智能节水灌溉施肥系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种智能节水灌溉系统及方法，该系统包括：管理控制单元，接收管理人员的远程/本地指令，并转发给核心处理单元；核心处理单元，向环境检测/用水检测单元发送状态参数采集指令，根据状态参数和历史统计数据生成浇灌施肥决策信息，并发送施肥/浇灌指令；土壤环境检测单元，获取浇灌场地土壤环境信息；用水检测单元，获取浇灌施肥用水水质信息和水压信息；施肥控制单元，控制溶入浇灌用水中的肥料类型和用量；以及，浇灌控制单元，对浇灌施肥用水的水质进行过滤处理，对浇灌量和浇灌管道的水压进行调节。本发明专利技术能实现浇灌系统的节能节水、远程监控、无人值守、自动报警、浇灌施肥指导、地理信息查询及浏览等功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及控制
，尤其涉及一种智能节水灌溉施肥系统及方法。
技术介绍
传统的灌溉方案尚不具备智能化自助功能，往往通过预先存储的浇灌施肥策略实施预置的操作，灌溉过程中仅能对浇灌设备的开关及时序进行控制，即：只能控制浇灌时间和/或浇灌顺序，无法根据不同的浇灌场地各自的环境特性或土壤特征自主选择合适的灌溉施肥方式，也无法根据浇灌场地环境、土壤的变化以及各种突发状况及时修正灌溉方式。此外，现有的浇灌系统仍需要掌握专业知识的管理人员实时监护，并及时响应设备故障或浇灌施肥过程中出现的异常现象，浪费人力资源的同时，还影响了浇灌效率。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题在于如何完善浇灌系统的一体化控制流程，简化系统的现场实施及维护流程，方便后台管理；以及，如何实现浇灌系统的节水节能、远程监控、无人值守、自动报警、浇灌施肥指导、地理信息查询及浏览等功能。(二)技术方案为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案提供了管理控制单元、核心处理单元、通信单元、土壤环境检测单元、用水检测单元、施肥控制单元以及浇灌控制单元；其中，所述管理控制单元通过所述通信单元接收管理人员的远程/本地指令，并转发给所述核心处理单元；所述核心处理单元向所述环境检测单元和/或用水检测单元发送状态参数采集指令，根据所述状态参数和预先存储的历史统计数据生成浇灌施肥决策信息；根据管理人员的控制指令或所述决策信息发送施肥/浇灌指令；以及，根据需要将所接收的信息转发给所述管理控制单元；所述土壤环境检测单元实时或响应所述参数采集指令获取与待浇灌场地的土壤环境有关的信息，包括土壤养分信息，并发送给所述核心处理单元；所述用水检测单元实时或响应所述参数采集指令获取与浇灌施肥用水的水质和浇灌管道的水压有关的信息，并发送给所述核心处理单元；所述施肥控制单元响应所述施肥指令，控制溶入浇灌用水中的肥料类型和用量；接受施肥设备的指令反馈信息并发送给所述核心处理单元；所述浇灌控制单元响应所述浇灌指令，对浇灌施肥用水的水质进行过滤处理；对浇灌量和浇灌管道的水压进行调节；接受浇灌设备的指令反馈信息并发送给所述核心处理单元。优选地，所述管理控制单元为服务器，且所述通信单元为网络通信模块；和/或，所述管理控制单元为手机，且所述通信单元为GPRS和/或3G通信模块。-->优选地，所述系统还包括报警单元，与所述核心处理单元连接，根据所述与浇灌施肥用水的水质和浇灌管道的水压有关的信息，以及所述施肥控制单元和浇灌控制单元的指令反馈信息生成报警信息，并通过所述通信单元转发给所述管理控制单元。优选地，所述系统还包括信息检索单元，与所述核心处理单元连接；所述信息检索单元存储有浇灌管道分布信息以及土壤环境检测单元、用水检测单元、施肥控制单元、浇灌控制单元的位置信息。本专利技术的技术方案还提供了上述智能节水浇灌施肥系统的浇灌施肥方法，该方法包括以下步骤：S1：管理控制单元接收管理人员的远程/本地指令，并转发给核心处理单元；S2：核心处理单元判断所述指令的类型，向环境检测单元和/或用水检测单元发送参数采集指令，转向S3；或，向施肥控制单元和/或浇灌控制单元发送施肥和/或浇灌指令，转向S5；S3：土壤环境检测单元获取与待浇灌场地的土壤环境有关的信息，包括土壤养分信息；用水检测单元获取与浇灌施肥用水的水质和浇灌管道的水压有关的信息；S4：核心处理单元根据历史统计数据以及S3中获得的信息生成浇灌施肥决策信息，根据所述决策信息向施肥控制单元和/或浇灌控制单元发送施肥和/或浇灌指令；S5：施肥控制单元响应施肥指令，控制溶入浇灌用水中的肥料类型和用量；以及/或，浇灌控制单元响应浇灌指令，对浇灌施肥用水的水质进行过滤处理，对浇灌施肥用水的水量、浇灌管道的水压进行调节；S6：施肥控制单元和/或浇灌控制单元控制相应的施肥设备和/或浇灌设备执行施肥/浇灌。优选地，步骤S2还包括：核心处理单元判断所述指令的类型，若为检索指令，则在预先存储的浇灌管道分布信息以及土壤环境检测单元、用水检测单元、施肥控制单元、浇灌控制单元的位置信息中进行检索，将指定的信息通过远程/本地方式提供给管理人员。优选地，步骤S4中，所述根据历史统计数据以及S3中获得的信息生成浇灌施肥决策信息的过程包括：根据土壤湿度信息、温湿度信息、阳光照度信息确定浇灌水量；根据水质信息确定是否需要过滤以及过滤级别；根据土壤养分信息确定水肥比；根据水压信息确定水压调节方式。优选地，步骤S5中，所述对浇灌施肥用水的水量和浇灌管道的水压进行调节的过程通过PWM控制信号实现。优选地，步骤S6还包括：施肥控制单元和/或浇灌控制单元接收施肥/浇灌设备的指令反馈信息，并发送给核心处理单元。优选地，所述方法还包括：核心处理单元根据S3中获得的信息判断浇灌用水的水压和/或水质是否存在异常，以及，根据S6中的指令反馈信息判断浇灌/施肥设备是否故障；若是，则生成报警信息，并通过远程/本地方式提供给管理人员。(三)有益效果与现有技术相比，根据本专利技术的智能节水灌溉施肥系统及方法集成了变频控制、水肥施肥、水过滤、土壤湿度监测、土壤养分监测、水质及水压监测、温湿度监测，以及阳光照度监测等多种功能；依据土壤湿度信息，合理控制浇灌水量，节能节水；根据土壤的养分-->监测信息，合理施肥，确保作物能够及时准确地得到养分补充；通过水质监测，确保保灌溉用水对作物没有伤害；实现了无用户监控的情况下，对作物进行自动浇灌；实现了浇灌系统故障的自动报警功能；可根据历史统计数据及当前的状态信息给出浇灌建议，帮助用户实现作物的合理浇灌；实现了浇灌系统地理信息的查询和浏览。附图说明图1是本专利技术的智能节水灌溉施肥系统的结构示意图；图2是本专利技术的智能节水灌溉施肥系统的灌溉施肥方法的流程图。具体实施方式本专利技术提出的智能节水灌溉施肥系统及其方法，结合附图和实施例说明如下。如图1所示，根据本专利技术的智能节水灌溉施肥系统主要包括：管理控制单元、核心处理单元、通信单元、环境检测单元、用水检测单元、施肥控制单元以及浇灌控制单元。进一步地，其还可以包括：信息检索单元和报警单元。核心处理单元是本专利技术的智能节水灌溉施肥系统的核心装置，其通过通信单元与管理控制单元连接，通过局域网与环境检测单元、用水检测单元、施肥控制单元以及浇灌控制单元连接。本专利技术的核心处理单元接收管理人员通过有线或无线方式发送的远程或本地指令，包括浇灌场地土壤环境采集指令、浇灌指令和施肥指令；判断指令的类型后将环境采集指令发送给土壤环境检测单元和用水检测单元，以实现传感器信息采集功能，并将采集到的参数转发给管理控制单元，以供管理人员查看和/或决策；将浇灌指令和施肥指令分别发送给施肥控制单元和浇灌控制单元，以实现依据指令控制浇灌设备动作、依据指令自动浇灌、依据指令控制水过滤、依据指令水肥施肥等功能。此外，核心处理单元还能实现无人值守功能，其接收并存储土壤环境检测单元、用水检测单元发送的与灌溉场地土壤、环境以及浇灌用水的水质、水压有关的状态参数后，根据这些实时的状态参数以及预先存储的历史统计数据生成浇灌施肥决策信息，并向施肥控制单元和浇灌控制单元发送控制指令，以指导并实施自动浇灌，帮助用户实现作物的合理浇灌，无需本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种智能节水浇灌施肥系统，其特征在于，所述系统包括：管理控制单元、核心处理单元、通信单元、土壤环境检测单元、用水检测单元、施肥控制单元以及浇灌控制单元；其中，所述管理控制单元通过所述通信单元接收管理人员的远程／本地指令，并转发给所述核心处理单元；所述核心处理单元自动或响应所述指令向所述环境检测单元和／或用水检测单元发送状态参数采集指令，根据所述状态参数和预先存储的历史统计数据生成浇灌施肥决策信息；根据管理人员的控制指令或所述决策信息发送施肥／浇灌指令；以及，根据需要将所接收的信息转发给所述管理控制单元；所述土壤环境检测单元实时或响应所述参数采集指令获取与待浇灌场地的土壤环境有关的信息，包括土壤养分信息，并发送给所述核心处理单元；所述用水检测单元实时或响应所述参数采集指令获取与浇灌用水的水质和浇灌管道的水压有关的信息，并发送给所述核心处理单元；所述施肥控制单元响应所述施肥指令，控制溶入浇灌用水中的肥料类型和用量；接受施肥设备的指令反馈信息并发送给所述核心处理单元；所述浇灌控制单元响应所述浇灌指令，对浇灌施肥用水的水质进行过滤处理；对浇灌管道的水压和／或出水量进行调节；接受浇灌设备的指令反馈信息并发送给所述核心处理单元。...

【技术特征摘要】
1.一种智能节水浇灌施肥系统，其特征在于，所述系统包括：管理控制单元、核心处理单元、通信单元、土壤环境检测单元、用水检测单元、施肥控制单元以及浇灌控制单元；其中，所述管理控制单元通过所述通信单元接收管理人员的远程/本地指令，并转发给所述核心处理单元；所述核心处理单元自动或响应所述指令向所述环境检测单元和/或用水检测单元发送状态参数采集指令，根据所述状态参数和预先存储的历史统计数据生成浇灌施肥决策信息；根据管理人员的控制指令或所述决策信息发送施肥/浇灌指令；以及，根据需要将所接收的信息转发给所述管理控制单元；所述土壤环境检测单元实时或响应所述参数采集指令获取与待浇灌场地的土壤环境有关的信息，包括土壤养分信息，并发送给所述核心处理单元；所述用水检测单元实时或响应所述参数采集指令获取与浇灌用水的水质和浇灌管道的水压有关的信息，并发送给所述核心处理单元；所述施肥控制单元响应所述施肥指令，控制溶入浇灌用水中的肥料类型和用量；接受施肥设备的指令反馈信息并发送给所述核心处理单元；所述浇灌控制单元响应所述浇灌指令，对浇灌施肥用水的水质进行过滤处理；对浇灌管道的水压和/或出水量进行调节；接受浇灌设备的指令反馈信息并发送给所述核心处理单元。2.如权利要求1所述的智能节水浇灌施肥系统，其特征在于，所述管理控制单元为服务器，且所述通信单元为网络通信模块；和/或，所述管理控制单元为手机，且所述通信单元为GPRS和/或3G通信模块。3.如权利要求1所述的智能节水浇灌施肥系统，其特征在于，所述系统还包括报警单元，与所述核心处理单元连接，根据所述与浇灌施肥用水的水质和浇灌管道的水压有关的信息，以及所述施肥控制单元和浇灌控制单元的指令反馈信息生成报警信息，并通过所述通信单元转发给所述管理控制单元。4.如权利要求1所述的智能节水浇灌施肥系统，其特征在于，所述系统还包括信息检索单元，与所述核心处理单元连接；所述信息检索单元存储有浇灌管道分布信息以及土壤环境检测单元、用水检测单元、施肥控制单元、浇灌控制单元的位置信息。5.一种如权利要求1所述的智能节水浇灌施肥系统的浇灌施肥方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：管理控制单元接收管理人员的远程/本地指令，并转发给核心处理单元；S2：核心处理单元判断所述指令的类型，向环...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔金学，
申请(专利权)人：海南义利达高新技术实业有限公司，
类型：发明
国别省市：66