水肥一体灌溉系统技术方案

本申请涉及农业技术领域，提供了一种水肥一体灌溉系统，包括：水肥混合模块，包括供水容器、若干供肥容器和混合容器，供水容器和若干供肥容器用于按预设比例向混合容器中供水和供肥；灌溉模块，包括第一管道和与第一管道连通的若干第二管道，第一管道与灌溉水源和混合容器相连通，各个第二管道上分别设置有第一阀门和第一开度阀；若干土质监测模块，用于监测各个灌溉区域的土壤的水分值和养分值；控制模块，与土质监测模块、第一阀门和第一开度阀电连接，用于根据各个灌溉区域的土壤的水分值和养分值控制各个第一阀门的启闭和第一开度阀的开度。本申请的技术方案，有效提高了水肥一体化灌溉的智能化水平。体化灌溉的智能化水平。体化灌溉的智能化水平。

【技术实现步骤摘要】
水肥一体灌溉系统


[0001]本申请涉及农业
，具体而言，涉及一种水肥一体灌溉系统。

技术介绍

[0002]随着科学技术的快速发展，农业生产领域也逐渐开始运用各种智能化生产设备来降低劳动强度、提高生产效率等。为了保证农作物的生长，灌溉和施肥是必不可少的两个重要环节。
[0003]现有技术中已经有一些可以实现水肥一体(即，同时完成灌溉和施肥)的灌溉装置，将水和肥料混合后输送至目标区域进行灌溉。但是在灌溉施肥过程中需要人工控制，以及需要人工进行混合的水和肥料的数量进行针对性的水肥配比，智能化程度较低。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种水肥一体灌溉系统，以便于实现智能化灌溉。
[0005]本申请提供了一种水肥一体灌溉系统，包括：灌溉模块，包括第一管道和与所述第一管道连通的若干第二管道，所述第一管道与灌溉水源和所述混合容器相连通，各个所述第二管道用于将灌溉水和水肥混合液输送至各个灌溉区域，且各个所述第二管道上分别设置有第一阀门和第一开度阀；水肥混合模块，包括供水容器、若干供肥容器和混合容器，所述供水容器和若干所述供肥容器分别与所述混合容器连通，用于按预设比例向所述混合容器中供水和供肥，以在所述混合容器中形成预设比例的水肥混合液；若干土质监测模块，用于监测各个所述灌溉区域的土壤的水分值和养分值；控制模块，与所述土质监测模块、所述第一阀门和所述第一开度阀电连接，用于根据各个所述灌溉区域的土壤的水分值和养分值控制各个所述第一阀门的启闭和所述第一开度阀的开度。
[0006]在上述实现方式中，水肥混合模块能够将水和若干种肥料按照预设比例进行混合，并输送至混合容器，混合容器用于存储形成的预设比例的水肥混合液；灌溉模块与灌溉水源相连接，并经第一管道后通过若干个第二管道输送至若干个灌溉区域。在各个灌溉区域均设置有土质监测模块，土质监测模块可以是土壤养分检测仪或土质传感器等，能够实时检测土壤的水分值和养分值；控制模块可以是PLC控制器(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)等，用于实时接收若干土壤监测模块监测的各个灌溉区域的水分值和养分值，且控制模块与各个第二管道上的第一阀门和第一开度阀电连接，以能够根据实时接收的各个灌溉区域的水分值和养分值控制与其对应的第二管道上的第一阀门和第一开度阀的启闭和开度，进而实现对不同灌溉区域进行不同水肥混合液的流量控制，以实时调节各个灌溉区域的灌溉和施肥效果。
[0007]示例性的，如第二管道的数量为两个，两个第二管道对应灌溉两个灌溉区域，由于每个灌溉区域的土质情况不同，因此对水分和肥料的需求度也不同，当土质检测模块监测到第一灌溉区域的水分值和养分值已达到预设值时，此时控制模块控制与其对应的第二管道上的第一阀门和第一开度阀关闭或开度减小，以防止过渡灌溉施肥。此时，土质检测模块
监测到第二灌溉区域的水分值和养分值可能未达到预设值，此时控制模块可控制与第二灌溉区域对应的第二管道上的第一阀门和第二开度阀完全打开，以增大对第二灌溉区域的灌溉和施肥量，直至第二灌溉区域的水分值和养分值达到预设值后，再关闭与其相对应的第二管道上的第一阀门，或将该第二管道上的第一开度阀的的开度调小，进而实现智能化灌溉和施肥的效果。
[0008]在一些实施例中，所述供肥容器的数量为多个；所述水肥混合模块还包括若干第三管道和第四管道，各个所述供肥容器和所述供水容器的出口端分别连接有所述第三管道，且各个所述第三管道上分别设置有第二阀门，所述第四管道分别与各个所述第三管道相连通，并与所述混合容器相连通；所述控制模块与各个所述第二阀门连接，用于根据所述灌溉区域的水分值和养分值控制各个所述第二阀门的启闭以调整水肥混合液的比例。
[0009]在上述实施例中，供肥容器的数量为多个，各个供肥容器中可以装有不同类型的肥料，各个供肥容器和供水容器均通过第三管道与第四管道相连通，第四管道与混合容器相连通，控制模块与各个第二阀门电连接，从而可以通过控制各个第三管道上第二阀门的开启时间，对每个供肥容器中的肥料以及供水容器中的水进入第四管道的量，从而实现控制不同类型肥料和水进入混合容器中的量，进而可实现配置出不同比例的水肥混合液。
[0010]在一些实施例中，所述第四管道与所述第三管道连接的部位为文丘里结构；和/或，所述第四管道与所述混合容器的连接口之间设置有第二单向阀。
[0011]在上述实施例中，流体在文丘里结构处流速加快，压强减小，可产生对水肥的吸力，以便于水肥快速进入第四管道中。
[0012]通过在第四管道与混合容器的连接口之间设置第一单向阀，第一单向阀只能使第四管道中的水肥混合液进入混合容器，以防止混合容器中的水肥混合液回流至第四管道。
[0013]在一些实施例中，所述混合容器通过第五管道与所述第一管道相连通，且所述第五管道上设置有第三阀门；所述控制模块与所述第三阀门电连接，用于控制第三阀门的开闭，以控制所述水肥混合液是否进入所述第一管道。
[0014]在上述实施例中，通过在第五管道上设置第三阀门，且将控制模块与第三阀门电连接，以实现通过控制第三阀门的开启或关闭，来控制水肥混合液进入第一管道或停止进入第一管道，提高各个环节中对水肥灌溉控制的安全性。
[0015]在一些实施例中，所述第五管道上设置有第二单向阀。
[0016]在上述实施例中，通过在第五管道上设置第二单向阀，第二单向阀能够防止第一管道中液体压力过大倒流至混合容器中，以提高灌溉施肥过程中的安全性。
[0017]在一些实施例中，所述第一管道上设置有流量计和压力变送器，所述流量计用于获取所述第一管道内的流量，所述压力变送器用于获取所述第一管道内的压力；所述控制模块与所述流量计和所述压力变送器电连接，用于根据所述第一管道内的流量和压力控制灌溉水和水肥混合液进入所述第一管道的流量，以及根据所述第一管道内的流量和压力控制各个所述第二管道的启闭和开度。
[0018]在上述实施例中，通过在第一管道上设置流量计和压力变送器，流量计和压力变送器均与控制模块电连接，其中，流量计能够检测灌溉时第一管道内的单位流量和总流量，便于直观地获取灌溉数据以及根据灌溉时第一管道内单位流量和总流量，以控制第五管道上的第三阀门的开闭以及灌溉水源进入第一管道的流量来调节进入第一管道的水和水肥
混合液的流量；压力变送器可以实时获悉第一管道内的液位和压力，控制模块可根据流量计检测的流量数据和压力变送器检测的第二管道内的压力控制各个第二管道上第一阀门的开闭和调节第一开度阀的开度，从而对灌溉过程进行自动控制，防止第一管道内单位流量过大而水肥排不出去，或者因第一管道受压过大而发生损坏，确保了系统自动灌溉过程中的第一管道及整体运行的安全性和可靠性。
[0019]在一些实施例中，所述土质监测模块包括：土壤养分检测仪和/或土质传感器，所述土壤养分检测仪用于监测各个所述灌溉区域内土壤的水分值和养分值，所述土质传感器用于测量灌溉区域土壤的酸碱度和/或电导率。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水肥一体灌溉系统，其特征在于，包括：水肥混合模块，包括供水容器、若干供肥容器和混合容器，所述供水容器和若干所述供肥容器分别与所述混合容器连通，用于按预设比例向所述混合容器中供水和供肥，以在所述混合容器中形成预设比例的水肥混合液；灌溉模块，包括第一管道和与所述第一管道连通的若干第二管道，所述第一管道与灌溉水源和所述混合容器相连通，各个所述第二管道用于将灌溉水和水肥混合液输送至各个灌溉区域，且各个所述第二管道上分别设置有第一阀门和第一开度阀；若干土质监测模块，用于监测各个所述灌溉区域的土壤的水分值和养分值；控制模块，与所述土质监测模块、所述第一阀门和所述第一开度阀电连接，用于根据各个所述灌溉区域的土壤的水分值和养分值控制各个所述第一阀门的启闭和所述第一开度阀的开度。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述供肥容器的数量为多个；所述水肥混合模块还包括若干第三管道和第四管道，各个所述供肥容器和所述供水容器的出口端分别连接有所述第三管道，且各个所述第三管道上分别设置有第二阀门，所述第四管道分别与各个所述第三管道相连通，并与所述混合容器相连通；所述控制模块与各个所述第二阀门连接，用于根据所述灌溉区域的水分值和养分值控制各个所述第二阀门的启闭以调整水肥混合液的比例。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第四管道与所述第三管道连接的部位为文丘里结构。4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述第四管道与所述混合容器的连接口之间设置有第一单向阀。5.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：曹晓荣，刘清华，高友宝，马志强，
申请(专利权)人：北京物联芯语科技有限公司，
类型：发明
国别省市：