢纽装置是对加压、调节、控制、净化、施肥及检测等设备的集成，用于输送灌溉水和肥料母液；所述的控制系统用于控制微喷带铺卷装置、精量配肥装置和首部枢纽装置精确运行；所述的移动装置，包括电动三轮车以及可移动的支架；所述的电动三轮车用于系统移动行走以及安放可移动支架；所述的可移动支架用于固定综合管理系统中各个装置；所述的微喷带铺卷装置包括机架、传动机构和摆动机构，微喷带铺卷装置安装在可移动支架上，用于微喷带的铺放和收卷；所述的机架用于固定摆动机构和传动机构；所述的传动机构包括链轮传动机构、绳线传动机构和卷带轮盘传动机构三大传动机构；所述的链轮传动机构包括链轮和链条，链轮和链条将电机、绳线传动机构和卷带轮盘传动机构连接起来，为绳线传动机构和卷带轮盘传动机构提供动力；所述的绳线传动机构安装在机架上并与电机连接，将微喷带固定在绳线上，微喷带能随绳线运动，实现微喷带铺放；所述的卷带轮盘传动机构安装在机架顶端孔内并与链轮固定在一起，将微喷带固定在卷带轮盘上，卷带轮盘转动，微喷带随之卷收在卷带轮盘上；所述的摆动机构用于微喷带收卷时排除微喷带中残留水，安装在机架上并与链轮固定在一起；所述的精量配肥装置位于可移动支架中部，精量配肥装置包括精量排肥机构和搅拌过滤机构，用于精量排肥和配置浓度可控母液；所述的精量排肥机构是选用现有螺旋绞龙组装成的排肥机构，安装在可移动支架上；所述的搅拌过滤机构包括V形过滤网筒和搅拌机构，用于搅碎、溶解和过滤肥料；所述的V形过滤网筒位于母液罐内部，V型过滤网筒一端固定在母液罐顶端一侧，另一端安装在母液罐顶端罐口，便于排肥机构将肥料落入V型过滤网筒；所述的搅拌机构是将电机和爪型搅刀通过搅拌轴连接起来的机构，固定在可移动支架上，被V型过滤网筒包覆，能在V型过滤网筒内自由转动，实现搅碎并加快溶解肥料；所述的首部枢纽装置包括主管道、水泵、逆止阀、压力表、过滤器、电磁阀、母液罐、注肥泵、母液罐进水管和母液罐出液管；所述的主管道与水泵的出水口进行连接用于输送灌溉水和肥料母液；所述的水泵固定在移动装置前部给主管道提供灌溉水和压力；所述的逆止阀安装在水泵出水口之后的主管道上，防止水泵突然停止时水锤及水击现象对水泵造成损害；所述的过滤器包括两个相同的过滤器，分别安装在逆止阀之后的主管道和母液罐出液管上，用于过滤主管道和进入母液罐的灌溉水以及进入主管道的母液；所述的电磁阀安装在母液罐进水管上；所述的母液罐进水管是从主管道分出来的一条支路，为配置母液提供水源；所述
\t的母液罐出液管连接注肥泵，能通过注肥泵将母液注入主管道中；所述的控制系统包括控制箱、主控器、排肥电机控制器、搅拌电机控制器、铺卷电机控制器、注肥泵控制器、变压器、WIFI模块、用户终端设备、传感器模块和输入输出接口；所述的控制箱安装在移动装置后部可移动支架的下方，控制箱用于安装主控器、排肥电机控制器、搅拌电机控制器、铺卷电机控制器、变压器和WIFI模块；所述的输入输出接口用于串接主控器、排肥电机控制器、搅拌电机控制器、铺卷电机控制器、变压器、WIFI模块和传感器模块，包括光电隔离、信号放大以及数字IO驱动电路；所述的变压器将发电机发出的交流电转化为控制器、电机和泵所需要的电压；所述的WiFi模块通过所述的输入输出接口与主控器相连接，实现主控器与用户终端设备...
【专利技术属性】
技术研发人员：苑进，郝明，王凯，李扬，王东，刘雪美，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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