[发明专利]一种水肥一体化检测与控制系统

说明书

一种水肥一体化检测与控制系统由精准水肥一体化控制中心、水肥一体化设备和设施化农业设备构成，包含植物生长养分需求模型、土壤‑大气‑植物连续体水分模型、农业气象系统、土壤墒情检测系统、植物生理检测系统以及水肥一体化系统等多系统。其中，农业气象系统、土壤墒情检测系统、植物生理检测系统等用于采集环境、植物等数据，属于数据采集中心；植物生长养分需求模型和土壤‑大气‑植物连续体水分模型是经试验确定的植物生长最优情况所需要的各种参数，属于数据分析中心。数据采集中心采集数据上传到云端服务器，在PC端、移动端进行数据分析，根据水肥一体化参数，得到精准灌溉方案、精准施肥方案，进而通过精准水肥一体化控制中心操作水肥一体化设备精准供给水肥、操作设施化农业设备提供适宜的光热条件。

技术领域

本发明属于农业机械设备领域，具体地涉及一种基于大数据下水肥一体化检测与控制系统。

背景技术

现代设施农业中，水肥一体机已经被广泛应用，但是仅仅是简单的一台机器设备，没有接入到互联网中，更没有依据不同的植物制定出具有针对性的水肥实施方案。例如，众多国内外对水肥一体化的研究多集中在水肥一体机设备的结构设计创新中，再者提高水、肥等的利用效率，还有研发肥料、提高肥效等的研究。但是，对水肥一体机接入互联网功能、智能化操作的研究却非常少。接入植物的生长模型，能够科学化的精准水肥一体化管理等的研究暂时未发现，在市场的考察过程中也未发现相关的使用实例。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水肥一体化检测与控制系统，该系统能够通过物联网收集大数据实现智能化、科学化供给水肥。

为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案；

一种水肥一体化检测与控制系统，包括数据采集中心、数据分析中心、精准水肥一体化控制中心、水肥一体化设备和设施化农业设备。

进一步的，所述数据采集中心采集水、肥、光、气、热、作物生长数据。其中，所述水数据包括灌溉水质、土壤含水量、土水势、土壤水力特性数据；所述肥数据包括土壤养分含量、土壤EC、土壤PH数据；所述光数据包括辐射强度、光照时间数据；所述气数据包括CO2浓度、空气湿度数据；所述热数据包括空气温度、土壤温度、灌溉水温数据；所述作物生长数据包括光合速率、气孔导度、叶面积指数、器官养分含量数据。

进一步的，所述数据分析中心借助作物生长模型、作物需肥规律、作物需水规律、土壤水文模型进行数据分析。

进一步的，所述水肥一体化设备包括水泵电磁阀、滴灌喷灌管、过滤器、比例施肥器。

进一步的，所述设施化农业设备包括卷帘机、补光灯、通风设备、供暖设备。

进一步的，数据采集中心采集的水、肥、光、气、热、作物生长数据上传到云端服务器，在PC端、移动端进行数据分析，根据水肥一体化参数，得到精准灌溉方案、精准施肥方案，进而通过精准水肥一体化控制中心操作水肥一体化设备精准供给水肥、操作设施化农业设备提供适宜的光热条件。

进一步的，所述水肥一体化检测与控制系统增加了物联网的技术，使水肥一体化设备、设施农业化设备、大气监测系统、土壤监测系统、植物监测系统等能够通过网络连接起来，成为一个有机的整体。

进一步的，所述水肥一体化检测与控制系统增加控制功能，实现远程的智能化控制，部分能够实现完全智能化自动控制，不需要人为参与。

本发明的有益效果主要有以下几点：

(1)可以节省人力，其中每亩大棚平均每年能够节省一个人工。

(2)水、肥料等的投入品能够减少30％，同时利用率提高20％，并且减少了土壤残留，降低土壤出现盐碱化的风险。

(3)改善土壤、大气环境，降低大棚内环境的湿度，减轻了病虫害的发生，病虫害的发生率减少60％，减少了农药等的投入。