[发明专利]一种设施蔬菜智能水肥一体化控制系统及方法

权利要求书

1.一种设施蔬菜智能水肥一体化控制系统，其特征在于：包括设置于田地中的滴灌装置、一号土壤传感器及二号土壤传感器，与滴灌装置相连的一号泵，与一号泵相连的集中桶，分别与集中桶相连的二号泵和三号泵，以及控制装置，所述二号泵还连接设置有水箱，所述三号泵还连接设置有供肥装置，所述供肥装置包括相连通的若干肥箱，若干所述肥箱连通处均设置有四号泵；

所述控制装置包括PLC控制器以及与其通过网络连接的WEB服务器，所述一号泵、二号泵、三号泵、一号土壤传感器及二号土壤传感器均与所述PLC控制器电性连接。

2.如权利要求1所述的一种设施蔬菜智能水肥一体化控制系统，其特征在于：所述一号土壤传感器及二号土壤传感器用于实时采集作物生长环境土壤温度、含水量和养分信息，数据实时上传到PLC控制系统。

3.如权利要求1所述的一种设施蔬菜智能水肥一体化控制系统，其特征在于：所述一号土壤传感器及二号土壤传感器均包括若干无线探头，若干无线探头均匀分布于田间，用于对作物生长环境土壤温度、含水量和养分信息进行多点监控。

4.如权利要求1所述的一种设施蔬菜智能水肥一体化控制系统，其特征在于，所述WEB服务器包括：

Models模型层:负责数据库建模与数据库交互；

Templates模板层:用于处理用户显示的网页内容；

Views视图层:用于处理与用户交互的部分，处理用户的请求并给出响应。

5.如权利要求1所述的一种设施蔬菜智能水肥一体化控制系统，其特征在于：还包括视觉采集系统，利用摄像头对冠层进行拍照，获得作物冠层数字照片，自动剔除非叶片背景，对照片色彩参数进行筛选，实现叶面图像红、绿、蓝3个色彩通道信息的计算，根据作物冠层在不同缺氮状态下在红、绿、蓝3个色彩参数的反应差异，结合田间试验，筛选出图像的可见光大气阻抗植被指数，对植物氮素营养进行诊断，依据不同产量目标下作物对氮肥的需求，给出相应的氮肥追肥量，进行农田氮肥的科学管理。

6.如权利要求5所述的一种设施蔬菜智能水肥一体化控制系统，其特征在于：所述PLC控制系统通过网络将数据上传到云端服务器,WEB服务器对云端服务器发送GET/POST请求,云端服务器收到请求后会做一个响应,向WEB服务器发送JSON格式的数据，WEB服务器将获取到的数据存入MySQL数据库。

7.如权利要求1所述的一种设施蔬菜智能水肥一体化控制系统，其特征在于：所述滴灌装置包括两种操作模式，手动模式及自动模式；

所述手动模式是通过手动按下启动按钮进行启动，并按照设定时间手动灌溉或手动施肥；

所述自动模式是系统判断含水率低于低限，自动灌溉，直到含水率高于高限值，并监测是否允许水肥一体化，如果允许则同时定量施肥。

8.一种设施蔬菜智能水肥一体化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

判断系统模式是手动模式还是自动模式，并按照系统模式进行灌溉及施肥，其中，自动模式，判断含水率是否低于低限；手动模式，判断手动启动按钮是否被按下；

系统运行结束后，关闭阀门、一号泵、二号泵和三号泵等。

9.如权利要求8所述的一种设施蔬菜智能水肥一体化控制方法，其特征在于，所述按照系统模式进行灌溉及施肥，包括：

手动灌溉步骤，按照设定时间手动灌溉，监测是否允许水肥一体化，如果允许则同时定量施肥；

自动灌溉步骤，自动灌溉，直到含水率高于高限值，监测是否允许水肥一体化，如果允许则同时定量施肥；

其中，所述定量施肥为通过定时施肥，实现定量施肥。

10.如权利要求9所述的一种设施蔬菜智能水肥一体化控制方法，其特征在于，还包括报警监控：

传感器超过高限报警：传感器采集数值高于传感器量程高限则报警；

传感器低于低限报警：传感器采集数值低于传感器量程低限则报警；

灌溉超过最长监视时间报警：设定最长灌溉时间，当自动灌溉时，灌溉时间大于最长时间则报警；

肥料罐液位低报警：肥料罐液位低于下部液位开关，则报警。