[发明专利]一种基于植物全生育期的智能灌溉控制器及使用方法

说明书

本发明公开了一种基于植物全生育期的智能灌溉控制器及使用方法，它包括：智能灌溉控制器主机和智能灌溉控制器外壳；所述的智能灌溉控制器主机包括：ARM数据处理核心单元、电源管理单元、通信单元、灌溉管理单元以及灌溉控制单元。所述的智能灌溉控制器外壳采用不锈钢材料制成。本发明设计了连接流量传感器接口和控制电磁阀接口，以使仪器可以根据预设定的植物全生育期内灌溉处方进行灌溉，并根据采集的流量数据来控制电磁阀的开启和停止，达到精量控制农业灌溉的目的。能够比传统灌水方式节水15%以上，同时收割的春茬黄瓜产量和品质能够达到甚至超过由传统方式种植得到的春茬黄瓜的相应水平。

技术领域

一种基于植物全生育期的智能灌溉控制器及使用方法。

背景技术

21世纪水资源正在变成一种宝贵的稀缺资源，水资源问题已不仅仅是资源问题，更是关系到国家经济、社会可持续发展和长治久安的重大战略问题。资源缺乏，一直是制约我国经济社会发展的重要因素之一。目前，全市设施种植业达60万亩，带动30多万农民就业。人工管理成本高、水肥药等资源利用效率低严重制约设施种植业的可持续发展，采用先进的节水灌溉控制技术应用于农业节水灌溉，不仅可以提高资源利用效率、改善生态环境、降低管理成本、提高经济效益，还可以减少频繁的灌溉导致的根层无机氮的大量淋失，减轻不断追肥造成根层氮素失衡的恶性循环，减少频繁灌溉造成的作物养分需求和土壤供应的不同步带来的损失。对天津乃至全国节水灌溉技术的发展具有重要意义。

设施农业是发达地区现代农业的重要标志，是天津沿海都市型农业的支柱产业和农民增收的主要途径，在农业及农村经济发展中的地位和作用越来越重要。随着农业物联网技术的发展，使得设施农业能够实现集中管理，整体监控。在设施农业生产过程中，植物的生长对于水的依赖在其整个生育期内都是毋庸置疑的，传统的大水漫灌或者是不当的灌水制度，将会导致植物发病率大大提高，生长受限，甚至死亡。智能灌溉控制器是现代农业节水灌溉的重要手段，总的来看，基于植物全生育期的智能灌溉控制器通过采用预设植物灌溉处方程序与流量传感器、电磁阀相结合，提高了灌溉精度，降低了人工成本，能够比传统灌水方式节水15%以上。

目前，传统的灌溉方式大多通过农民田间经验，甚至是大水漫灌的方式，耗时费力，针对性差，并且容易导致植物跟层无机氮的淋失，增加作物养分的流失，给植物和土壤都会带来了不可估量的损失；采用传统的灌溉方式也无法适应在农业物联网环境下实现的温室远程灌溉管理等相关工作。

发明内容

本发明多要解决的问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够按照预设置植物灌溉处方参数，对设施温室内植物进行全生育期自动化智能灌溉的设备，通过采用流量传感器和电磁阀精确控制植物在不同生育期内的灌水量、灌水次数、时间间隔等。同时该设备能够起到农业物联网的中间件设备的作用，完成物联网底层设备感知层和上层应用层之间的互通互联。本发明所公开的控制器具有体积小，重量轻，操作简单，安装方便，控制灌水量精确等特点。

为实现上述目的，本发明公开了如下的技术方案：

一种基于植物全生育期的智能灌溉控制器，其特征在于该控制器包括智能灌溉控制器主机和智能灌溉控制器主机外壳；

所述的智能灌溉控制器主机包括：ARM数据处理核心单元、通信单元、电源管理单元、灌溉管理单元以及灌溉控制单元，其工作时，通过向触摸屏系统输入与植物全生育期灌溉相关的参数，如各个生育期的起始时间和截止时间、不同阶段所对应的灌溉量、灌溉次数、间隔时间等，之后启动自动灌溉流程，系统能够自动判断作物所处生育周期，跟据流量传感器传回的实时数据，并按照设定参数控制电磁阀的启停完成灌溉。同时系统也可以采用临时补灌方案，随时增加灌水量；同时，系统还可以通过短距离无线模块接收由下位机传感器传回的环境参数数据，如空气温湿度、土壤温湿度、光照等，也能够为植物全生育期的灌溉提供有力的参考依据；同时，系统通过打包环境数据后通过GPRS模块上传至设施农业物联网监控系统中。电源管理单元主要为系统提供合适的电压输出，保证整个设备的正常运行。