[发明专利]光控水肥一体化智能灌溉系统及光控水肥一体化智能灌溉方法

权利要求书

1.光控水肥一体化智能灌溉系统，其特征在于，包括节水灌溉系统和施肥系统，所述施肥系统包括固体肥料添加系统、光电控制器和数据储存分析系统；

节水灌溉系统包括光电控制器、数据储存分析系统、水源、水泵、注水管和用于控制节水灌溉系统开闭的水阀，还包括安装在待灌施肥区的灌溉分水管；节水灌溉系统的土壤内埋设一个或以上的水分探头；水阀安装在注水管上，注水管与一根以上的灌溉分水管相连，每根灌溉分水管均设有电磁阀；

光电控制器由光照开关和光强传感器组成；

固体肥料添加系统包括固体肥料添加装置、光电开关、肥料添加槽和肥料盒；肥料添加槽设置在作物种植区，肥料添加槽横截面为倒梯形结构，肥料添加槽的侧壁开设肥料通孔，肥料添加槽的顶部设有肥料入料口；肥料盒安装在灌溉分水管上。

2.根据权利要求1所述的光控水肥一体化智能灌溉系统，其特征在于，施肥系统还包括液体肥料添加系统，液体肥料添加系统包括液体肥料配肥装置，液体肥料入料桶、液体肥入料阀，液体肥入料阀设于液体肥料入料桶的出料管上，液体肥料入料桶的入料口与液体肥料配肥装置相连，液体肥料入料桶的出料管与注水管相连，液体肥料配肥装置内设有搅拌装置，搅拌装置由搅拌电机、搅拌轴、搅拌桨组成，灌溉分水管上开设灌溉孔。

3.根据权利要求1或2所述的光控水肥一体化智能灌溉系统，其特征在于，所述数据储存分析系统安装有数据储存分析软件的选用PC计算机或安装有数据储存分析app的移动电话的一种。

4.光控水肥一体化智能灌溉方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01，将待灌施肥区按灌溉分水管数量、作物种类、土壤类型和地理条件进行分区，分为X个小区，使每个小区的灌溉系统、作物种类、土壤类型和地理条件一致，每个小区的面积不大于1公顷，对于大于1公顷的区域再进一步划平分成若干个面积不大于1公顷的小区；

S02，在每个小区埋设一个或以上的水分探头实时监测土壤水份值W₁，并将监测到的土壤水份值W₁的数据录入到与节水灌溉系统的数据分析系统中，光电控制器根据数据分析系统的指令启动和关闭节水灌溉系统；且在每个小区埋设一个或以上的土壤肥力氮磷钾传感器，土壤肥力氮磷钾传感器实时监测土壤肥力F₁，

S03，将每个小区的最大灌溉时间T_max和最小灌溉时间T_min输入计算机，并将每个土壤水分探头需维持的土壤水份值W₀输入计算机，

土壤水份值W₀是根据作物种类、土壤类型确定的，

而灌溉时间T是根据系统响应时间t₀、水分探头测得的土壤水份值W₁、预设土壤含水分值W₀和灌溉水流量计算所得，T的计算公式为：T=t₀+ ( W₀-W₁)/v，

T_max为当所有小区的电磁阀均打开时所需要的灌溉时间，T_max=t₀+(W₀-W₁)/ V_min， V_min为所有小区的电磁阀均打开时灌溉水管中的流量，

T_min为仅开启一个小区的电磁阀时所需要的灌溉时间，T_min=t₀+(W₀-W₁)/ V_max， V_max为值开启一个小区的电磁阀时灌溉水管中的流量；

S03，节水灌溉系统和施肥系统的启动和关闭：

启动施肥系统：施肥系统根据待灌施肥区总需肥量F_总确定启动时间，当待灌施肥区总需肥量为F_总＞0时，启动施肥系统进行施肥：待灌施肥区总需肥量为F_总，每个小区的需肥量为F_X，每个小区的需肥量F_X= F₀-F₁， W_总=∑W，当待灌施肥区总需肥量F_总＞0时，启动施肥系统；关闭施肥系统：肥料添加完成后，自动关闭施肥系统停止施肥；

启动节水灌溉系统：首先开启注水管上的水阀：节水灌溉系统根据待灌施肥区总需水量为W_总确定启动时间，当待灌施肥区总需水量W_总＞0时，启动节水灌溉系统进行灌溉：待灌施肥区总需水量为W_总，每个小区的需水量为W_X，每个小区的需水量W_X= W₀-W₁， W_总=∑W，当待灌施肥区总需水量W_总＞0时，启动灌溉系统，开启注水管上的水阀；然后再开启节水灌溉系统的每个小区的灌溉分水管的电磁阀：用户根据每个小区的灌溉优先级别确定每个小区的电磁阀开启时间，最优级的小区先打开电磁阀，每个小区的灌溉优先级Y根据该小区的需水量W_X来计算，需水量W_X= W₀-W₁， Y值越大，优先级越高，灌溉优先级Y的计算公式：Y=[K(W₀-W₁)]；关闭节水灌溉系统：肥料添加完成后，自动关闭节水灌溉系统停止灌溉。