[实用新型]基于图像处理的水肥一体化智能灌溉装置

说明书

本实用新型公开了一种基于图像处理的水肥一体化智能灌溉装置，包括：图像采集器，用于对农作物进行拍摄以获得农作物的图像信息；图像处理器，所述图像处理器与图像采集器连接，用于对农作物的图像信息进行分析处理，得出结论数据；控制器，所述控制器与图像处理器连接，用于接收图像处理器的结论数据以及根据结论数据发出控制指令；施肥灌溉单元，用于接收控制器发出的控制指令，对农作物进行同步灌溉、施肥。本实用新型能够提高自动灌溉的准确性，在保证农作物得到合理灌溉的同时，达到节约水资源的目的；而且实现了灌溉与施肥同步，减少了人工劳动强度。

技术领域

本实用新型涉及农业灌溉技术领域，具体涉及一种基于图像处理的水肥一体化智能灌溉装置。

背景技术

目前，随着农业就业人口的减少和水资源的日益匮乏，农田自动灌溉系统受到了普遍的关注。自动灌溉技术是一项精量控制灌溉的技术，其技术核心在于将农作物所需水量同等于灌溉量相结合，做到既不浪费水资源，又不影响农作物的正常生长，以提高水资源的利用效率。

然而，现有的农田自动灌溉系统所采用的灌溉模式主要有两种，一是依靠农业水利管理人员的经验进行灌溉控制，但这种灌溉模式不能根据土壤含水量及作物的需水量进行灌溉控制，容易造成水资源的浪费；二是采用湿度传感器实时检测土壤含水量，根据土壤含水量来控制灌溉水量，但这种模式得出的灌溉水量与农作物的实际需水量可能会存在一定的误差，而且将传感器埋在土地里还会影响农作物的施肥、耕作等。

此外，对于农作物的灌溉、施肥，一般采用分步进行，这样虽然施肥精确，大渠灌溉方便，但对于大面积的种植操作而言就会费时费力。因此，亟需开发一种集智能灌溉、施肥于一体的新系统。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型提出了一种新的基于图像处理的水肥一体化智能灌溉装置。该装置能够提高自动灌溉的准确性，在保证农作物得到合理灌溉的同时，达到节约水资源的目的；而且实现了灌溉与施肥同步，减少了人工劳动强度。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于图像处理的水肥一体化智能灌溉装置，包括：依次连接的图像采集器、图像处理器、控制器和施肥灌溉单元；

所述图像处理器包括：图像降噪处理单元、图像分割单元、特征提取单元、图像分析单元和数据比较单元；所述图像降噪处理单元、图像分割单元、特征提取单元、图像分析单元和数据比较单元顺序连接；

所述控制器包括：主处理器单元、电磁阀驱动单元和人机接口单元；所述主处理器单元分别与电磁阀驱动单元和人机接口单元相连接；

所述施肥灌溉单元包括：水井、水泵、施肥罐、砂石过滤器、输配水管网和灌水器；所述水泵的进水端口设置在水井内，水泵的出水端通过管道与施肥罐相连，水泵的出水端口设置有第一电磁阀，所述第一电磁阀通过控制电路与控制器连接；所述施肥罐包括上层的肥料添加装置和下层的搅拌混合装置，所述肥料添加装置包括称重传感器以及设置在所述称重传感器上的肥料桶，所述肥料桶上设有出料管，所述出料管伸入至下层的搅拌混合装置中，出料管上设有第二电磁阀，所述称重传感器与第二电磁阀分别与控制器连接；所述搅拌混合装置的上部设有进水口，底部设有搅拌器，下部设有出料口，所述出料口通过管道与砂石过滤器相连，所述砂石过滤器的出口端连接有输配水管网，所述输配水管网的出水口设置有灌水器。

优选的，所述图像采集器为高清摄像头，所采集的农作物图像的分辨率为1920×1080。

优选的，所述图像降噪处理单元、图像分割单元、特征提取单元、图像分析单元和数据比较单元是分别采用不同的FPGA芯片来实现的；或者将上述单元集成在一块FPGA芯片上。

优选的，所述主处理器单元为ATMEL51单片机。

优选的，所述输配水管网采用干、支、毛三级管道，包括：主干管道，连接在主干管道上的分支管道，以及连接在分支管道上的毛细管道。