一种可施用沼液的智能一体化施肥系统技术方案

本发明专利技术涉及一种可施用沼液的智能一体化施肥系统。所述系统包括水肥调配模块，对沼液进行稀释及满足作物生长营养要求进行测土配方施肥；水肥过滤模块，过滤稀释的水溶性肥料和沼液；水肥输送模块，用于将配比后的沼液、水溶性肥料充分混合，并通过管道输送；田间监测控制模块，用于监测田间气象信息、作物生长信息；智能控制模块，能够实现施用运行台账自动生成，还能够通过神经网络与深度学习自动控制各个模块的运行。本发明专利技术将水肥调配模块、水肥过滤模块、水肥输送模块及智能控制模块高度集成于一体化箱体，本发明专利技术可以有效节省人工，降低劳动强度，运行稳定，适配各类灌溉管道系统，能够科学高效的施用沼液和肥水等，提高灌溉质量和效率。

An Intelligent Integrated Fertilizer System Applicable to Biogas Liquor

【技术实现步骤摘要】
一种可施用沼液的智能一体化施肥系统
本专利技术涉及农业施肥
，尤其涉及一种可施用沼液的智能一体化施肥系统。
技术介绍
沼液含有多种植物生长的养分，丰富的氨基酸、各种生长激素及维生素等，是人们广为熟知的一种速效性有机肥料。随着生态农业的持续性发展，沼液的用途也逐渐被人们开发利用。同时，习近平总书记在中央财经领导小组第14次会议上讲话上指出要加快推进畜禽养殖废弃物处理和资源化；《国务院办公厅关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》（国办发〔2017〕48号）指出要全面推进畜禽养殖废弃物资源化利用，构建种养结合、农牧循环的可持续发展新格局，鼓励沼液和经无害化处理的畜禽养殖废水作为肥料科学还田利用；《畜禽粪污资源化利用行动方案（2017—2020年）》（农牧发〔2017〕11号）中也指出要加大有机肥、沼肥施用装备研发推广力度。进一步从国家层面推动沼液的还田利用和沼肥施用设备的研发。目前，多数沼液施肥装置整体结构复杂，过滤系统不具备自动反冲洗功能，需要人力清理沼液过滤后的滤渣，降低了施肥装置的工作效率，智能化水平较低，控制不方便，浪费人力；传统水肥一体化技术只适用于可溶性固体或液体肥料的施用，对于含固量较高的沼液缺乏有效的过滤手段难以满足田间滴灌和喷灌设备的要求，容易堵塞滴灌和喷灌设备，同时，现有水肥一体化设施设备兼容性差，不能满足多种灌溉管道的需求。而且未经过稀释的沼液长期施用在田地里，短期内能够提高有机质含量，提高肥效，但对幼苗阶段的经济作物产生烧苗的不利影响，长期施用对环境危害较大，若对沼液进行人工稀释，不仅降低了工作效率，还增加了劳动强度。因此，研发一种可大面积使用、设备兼容性强、高度集成、沼液过滤精度高、自动过滤反冲洗的可施用沼液的智能一体化施肥系统，可以有效节省人工，降低劳动强度，运行稳定，适配各类灌溉管道系统，能够科学高效的施用沼液和肥水等，提高灌溉质量和效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可施用沼液的智能一体化施肥系统，可以有效节省人工，降低劳动强度，运行稳定，适配各类灌溉管道系统，能够科学高效的施用沼液和肥水等，提高灌溉质量和效率。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种可施用沼液的智能一体化施肥系统，包括：水肥调配模块，用于根据种植作物的需求对沼液进行稀释及满足作物生长营养要求进行测土配方施肥；水肥过滤模块，用于过滤稀释包括沼液、水溶性肥料的液体，去除其中的杂质；水肥输送模块，用于将配比后的沼液、水溶性肥料充分混合，通过管道输送至田间滴灌、喷灌设施，浇灌种植地作物；田间监测控制模块，用于监测田间气象信息、作物生长信息、并通过无线传输功能实时传输数据；通过无线传输功能实现对田间水肥施用的精准控制；智能控制模块，控制水肥调配模块、水肥过滤模块、水肥输送模块及田间监测控制模块的联动，实现智能化运行，对沼液实际施用情况进行整理和记录，实现沼液施用运行台账自动生成；所述智能控制模块还能够通过自我分析和自我学习自动控制各个模块的运行。在本专利技术一实施例中，所述沼液调配模块，根据种植作物的需求设定电导率(EC值)，实现沼液和清水按照预定比例进行混合，达到设定EC值并维持稳定，且能够根据测土配方的结果施用水溶肥。在本专利技术一实施例中，所述水肥过滤模块采用包括叠片式过滤、膜过滤、精密过滤器的过滤方式。在本专利技术一实施例中，所述叠片式过滤方式，过滤精度为4-200μm；所述膜过滤方式，采用管式膜过滤对水肥进行过滤，过滤精度可达4-10μm，管式膜材料可选配无机膜膜芯和有机管式膜芯，所述管式膜芯包括陶瓷膜、金属膜、PE、PVC、PTFE、PVDF的管式膜芯；所述精密过滤器，过滤精度0.1-60μm，内部采用PP熔喷、线烧、折叠、钛滤芯、活性炭滤芯等管状滤芯作为过滤元件。所述过滤模块可根据田间滴灌和微喷灌的需求调整过滤精度，以防止滴灌头和微喷孔的堵塞，保证水肥的正常施用。在本专利技术一实施例中，所述水肥输送模块，采用可变频离心泵作为水肥输送的动力，能够将水溶性肥料、沼液和清水根据施肥配方进行充分的混合，经过滤后输送至田间管道；同时，离心泵后设置有压力表，根据预设压力值，所述智能控制模块能够实时通过变频器控制离心泵的转速，从而使管道压力值保持恒定，保证田间滴灌设备的流量恒定。在本专利技术一实施例中，所述田间监测控制模块，能够实时监测田间包括风速、风向、空气温湿度、降雨量、土壤温湿度、光照强度、辐射、二氧化碳、视频及图像，田间数据采集和控制信号传输通过LORA、NB-IoT、RF433/315M、蓝牙（Bluetooth）、Zigbee、WiFi网络实现，采集数据与控制信息统一传输至所述智能控制核心，再通过以太网、WiFi、4G、5G传输至云服务器，进行数据存储与处理，通过数据分析控制实现对田间水肥施用的精准控制；在所述智能控制模块内预留无线通讯接口，根据不同作物的生长需求添加田间监测设备。在本专利技术一实施例中，所述智能控制模块，包括PLC、MCU单片机、SoC嵌入式系统、上位机的形式，能控制沼液调配模块、沼液过滤模块、沼液输送模块及田间监测模块的联动；所述智能控制模块还能够通过神经网络和深度学习自动控制各个模块的运行；能够支持手机APP远程控制，能够实现自动运行、手动运行和远程控制，可以控制多个灌区的合理施肥，实现智能化运行，对水溶性肥料、沼液和清水实际施用情况进行整理和记录，实现施用运行台账自动生成。在本专利技术一实施例中，该系统实现施肥的方法，包括如下步骤：步骤S1、通过田间监测控制模块对田间气象信息和作物生长信息进行监测；步骤S2、通过水肥调配模块根据种植作物的需求对水溶性肥料和沼液进行科学配比；步骤S3、通过智能控制模块根据步骤S1监测的田间气象信息和作物生长信息，控制水肥过滤模块、水肥输送模块进行水溶性肥料和沼液的过滤、混合及输送，实现智能化施肥，同时通过智能控制模块能够对水溶性肥料、沼液和清水实际施用情况进行整理和记录，实现施用运行台账自动生成。相较于现有系统及方法，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过水肥调配模块对水溶性肥料和沼液进行合理稀释，防止烧苗和土壤中离子的累积；通过水肥过滤模块对沼液进行过滤，在防止沼液对管道和滴灌设备的堵塞的基础上，基本不影响沼液养分的含量；通过水肥输送模块保证水溶性肥料、沼液和清水充分混合、保持管道压力及保证滴灌设备的流量恒定；通过田间监测控制模块实时监测田间气象和作物生长信息，实时调整沼液和水肥施用方案；通过智能控制模块控制沼液配比、过滤器自动反冲洗、管道压力恒定及与田间监测控制模块联动，实现智能化运行，对沼液实际施用情况进行整理和记录，实现沼液施用运行台账自动生成。最终实现水肥一体智能自动施肥、降低施肥成本，提高种植收益、科学配比等功能。附图说明图1为本专利技术一种可施用沼液的智能一体化施肥系统的流程图。图2位本专利技术一种可施用沼液的智能一体化施肥系统的结构示意图。图中：1为液位计，2为电动调节阀，3为远传流量计，4为EC电极，5为pH电极，6为压力传感器，7为两位三通电磁阀，8为过滤器，9为电磁阀，10为气象站，11为智能控制系统。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。本专利技术提供了一种可施用沼液的智能一体化施肥系统，包括：水肥调配模块，用于根据种植作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可施用沼液的智能一体化施肥系统，其特征在于，包括：水肥调配模块，用于根据种植作物的需求对沼液进行稀释及满足作物生长营养要求进行测土配方施肥；水肥过滤模块，用于过滤稀释的包括沼液、水溶性肥料的液体，去除其中的杂质；水肥输送模块，用于将配比后的沼液、水溶性肥料充分混合，通过管道输送至田间滴灌、喷灌设施，浇灌种植地作物；田间监测控制模块，用于监测田间气象信息、作物生长信息，并通过无线传输功能实时传输数据；通过无线传输功能实现对田间水肥施用的精准控制；智能控制模块，控制水肥调配模块、水肥过滤模块、水肥输送模块及田间监测控制模块的联动，实现智能化运行，对水溶性肥料、沼液和清水实际施用情况进行整理和记录，实现施用运行台账自动生成；所述智能控制模块还能够通过自我分析和自我学习自动控制各个模块的运行。

【技术特征摘要】
1.一种可施用沼液的智能一体化施肥系统，其特征在于，包括：水肥调配模块，用于根据种植作物的需求对沼液进行稀释及满足作物生长营养要求进行测土配方施肥；水肥过滤模块，用于过滤稀释的包括沼液、水溶性肥料的液体，去除其中的杂质；水肥输送模块，用于将配比后的沼液、水溶性肥料充分混合，通过管道输送至田间滴灌、喷灌设施，浇灌种植地作物；田间监测控制模块，用于监测田间气象信息、作物生长信息，并通过无线传输功能实时传输数据；通过无线传输功能实现对田间水肥施用的精准控制；智能控制模块，控制水肥调配模块、水肥过滤模块、水肥输送模块及田间监测控制模块的联动，实现智能化运行，对水溶性肥料、沼液和清水实际施用情况进行整理和记录，实现施用运行台账自动生成；所述智能控制模块还能够通过自我分析和自我学习自动控制各个模块的运行。2.根据权利要求1所述的一种可施用沼液的智能一体化施肥系统，其特征在于，所述水肥调配模块，可根据种植作物的需求设定电导率，即EC值，实现沼液和清水按照预定比例进行混合，达到设定EC值并维持稳定，且能够根据测土配方的结果施用水溶肥。3.根据权利要求1所述的一种可施用沼液的智能一体化施肥系统，其特征在于，所述水肥过滤模块采用包括叠片式过滤、膜过滤、精密过滤器的过滤方式。4.根据权利要求3所述的一种可施用沼液的智能一体化施肥系统，其特征在于，所述叠片式过滤方式，过滤精度为4-200μm；所述膜过滤方式，采用管式膜过滤对水肥进行过滤，过滤精度可达4-10μm，管式膜材料可选配无机膜膜芯和有机管式膜芯，所述管式膜芯包括陶瓷膜、金属膜、PE、PVC、PTFE、PVDF的管式膜芯；所述精密过滤器，采用精密过滤器对水肥进行过滤，过滤精度0.1-60μm，内部采用包括PP熔喷、线烧、折叠、钛滤芯、活性炭滤芯的管状滤芯作为过滤元件，根据不同的过滤介质及设计工艺选择不同的过滤元件；所述水肥过滤模块可根据田间滴灌和微喷灌的需求调整过滤精度，以防止滴灌头和微喷孔的堵塞，保证水肥的正常施用。5.根据权利要求1所述的一种可施用沼液的智能一体化施肥系统，其特征在于，所述水肥输送模块，采用可变频离心...

【专利技术属性】
技术研发人员：周顺桂，林皓，廖斌斌，车建刚，吴志伟，林杰，
申请(专利权)人：福建省致青生态环保有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35