【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能农业水动力机械，具体而言，涉及智能水肥机中的一种滴灌水肥控制系统及方法。
技术介绍
1、水肥一体化技术在我国得到了大面积推广与应用，然而现有的滴灌水肥一体化系统或设备只能简单地将肥料和水混合后输出，而且智能化程度较低，难以精准地控制施肥时间、施肥量和施肥速度等问题。智能水肥机（施肥机）成为解决滴灌水肥一体化的智能设备，如专利公开号为cn 210671302 u 的一种智能定量施肥机，通过采用云控制系统，可根据植物对肥料不同的需求，根据在线监测的液位计，自动调节可调流量的电磁阀，实现吸肥量的自动调节，达到精准施肥的效果；通过通讯模块，可以使用手机、平板、电脑进行远程操作，远程设置施肥时间、施肥量和施肥速度等重要参数，有效解决了目前存在的技术问题，但施肥时间和施肥量等参数的确定完全通过人工经验判定，无法实现高效精准施控。
2、在滴灌系统中，为避免肥料的淋失，同时提高滴灌系统的抗堵性能、肥料利用效率和作物品质与产量，通常会将水与肥的相对施控时间进行分配，具体采用：
3、先灌清水再施肥最后灌清水的施控手段；
4、然而，目前该技术手段仅仅采用经验灌溉时长作为水肥分配的总时长，将总时长按照一定比例去分配施肥前灌溉时长、施肥时长和施肥后灌溉时长，由于该总时长仅是经验值，这将无法达到精量灌溉施肥，因此，缺乏一套适用滴灌的水肥分配控制系统。
5、水肥控制系统通常借助施肥机作为终端设备执行命令，但在使用中受到作物类型、土壤类型、肥料类型等多重因素带来的直接或间接影响，无法确定施肥机中
6、综上所述，亟需专利技术一种滴灌水肥控制系统及方法。
技术实现思路
1、为改善、甚至解决现有技术中的至少一个问题，本专利技术提出了一种滴灌水肥控制系统及方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术的第一方面，提供了一种滴灌水肥控制方法，包括以下步骤：
4、根据作物与土壤类型获取肥料类型、每亩肥料施用量f（kg/亩）、滴灌带参数及亩灌水量m（m3)；
5、根据所述滴灌带参数确定灌水强度h(mm)，计算公式如下：
6、h=q/(s*l)*10000，式中，q为灌水器流量(l/h)， s为灌水器间距(cm），l为滴灌带间距（cm)；
7、根据所述亩灌水量换算单位面积灌水深度h(mm)，计算公式如下：
8、h=m*1.5，式中，m为亩灌水量（m3)；
9、根据所述灌水强度h和所述灌水深度h确定灌水时长t（h)，计算公式如下：
10、t=h/h；
11、根据灌水施肥顺序原则，确实时间比例，继而计算出施肥时长t(min)，其中，所述灌水施肥顺序原则为：先灌清水-再施肥-最后灌清水；
12、再根据所述肥料类型在不同水温下的溶解度，确定肥料浓度c(kg/l)；
13、根据泵房流量确定轮灌面积s(亩）；
14、根据所述每亩肥料施用量f、所述肥料浓度c、所述施肥时长t及所述轮灌面积s，确定轮灌组吸肥量x（l/h)，计算公式如下：
15、x=f/c/t*60*s；
16、根据所述轮灌组吸肥量x和单通道最大吸肥量qmax的相对大小，确定吸肥通道数量n和每路通道吸肥量qx（l/h)；
17、根据所述每路通道吸肥量qx反算单次施肥体积v（l)，计算公式如下：
18、v=qx/60*t；
19、根据略大原则，确定最佳施肥桶规格。
20、本专利技术进一步的设置为：所述先灌清水-再施肥-最后灌清水的时间比例为1:1:1或2:1:1。
21、本专利技术进一步的设置为：所述滴灌带参数中灌水器流量设定范围为0.4-4 l/h，所述灌水器间距设定为10 cm的整数倍。
22、本专利技术进一步的设置为：所述滴灌带间距设定应根据作物行间距或者灌溉工程设计决定。
23、本专利技术的第二方面：还提供了一种滴灌水肥控制系统，所述控制系统包括控制模块和管路模块，其中：
24、所述控制模块包括控制器和屏幕，所述控制器与所述屏幕电性连接；所述管路模块包括水泵、吸肥通道和施肥桶，所述水泵通过所述吸肥通道与所述施肥桶连通；
25、所述控制模块作为所述管路模块的上位模块实现命令下发；
26、本专利技术进一步的设置为：所述吸肥通道通按照吸肥流动方向依次连接有浮子流量计、流量调节阀及文丘里施肥器；
27、本专利技术进一步的设置为：所述文丘里施肥器在出口为-9 m压力工况下所测吸肥量为所述单通道最大吸肥量，所述文丘里施肥器进口与灌溉主管道下游连通，所述文丘里施肥器出口与所述水泵进口连通，所述水泵出口与灌溉主管道上游连通；
28、本专利技术进一步的设置为：所述浮子流量计的流量规格应根据所述单通道最大吸肥量选定，尺寸应选定公称直径20 mm规格；
29、本专利技术进一步的设置为：所述施肥桶规格应根据实际需要，选定10l或100l的整数倍。
30、本专利技术进一步的设置为：所述控制系统的执行设备载体为施肥机。
31、有益效果
32、1.本专利技术通过对作物、土壤、肥料类型及水肥灌施量等多要素与滴灌系统中的滴灌带参数进行耦合匹配计算，巧妙地实现了用于多变复杂的滴灌系统水肥的自分配，摒弃了依靠经验灌溉时长分配水与肥时长的办法，使得灌水施肥更加精量化。
33、2.本专利技术基于滴灌水肥自分配控制系统，通过肥料的溶解度、施肥量、轮灌面积及自分配系统确定的施肥时长的推导计算，并巧妙结合文丘里出口-9m时达到最大吸肥量的特点，解决了多变滴灌系统中施肥机关键部件多重盲盒问题，即多个关键部件的选型或调节，包括但不限于施肥机中通道数量的确定、浮子流量计规格及施肥桶规格的选型以及每路通道应如何调节吸肥量，更重要的是实现了滴灌水肥自分配控制系统下，关键部件选配与调节功能的有机匹配，本专利技术可通过施肥机关键部件合理选型极大程度上降低滴灌水肥控制系统的造价。
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1.一种滴灌水肥控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种滴灌水肥控制方法，其特征在于，所述先灌清水-再施肥-最后灌清水的时间比例为1:1:1或2:1:1。
3.根据权利要求1所述的一种滴灌水肥控制方法，其特征在于，所述滴灌带参数中灌水器流量设定范围为0.4-4 L/h，所述灌水器间距设定为10 cm的整数倍。
4.一种滴灌水肥控制系统，其特征在于，所述控制系统包括控制模块和管路模块，其中：
5.根据权利要求4所述的一种滴灌水肥控制系统，其特征在于，所述吸肥通道通按照吸肥流动方向依次连接有浮子流量计、流量调节阀及文丘里施肥器。
6.根据权利要求5所述的一种滴灌水肥控制系统，其特征在于，所述文丘里施肥器在出口为-9 m压力工况下所测吸肥量为所述单通道最大吸肥量，所述文丘里施肥器进口与灌溉主管道下游连通，所述文丘里施肥器出口与所述水泵进口连通，所述水泵出口与灌溉主管道上游连通。
7. 根据权利要求5所述的一种滴灌水肥控制系统，其特征在于，所述浮子流量计的流量规格应根据所述单通道最大吸肥量选
8.根据权利要求4所述的一种滴灌水肥控制系统，其特征在于，所述施肥桶规格应根据实际需要，选定10L或100L的整数倍。
9.根据权利要求4所述的一种滴灌水肥控制系统，其特征在于，所述控制系统的执行设备载体为施肥机。
...【技术特征摘要】
1.一种滴灌水肥控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种滴灌水肥控制方法，其特征在于，所述先灌清水-再施肥-最后灌清水的时间比例为1:1:1或2:1:1。
3.根据权利要求1所述的一种滴灌水肥控制方法，其特征在于，所述滴灌带参数中灌水器流量设定范围为0.4-4 l/h，所述灌水器间距设定为10 cm的整数倍。
4.一种滴灌水肥控制系统，其特征在于，所述控制系统包括控制模块和管路模块，其中：
5.根据权利要求4所述的一种滴灌水肥控制系统，其特征在于，所述吸肥通道通按照吸肥流动方向依次连接有浮子流量计、流量调节阀及文丘里施肥器。
6.根据权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海涛，梁晓阳，王建东，张海燕，王绍新，陈保青，李祥男，房椿皓，仇学峰，王传娟，董雯怡，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，
类型：发明
国别省市：
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