[发明专利]一种基于物联网的营养液自动调整循环灌溉系统与方法

权利要求书

1.一种基于物联网的营养液自动调整循环灌溉系统，其特征在于：包括：

营养液成分自动调节系统和自动灌溉系统；

所述营养液成分自动调节系统包括控制室、无线传感节点、营养液池、栽培床、检测池及水泵，所述营养液池连接水泵，所述水泵连接三通阀，所述三通阀通过供液管道与栽培床连接提供营养液，所述栽培床通过回流管道将未被农作物吸收的营养液回流至营养液池；所述三通阀还通过采样管道与检测池连接，所述检测池通过回流管道将营养液回流至营养液池；

所述营养液池包括储存和供应栽培床营养液的母液罐、酸罐、碱罐和清水罐，所述母液罐、酸罐、碱罐和清水罐通过阀门组与营养液池连接；

所述营养液成分自动调节系统在营养液池、无土栽培农作物的栽培床与检测池中布置无线传感节点，用以实时采集这3处营养液的成分数据，通过无线网络传送至控制室，经由控制室分析，动态地根据农作物对营养液的吸收情况而有效调整营养液成分配比；

所述自动灌溉系统为自动喷灌系统，包括单片机、电动机、水泵、温度传感器、电磁阀及灌溉喷头，所述单片机与电动机、温度传感器、电磁阀电连接，所述电磁阀连接灌溉喷头，所述电动机连接水泵，所述水泵一端连接水源，另一端连接电磁阀。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的营养液自动调整循环灌溉系统，其特征在于：所述营养液池中设有搅拌器，所述搅拌器连接电机，通过电机驱动搅拌。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的营养液自动调整循环灌溉系统，其特征在于：所述营养液池中设有加热棒，当温度过低时对营养液池中的营养液进行加热。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的营养液自动调整循环灌溉系统，其特征在于：所述无线传感节点包括检测的离子选择电极、电导率传感器、PH传感器及温度传感器，所述离子选择电极包括钾离子选择电极、钙离子选择电极、硝酸根离子选择电极。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的营养液自动调整循环灌溉系统，其特征在于：所述控制室包括控制核心MCU，所述控制核心MCU选用TI公司的超低功耗单片机MP430F149，节点的供电采用太阳能电池，通过电压转换模块给各个模块及传感器供电，每个节点使用ZigBee模块进行组网，采用网状拓扑结构。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的营养液自动调整循环灌溉系统，其特征在于：所述母液罐至少包括一个盛硝酸钙的母液罐和一个盛其他营养元素的母液罐。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的营养液自动调整循环灌溉系统，其特征在于：所述自动灌溉系统根据农作物的不同，可以选择自动滴灌系统、自动迷雾系统、自动喷灌系统。

8.一种基于物联网的营养液自动调整循环灌溉方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、在营养液池、无土栽培农作物的栽培床（基质）与检测池（汇集未被农作物吸收的营养液）中布置无线传感节点，对营养液中各离子浓度、电导率、PH值及温度进行检测；

步骤2、将无线传感节点采集的数据实时传输，通过控制室对数据进行分析从而进行营养液成分配比的调节；

步骤3、当传感器检测出相应模块的数据，经过分析由无线传感节点传回控制室得到的结果，来控制电磁阀门的开关状态以及开关的时间，从而调整营养液的成分、PH值及温度；

步骤4、根据不同的农作物对环境温度的不同需求，以及对含水量的需求，先在单片机设定一个当前温度值，由于环境温度的变化，温度传感器实时进行监测，将模拟信号传送给单片机，当环境温度上升或者下降到比设定温度高或者低时，单片机就会驱动电动机和电磁阀的开启，营养液从水源被水泵抽起，通过电磁阀最后从灌溉喷头流出，以达到灌溉的目的。

9.根据权利要求8所述的一种基于物联网的营养液自动调整循环灌溉方法，其特征在于：所述步骤3中PH值的控制需要操作两个罐，包括碱罐和酸罐，当PH值低于设定值时开启碱罐,PH值高与设定值时开启酸罐，电磁阀门的开启时间同样由分析结果来确定。

10.根据权利要求8所述的一种基于物联网的营养液自动调整循环灌溉方法，其特征在于：所述步骤3中每次加入溶液时，由搅拌器搅拌均匀。