一種自動施肥給水控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種施肥給水控制系統，具體涉及一種自動施肥給水控制系統。
【背景技術】
[0002]精準農業是當今世界農業發展的新潮流，是由信息技術支持的，定位、定時、定量的實施一整套現代化農事操作技術與管理的系統。其基本含義是根據作物生長的土壤情況變化，精細準確的調節對作物的投入，以最少最節省的投入達到獲取最大產量、最大經濟效益的目的。
[0003]專利號ZL 200710175341.2，名稱為《一種變量施肥控制系統及方法》的中國專利是基于地理信息系統、全球衛星定位系統、遙感技術和計算機自動控制系統的精準農業。
[0004]我國是農業大國，地域遼闊，種植的農作物成千上百種，而且各地的溫度，濕度，土壤成分也不一樣，而且不同植物的施肥量不同，同一種作物同時在不同時期對肥的要求不同，因此我們需要因地制宜的進行灌溉，傳統的人工施肥方法浪費水資源、浪費肥料，浪費水人力物力，對環境造成的污染，不能根據植物需要及時施肥等缺點，現有施肥控制技術中提供的自動施肥系統雖然達到節約水資源，實施灌溉的效果，但整個灌溉系統中只是監測土壤EC值，不檢測土壤溫度等其他參數，僅通過土壤EC值施肥量判斷是否需要灌溉是不太合理的。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型提供一種自動施肥給水控制系統，針對傳統的施肥方法浪費水資源、浪費人力物力、不能根據農作物需要及時施肥澆灌以及現有的自動施肥系統只監測土壤EC值，沒有溫度補償等缺點，通過對農作物生長過程中根部土壤的分析設計自動按需施肥的控制系統，該系統可自動對農作物進行滴灌施肥，可節約用水、用電及人力成本。
[0006]本實用新型的技術方案如下:
[0007]—種自動施肥給水控制系統，包括CPU模塊部分、I/O模塊部分、土壤傳感器米樣部分、主回路肥水采樣部分、施肥機部分、滴灌部分、水路部分、上位機監控部分；CPU模塊部分通過I/o模塊部分與土壤傳感器采樣部分、主回路肥水采樣部分、施肥機部分、滴灌部分及水路部分連接，上位機監控部分與CPU模塊部分之間通過電氣隔離板進行連接或者通過互聯網進行遠程監控；
[0008]CPU模塊部分通過I/O模塊部分采集土壤傳感器采樣部分、主回路肥水采樣部分及水路部分的實時數據，CPU模塊部分對實時數據進行運算處理后控制I/O模塊部分輸出信號，I/o模塊部分輸出信號控制施肥機部分和滴灌部分實現對農作物的自動施肥和給水；
[0009]CPU模塊部分把實時數據發送給上位機監控部分，上位機監控部分根據這些實時數據生成農作物生長實時曲線圖、歷史曲線圖和數據報表，上位機監控部分根據實時曲線圖、歷史曲線圖和數據報表對農作物的施肥和給水配方設定參數及進行修改。
[0010]所述的自動施肥給水控制系統，其中，所述土壤傳感器采集部分包括土壤深層張力傳感器、土壤淺層張力傳感器、土壤溫度傳感器和土壤EC值傳感器，土壤深層傳感器和土壤淺層傳感器分別采集土壤深層和淺層的張力值用來判斷農作物生長的土壤水分狀況，土壤溫度傳感器用來檢測農作物土壤的溫度值，土壤EC值傳感器用來檢測農作物土壤的EC值以判斷農作物的肥料狀況。
[0011]所述的自動施肥給水控制系統，其中，所述主回路肥水采樣部分包括采樣電磁閥、EC值傳感器和PH傳感器，當CPU模塊部分需要采樣肥水的EC值和PH值時，CPU模塊部分通過I/O模塊部分控制采樣電磁閥打開，采樣電磁閥打開后，肥水進入到EC值傳感器和PH值傳感器內，EC值傳感器和PH值傳感器把采集的肥水數據通過I/O模塊部分發送到CPU模塊部分中，當CPU模塊部分不需要采樣時，CPU模塊部分通過I/O模塊部分控制采樣電磁閥關閉，肥水不進入到EC值傳感器和PH值傳感器內，不進行數據采樣。
[0012]所述的自動施肥給水控制系統，其中，所述施肥機部分包括施肥電磁閥一、施肥電磁閥二、加酸電磁閥、攪拌電機和壓力傳感器，CPU模塊部分通過I/O模塊部分控制施肥電磁閥一、施肥電磁閥二和加酸電磁閥的通斷，當需要施肥時，分別控制施肥電磁閥一、施肥電磁閥二及加酸電磁閥，以達到施肥濃度的調節；當不需要施肥時，關閉施肥電磁閥一、施肥電磁閥二和加酸電磁閥；攪拌電機能夠保證肥料罐內的肥水濃度均勻，壓力傳感器實時測量肥料罐壓力并將實時數據傳送給CPU模塊部分，CPU模塊部分依據壓力的變化能夠計算施肥量。
[0013]所述的自動施肥給水控制系統，其中，所述滴灌部分包括多個灌溉電磁閥，CPU模塊部分通過I/o模塊部分控制灌溉電磁閥的通斷實現對農作物的滴灌。
[0014]所述的自動施肥給水控制系統，其中，所述水路部分包括水量調節電磁閥、水路壓力傳感器和水路流量傳感器，水路壓力傳感器用于實時測量滴灌系統主水路壓力并發送給CPU模塊部分，水路流量傳感器用于實時測量滴灌系統主水路水流量并發送給CPU模塊部分，CPU模塊部分通過分析水路壓力及水路流量實時數據確定滴灌部分的用水量并通過控制水量調節電磁閥保證滴灌部分的用水量。
[0015]所述的自動施肥給水控制系統，其中，還包括與CPU模塊部分連接在一起的顯示部分和鍵盤部分，所述顯示部分用于顯示土壤傳感器采樣部分的采樣數據、主回路肥水采樣部分的米樣數據、施肥機部分的施肥電磁閥一、施肥電磁閥二、加酸電磁閥和攪拌電機工作狀態數據、滴灌部分灌溉電磁閥工作狀態數據和水路部分的采樣數據；所述鍵盤部分用于供操作者或者技術人員修改設定CPU模塊部分中的參數，所述參數包括調試參數和配方設定參數，所述調試參數只能通過鍵盤部分進行修改。
[0016]所述的自動施肥給水控制系統，其中，所述CPU模塊部分可以分別設定所述施肥電磁閥一、施肥電磁閥二和加酸電磁閥的每次加藥量，所述CPU模塊部分可以分別控制所述施肥電磁閥一、施肥電磁閥二和加酸電磁閥的動作次數。
[0017]本實用新型的自動施肥給水控制系統，其工作過程包括如下步驟:
[0018](I)操作者通過上位機監控部分指定施肥計劃，上位機監控部分和CPU模塊部分進行實時通訊，CPU模塊部分根據施肥計劃精確計算并制定施肥量和給水量，CPU模塊部分通過I/o模塊部分控制施肥機部分、滴灌部分和水路部分執行施肥給水；同時土壤傳感器采樣部分，主回路肥水采樣部分和水路部分實時采集土壤和肥水的實時數據，并把這些實時數據通過I/o模塊部分實時發送給CPU模塊部分，CPU模塊部分再把這些數據發送給上位機監控部分，上位機監控部分根據這些實時數據生成農作物生長實時曲線圖，歷史曲線圖和數據報表，操作者根據實時曲線圖，歷史曲線圖和數據報表對農作物的施肥給水配方進行修改；操作者或者技術人員通過鍵盤部分進行修改調試參數，調試參數包括I/o模塊部分設定參數、實時采樣參數、CPU模塊部分與上位機監控部分的通訊參數；
[0019](2)執行施肥給水時，CPU模塊部分設定施肥電磁閥一、施肥電磁閥二和加酸電磁閥的每次加藥量分別為Al、A2和A3，施肥電磁閥一、施肥電磁閥二和加酸電磁閥的動作次數分別為N1、N2、N3 ;水路每分鐘灌溉量為B，PH傳感器檢測數值為P，加酸電磁閥的動作條件數值為Pmax ；EC傳感器檢測數值為E，施肥電磁閥一和施肥電磁閥二的動作條件數值為Emin ;土壤淺層張力傳感器檢測數值為Z，灌溉電磁閥的動作條件數值為Zmin，每次灌溉時間設定值為T ;施肥理想濃度為X，理想酸度為Y，傳感器檢測間歇時間設定為R，所有參數可通過鍵盤部分或者上位機監控部分設定；
[0020](3)當Z < Zmin,P ( Pmax,E彡Emin時，施肥機部分不工作，滴灌部分動作，只澆水，不施肥，不加酸，灌溉量為BT，R到后ls，再次檢測傳感器數值，決定下步動作；
[0021](4)當Z < Zmin, P > Pmax, E彡Emin時，加酸電磁閥動作，施肥電磁閥一和施肥電磁閥二不工作，只澆水加酸，不加肥，灌溉量為BT+A3N3，N3 = YBT/A3，R到后ls，再次檢測傳感器數值，決定下步動作；
[0022](5)當Z < Zmin, P ( Pmax, E < Emin時，施肥電磁閥一和施肥電磁閥二動作，加酸電磁閥不工作，只澆水加肥，不加酸，灌溉量為BT+A1N1+A2N2，R到后ls，再次檢測傳感器數值，決定下步動作；
[0023](6)當Z <