[发明专利]穴盘式有机稻硬地育秧的智能水肥一体化系统

权利要求书

1.一种穴盘式有机稻硬地育秧的智能水肥一体化系统，包括灌溉渠和设置在棚内的秧苗盘，秧苗盘包括上层基质盘(27)和下层的盘下基质(26)，其特征在于：该系统还包括喷灌系统、地灌系统和沼液系统，均由就地控制中心(9)控制并通过电磁阀的调节实现功能转换；喷灌系统包括顺次连接的灌溉泵(18)、一级过滤装置(20)、二级过滤装置(16)、增压泵(15)、喷灌管路(2)，喷灌管路(2)与秧苗盘连通；地灌系统包括顺次连接的二级过滤装置(16)、地灌管路(28)，地灌管路(28)与秧苗盘连通；沼液系统包括沼液泵(17)和地灌管路(28)；就地控制中心(9)与工业路由(8)连接，工业路由(8)连接云控制中心(1)，云控制中心(1)与移动客户端(7)连接；秧苗盘内设置摄像头组(5)和土壤水分传感器(24)，获取到的数据传输给无线传输模块网关(10)和云控制中心(1)；

所述灌溉渠隔离出灌溉池(22)和沼液池(23)，分别安装灌溉泵(18)和沼液泵(17)；

所述就地控制中心(9)独立运行水肥控制指令并将控制指令传递给灌溉泵(18)、喷灌电磁阀(19)、地灌电磁阀(21)的总线驱动器(25)以及增压泵(15)的变频控制器(14)，变频控制器(14)与压力传感器(13)连接，压力传感器(13)设置在喷灌管路(2)上；

所述灌溉泵(18)通过管道与喷灌电磁阀(19)、一级过滤装置(20)、二级过滤装置(16)、增压泵(15)连接，增压泵(15)与喷灌管路(2)连接；

所述二级过滤装置(16)与沼液泵(17)连接，连接的管道上设置地灌电磁阀(21)，沼液泵(17)与地灌管路(28)连接，地灌管路(28)伸入盘下基质(26)内部，地灌电磁阀(21)；

所述盘下基质(26)内安装土壤水分传感器(24)，土壤水分传感器(24)与就地控制中心(9)无线连接，棚内设置温湿度光照传感器(11)并通过环境参数无线传输模块(12)将数据传输给就地控制中心(9)；

所述摄像头组(5)获取的参数数据通过第一无线传输模块(3)和第二无线传输模块(4)分别与云控制中心(1)和无线传输模块网关(10)进行信息交互；

所述喷灌管路(2)上设置喷灌手动阀(30)，喷灌管路(2)与地灌管路(28)之间设置地灌清洗手动阀(6)，配合关闭喷灌手动阀(30)和地灌电磁阀(21)，通过增压泵(15)对地灌回路进行冲洗，

一叶期秧苗管理：如果秧苗发生卷叶，像素面积显著减少，S_ym(i)/S_ym＜0.5，且上次喷水间隔计时T_gj＞1h，则关闭地灌电磁阀21，打开喷灌电磁阀19，启动灌溉泵18通过一级过滤装置20、二级过滤装置16后经过增压泵15的变频控制器14，变频控制器14采用PID控制算法将压力传感器13调节至0.4MPa，进行喷灌，延时15秒，关闭增压泵15，关闭喷灌电磁阀19，关闭灌溉泵18；

二叶期秧苗管理：如果秧苗发生卷叶，其像素面积显著减少，S_ym(i)/S_ym＜0.7，且上次喷水间隔计时T_gj＞1h，关闭地灌电磁阀21，打开喷灌电磁阀19，启动灌溉泵18通过一级过滤装置20、二级过滤装置16后经过增压泵15的变频控制器14，变频控制器14采用PID控制算法将压力传感器13调节至0.4MPa，进行喷灌，延时15秒，关闭增压泵15，关闭喷灌电磁阀19，关闭灌溉泵18；

三叶前期秧苗管理：如果秧苗发生卷叶，其像素面积显著减少，S_ym(i)/S_ym＜0.7，且上次喷水间隔计时T_gj＞1h，关闭地灌电磁阀21，打开喷灌电磁阀19，启动灌溉泵18通过一级过滤装置20、二级过滤装置16后经过增压泵15的变频控制器14，变频控制器14采用PID控制算法将压力传感器13调节至0.4MPa，进行喷灌，延时10秒，关闭增压泵15，关闭喷灌电磁阀19，关闭灌溉泵18；

三叶中期秧苗管理：如果秧苗发生卷叶，其像素面积显著减少，S_ym(i)/S_ym＜0.9，且上次喷水间隔计时T_gj＞1h，关闭地灌电磁阀21，打开喷灌电磁阀19，启动灌溉泵18通过一级过滤装置20、二级过滤装置16后经过增压泵15的变频控制器14，变频控制器14采用PID控制算法将压力传感器13调节至0.4MPa，进行喷灌，延时8秒，关闭增压泵15，关闭喷灌电磁阀19，关闭灌溉泵18；

三叶后期秧苗管理：

如果秧苗发生卷叶，S*/S_yp＞0.4；如果S_bg/S_gb0＞0.9或者累积生产期T_sc＜D_yn-1，且H_jz＜8％，且喷灌电磁阀19关闭，启动灌溉泵18通过一级过滤装置20、二级过滤装置16后经过地灌电磁阀21，地灌回路进行地灌，地灌时间为10S；

如果秧苗发生卷叶，S*/S_yp＞0.4，如果S_bg/S_gb0＜0.9，且H_jz＜8％，且喷灌电磁阀19关闭，启动灌溉泵18通过一级过滤装置20、二级过滤装置16后经过地灌电磁阀21，地灌回路进行地灌，地灌时间为30S，

其中，

Sym：每个秧苗盘中秧苗的像素面积，

Sym(i)：连续采样中第i次秧苗的像素面积，

Syp：每个秧苗盘的面积，

T_g：上次喷水间隔计时，

T_gj：第j次上次喷水间隔计时，

S*：I*(i，j)＞50的卷叶区像素面积，其中R、G、B分别为其RGB颜色分量，I^*(i，j)为减法图像，I^*(i，j)＝I(i，j)-I₀(i，j)，I₀(i，j)是当天上午8点所采样的图像颜色RGB均值，I(i，j)为当前采样的图像颜色RGB均值，

S_bg：完整的标准高度图块像素面积，

S_bg0：为标准高度图块像素面积初始值，

D_yn：为育秧规划的天数，

T_sc：累积统计的实际育秧天数。