一種溫室水肥氣熱一體化智能灌溉系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能灌溉系統(tǒng)，尤其是涉及一種溫室水肥氣熱一體化智能灌溉系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式正在逐步發(fā)生轉(zhuǎn)變，規(guī)?；纳a(chǎn)合作社以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技園等不斷出現(xiàn)，作為一種高端的自動(dòng)化滴灌技術(shù)，實(shí)用性和觀賞性兼具的智能滴灌得到了發(fā)展和應(yīng)用。近年來(lái)，為克服國(guó)外智能滴灌產(chǎn)品壟斷國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的不良現(xiàn)象，我國(guó)也開(kāi)展了一定的智能滴灌系統(tǒng)研發(fā)工作。
[0003]中國(guó)專利CN203087143U公開(kāi)了太陽(yáng)能智能滴灌控制系統(tǒng)，該裝置中土壤濕度傳感器和數(shù)據(jù)采集電路相連，數(shù)據(jù)采集電路、按鍵輸入模塊、電磁閥及其控制電路、增壓栗及其控制電路、液晶顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元分別和單片機(jī)控制系統(tǒng)相連，光伏組件和蓄電池通過(guò)控制器和單片機(jī)控制系統(tǒng)相連。中國(guó)專利CN 203482685 U公開(kāi)了一種水肥氣熱一體化土壤加熱系統(tǒng)，包括原水桶，水處理器，凈水桶，微納米曝氣機(jī)，灌溉桶，水栗，電鍋爐，灌溉主管道，地下散熱管，灌溉桶以及電磁閥，原水桶與水源相接，原水桶連接水處理器，水處理器連接原水桶回水口，水處理器連接凈水桶，凈水桶連接微納米曝氣機(jī)，凈水桶連接第一水栗，第一水栗連接灌溉桶上部，灌溉桶底部的出水口與第二水栗連接，第二水栗連接電鍋爐，還連接灌溉主管道，灌溉主管道安裝有一文丘里注肥機(jī)，電鍋爐連接地下散熱管，熱水管道連接灌溉桶。電磁閥、水栗、電鍋爐、水處理器、微納米曝氣機(jī)與可編程控制器電連接。上述智能滴灌技術(shù)尚未考慮如下問(wèn)題:(1)規(guī)?；霓r(nóng)田一般距居住區(qū)較遠(yuǎn)，電網(wǎng)輸送困難且不經(jīng)濟(jì)，農(nóng)業(yè)灌溉電力配套問(wèn)題一直比較突出，需要合理利用其它能源作為滴灌的動(dòng)力源；(2)作為一種能有效調(diào)控農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的灌水技術(shù)，滴灌正體現(xiàn)集成化的發(fā)展趨勢(shì)，利用滴灌系統(tǒng)灌水、施肥、加氣、加熱等已有一定研究，有待建立滴灌水肥氣熱智能灌施系統(tǒng)；(3)智能灌溉多采用中央控制器進(jìn)行監(jiān)測(cè)且多僅關(guān)注土壤水肥情況，農(nóng)戶往返查看費(fèi)時(shí)費(fèi)力且無(wú)法注意作物長(zhǎng)勢(shì)等情況；(4)低能耗、智能化一直是滴灌技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，需要不斷深入探討合理減少灌溉能耗的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種溫室水肥氣熱一體化智能灌溉系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了清潔能源作為動(dòng)力源，解決灌溉電力配套問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，系統(tǒng)能耗低;采用PLC控制器實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)智能化控制，通過(guò)智能移動(dòng)終端對(duì)整個(gè)自動(dòng)化作業(yè)進(jìn)行檢測(cè)控制。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種溫室水肥氣熱一體化智能灌溉系統(tǒng)，包括動(dòng)力源、水源、施肥加氣單元、滴灌單元、檢測(cè)單元、PLC控制器和智能移動(dòng)終端，所述動(dòng)力源為所述水源、施肥加氣單元、滴灌單元、檢測(cè)單元和PLC控制器提供電源，所述PLC控制器與所述水源、施肥加氣單元、檢測(cè)單元和滴灌單元電連接，所述施肥加氣單元通過(guò)管道連接所述水源，所述水源通過(guò)管道連接所述滴灌單元；
所述動(dòng)力源包括太陽(yáng)能光伏組件、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和蓄電池，所述太陽(yáng)能光伏組件和風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能通過(guò)充電控制電路輸送至所述蓄電池中，所述蓄電池與所述PLC控制器連接并向其供電，所述PLC控制器通過(guò)通訊轉(zhuǎn)換器連接無(wú)線通訊器，所述智能移動(dòng)終端通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接所述無(wú)線通訊器；
所述水源包括水窖、太陽(yáng)能熱水器、水箱和水井，增壓栗進(jìn)水端口設(shè)置在所述水窖中，增壓栗出水端口與所述太陽(yáng)能熱水器和水箱通過(guò)三通管相互連接，所述三通管的三個(gè)端口分別設(shè)置第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥以分別控制太陽(yáng)能熱水器、水箱和水窖中水流的方向；水栗進(jìn)水端口設(shè)置在所述水井內(nèi)，水栗出水端口連接所述水窖;所述水窖內(nèi)設(shè)置水位傳感器，所述水箱內(nèi)設(shè)置溫度傳感器；
所述檢測(cè)單元包括圖像采集裝置和設(shè)置在土壤中的土壤水肥熱檢測(cè)裝置；
所述水位傳感器、溫度傳感器和土壤水肥熱檢測(cè)裝置分別與所述PLC控制器電連接，所述太陽(yáng)能熱水器、增壓栗、水栗以及第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥分別通過(guò)控制電路與所述PLC控制器電連接，所述圖像采集裝置通過(guò)圖像采集電路與所述無(wú)線通訊器電連接。
[0006]優(yōu)選的，所述施肥加氣單元設(shè)置在所述水箱上方，所述施肥加氣單元包括稱重傳感器以及設(shè)置在所述稱重傳感器上的肥料桶和加氣桶，所述肥料桶和加氣桶分別通過(guò)第一出料管和第二出料管連接所述水箱，所述第一出料管和所述第二出料管上分別設(shè)置第四電磁閥和第五電磁閥；所述稱重傳感器與所述PLC控制器電連接，所述第四電磁閥和第五電磁閥分別通過(guò)控制電路與所述PLC控制器電連接。
[0007]優(yōu)選的，所述水箱內(nèi)設(shè)置攪拌裝置，所述攪拌裝置包括第一電機(jī)和攪拌葉，所述第一電機(jī)與攪拌葉通過(guò)芯軸連接;所述第一電機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路與所述PLC控制器電連接。
[0008]優(yōu)選的，所述滴灌單元采用干支毛三級(jí)管道，包括干管、支管和毛管，所述水箱通過(guò)干管連接所述滴灌單元，所述水箱高于地面2?3m，所述干管上依次設(shè)置第六電磁閥和過(guò)濾器，所述支管上設(shè)置第七電磁閥；所述第六電磁閥和第七電磁閥分別通過(guò)控制電路與所述PLC控制器電連接。
[0009]優(yōu)選的，所述毛管設(shè)置于土壤下5?10cm。
[0010]優(yōu)選的，所述蓄電池上設(shè)置電量不足報(bào)警器，所述電量不足報(bào)警器與所述PLC控制器電連接。
[0011 ]優(yōu)選的，所述水窖包括清水窖和儲(chǔ)水窖，所述清水窖和儲(chǔ)水窖中間設(shè)置過(guò)濾裝置；所述儲(chǔ)水窖上設(shè)置第一濾網(wǎng)，所述儲(chǔ)水窖一側(cè)邊設(shè)置軌道，與所述軌道相鄰的側(cè)邊設(shè)置泥槽，所述軌道上設(shè)置移動(dòng)小車，移動(dòng)小車上設(shè)置驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)小車移動(dòng)的第二電機(jī)，所述移動(dòng)小車上設(shè)置掃板;所述儲(chǔ)水窖上設(shè)置抽泥栗，所述抽泥栗上的抽泥管穿過(guò)所述儲(chǔ)水窖上部側(cè)壁并深入所述儲(chǔ)水窖底部，所述抽泥栗上的排泥管出口設(shè)置在所述泥槽中；所述清水窖上設(shè)置窖蓋和檢查孔，所述第二電機(jī)的第一驅(qū)動(dòng)電路上設(shè)置正轉(zhuǎn)接觸器和反轉(zhuǎn)接觸器，所述正轉(zhuǎn)接觸器和反轉(zhuǎn)接觸器的控制線圈通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)電路與所述PLC控制器電連接，所述抽泥栗通過(guò)控制電路與所述PLC控制器電連接。
[0012]優(yōu)選的，所述水窖側(cè)壁對(duì)稱位置上分別設(shè)置凹槽，所述過(guò)濾裝置設(shè)置在所述凹槽內(nèi)。
[0013]優(yōu)選的，所述軌道兩端分別設(shè)置位移傳感器，所述位移傳感器與所述PLC控制器電連接。
[0014]優(yōu)選的，所述過(guò)濾裝置包括轉(zhuǎn)軸和頂端設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸上的第二濾網(wǎng)，所述轉(zhuǎn)軸兩端分別設(shè)置在所述水窖頂部?jī)蓚?cè)，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)置控制所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的第三電機(jī)，所述第三電機(jī)的第二驅(qū)動(dòng)電路上設(shè)置正轉(zhuǎn)接觸器和反轉(zhuǎn)接觸器，所述正轉(zhuǎn)接觸器和反轉(zhuǎn)接觸器的控制線圈通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)電路與所述PLC控制器電連接。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的溫室水肥氣熱一體化智能灌溉系統(tǒng)的動(dòng)力源包括太陽(yáng)能光伏組件、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和蓄電池，太陽(yáng)能光伏組件和風(fēng)力發(fā)電機(jī)利用太陽(yáng)能和風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電，并將產(chǎn)生的電能通過(guò)充電控制電路輸送至蓄電池中，為該溫室水肥氣熱一體化智能灌溉系統(tǒng)提供電源，節(jié)能環(huán)保。
[0016]水源包括水窖、太陽(yáng)能熱水器、水箱和水井，其中水窖設(shè)置在溫室外地勢(shì)較低的地方，可用于儲(chǔ)存雨水，以節(jié)約用水。當(dāng)水窖中水位過(guò)低時(shí)，水窖中的水位傳感器會(huì)將水窖中的水位信息傳送到PLC控制器，PLC控制器會(huì)發(fā)出指令開(kāi)啟水栗，從水井自動(dòng)向水窖補(bǔ)水。太陽(yáng)能熱水器通過(guò)太陽(yáng)能將水加熱，從而為滴灌單元提供熱水源，環(huán)保節(jié)能。水窖、太陽(yáng)能熱水器、水箱通過(guò)三通管相連接，三通管的三個(gè)端口分別設(shè)置第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥以分別控制太陽(yáng)能熱水器、水箱和水窖中水流的方向；水箱還設(shè)置溫度傳感器，水箱內(nèi)的溫度傳感器將水箱中的溫度信息傳送到PLC控制器，當(dāng)水箱實(shí)測(cè)溫度信號(hào)低于設(shè)定溫度信號(hào)時(shí)，PLC控制器發(fā)出指令控制開(kāi)啟第一電磁閥和第二電磁閥從而使太陽(yáng)能熱水器中的熱水流入水箱中，當(dāng)水箱內(nèi)的溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，PLC控制器發(fā)出指令控制關(guān)閉第一電磁閥和第二電磁閥；同理當(dāng)水箱的實(shí)測(cè)溫度信號(hào)高于設(shè)定溫度信號(hào)時(shí)，PLC控制器發(fā)出指令開(kāi)啟第二電磁閥、第三電磁閥和增壓栗，從而使水窖中的水流入水箱中，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，PLC控制器發(fā)出指令控制關(guān)閉第二電磁閥和第三電磁閥，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水箱中的溫度進(jìn)行自動(dòng)控制。
[0017]儲(chǔ)水窖上設(shè)置第一濾網(wǎng)，用來(lái)過(guò)濾雨水中雜質(zhì)，儲(chǔ)水窖一側(cè)設(shè)置軌道，與軌道相鄰一側(cè)設(shè)置泥槽，軌道上設(shè)置移動(dòng)小車，移動(dòng)小車上設(shè)置驅(qū)動(dòng)移動(dòng)小車沿軌道移動(dòng)的第二電機(jī)，而且移動(dòng)小車上設(shè)置掃板;軌道兩端分別設(shè)置位移傳感器，位移傳感器與PLC控制器電連接，第二電機(jī)的第一驅(qū)動(dòng)電路上設(shè)置正轉(zhuǎn)接觸器和反轉(zhuǎn)接觸器，正轉(zhuǎn)接觸器和反轉(zhuǎn)接觸器的控制線圈均與PLC控制器電連接；當(dāng)?shù)谝粸V網(wǎng)上堆積大量的雜質(zhì)后，會(huì)阻擋雨水進(jìn)入儲(chǔ)水窖，這時(shí)需要通過(guò)PLC控制器控制第二電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)從而使移動(dòng)小車帶動(dòng)掃板運(yùn)動(dòng)，從而將第一濾網(wǎng)上的雜質(zhì)掃進(jìn)泥槽中。當(dāng)移動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)到軌道一端時(shí)，位移傳感器會(huì)發(fā)信號(hào)給PLC控制器，PLC控制器發(fā)送指令控制第二電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，從而使移動(dòng)小車自動(dòng)返回。過(guò)濾裝置包括轉(zhuǎn)軸和頂端設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上的第二濾網(wǎng)，第三電