水肥一体优化控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水肥一体优化控制系统及方法，所述控制系统包括监控模块、传感器模块、无线采集网关和水肥控制模块；所述监控模块拍摄大棚中植物的图片，并对图像进行处理，获得植物的生长信息；所述传感器模块采集大棚内的土壤数据，并对土壤数据进行处理，获得大棚内土壤的状况；所述无线采集网关分别与所述监控模块、传感器模块和水肥控制模块相连，将植物的生长信息和大棚内土壤的状况发送至水肥控制模块；所述水肥控制模块基于接受到的信息，自动生成水

【技术实现步骤摘要】
水肥一体优化控制系统及方法


[0001]本专利技术属于植物大棚控制
，具体涉及一种水肥一体优化控制系统及方法。

技术介绍

[0002]我国作为农作物生成大国，水肥消耗量巨大，然而传统的自然灌溉，水利用率只有40％左右，大量的未被利用的水把施用的肥料带走，严重浪费资源和能源，也引发了农业生态环境的污染。因此迫切需要一种精准的、科学的水肥一体浇灌系统，在灌溉和施肥的策略的制定上真正做到对作物所需水分与养分进行均匀、适量地控制和供应。
[0003]现有水肥一体优化控制系统存在以下不足。第一，人力成本高，在制定用水量和施肥量时过度依赖人工经验，缺乏科学依据，且系统缺乏远程控制能力。第二，自动调节能力不足，无法针对植物特点、植物生长周期、土壤现状及时更新水肥浇灌策略。第三，经济效益低，由于未考虑不同植物以及某植物的不同生长期，对氮、磷、钾、微量元素、水需求的差异性，导致施肥策略单一不变，不利于植物生长，将影响植物生长品质、农作物产量，造成肥料和水资源的浪费，甚至导致地下水污染，不利于环境保护。第四，安全性不足，对于自动生成的水肥浇灌策略缺乏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水肥一体优化控制系统，其特征在于，包括：监控模块、传感器模块、无线采集网关和水肥控制模块；所述监控模块拍摄大棚中植物的图片，并对图像进行处理，获得植物的生长信息；所述传感器模块采集大棚内的土壤数据，并对土壤数据进行处理，获得大棚内土壤的状况；所述无线采集网关分别与所述监控模块、传感器模块和水肥控制模块相连，将植物的生长信息和大棚内土壤的状况发送至水肥控制模块；所述水肥控制模块基于接受到的信息，自动生成水
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肥浇灌策略，完成水肥一体优化控制。2.根据权利要求1所述的一种水肥一体优化控制系统，其特征在于，所述水肥控制模块包括：水肥控制单元，以及与所述水肥控制单元相连的植物施肥模型库、水灌溉控制器和施肥控制器；所述植物施肥模型库中存储不同植物、不同品种、植物在各个阶段所需的氮、磷、钾、微量元素以及水的需求量；所述水肥控制单元接收监控模块和传感器模块的数据，与植物施肥模型库进行数据匹配，获取当前阶段氮、磷、钾、微量元素以及水的需求量，进而生成一次水
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肥浇灌策略；所述水灌溉控制器根据水灌溉策略控制水量电磁阀进行灌溉；所述施肥控制器根据肥量浇灌策略控制氮、磷、钾及微量元素各自的电磁阀进行施肥。3.根据权利要求2所述的一种水肥一体优化控制系统，其特征在于：所述水
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肥浇灌策略包含水灌溉策略和/或施肥策略；当所述水
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肥浇灌策略同时水灌溉策略和施肥策略时，先执行水灌溉策略，后执行施肥策略。4.根据权利要求2所述的一种水肥一体优化控制系统，其特征在于：所述水肥控制模块还包括触控显示单元，所述触控显示单元与所述水肥控制单元相连，可供管理员手动输入植物的种类、所处生长阶段。5.根据权利要求1所述的一种水肥一体优化控制系统，其特征在于：所述监控模块包括多点布控的高清监视器和图像处理单元；所述高清监视器用于多角度拍摄大棚中植物的图片，并传输给图像处理单元；所述图像处理单元根据用户设置的拍摄频率或系统默认频率控制高清监视器进行图像的拍摄获得植物图片，并对植物图片进行处理，获得每张图片的特征值，综合多张图片的特征值获得植物的种类、所处生长阶段、植物叶片的颜色和状态、花朵的平均个数、果实的颜色和大小，以及当叶片、花朵、果实呈现病变症状所缺乏的元素；所述图像处理单元需记录上一次植物特征的结果，若结果无变化，则不上报水肥控制模块。6.根据权利要求1所述的一种水肥一体优化控制系统，其特征在于：所述传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智成，彭昀昊，吕辉，张平康，刘全毅，李伟，邓博雅，唐栋君，
申请(专利权)人：南京南瑞信息通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：