[发明专利]开闭环结合的水肥一体自动浇灌系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种开闭环结合的水肥一体自动浇灌系统及其控制方法，该系统包括输送和控制装置，输送装置包括多组储液池和送单元，各输送单元均包括进水、进肥和出液管；各进水、进肥及出液管上均连接阀门；各储液池和输送单元与预设区域及其控制装置一一对应；控制装置为移动数传模块、无线传感网以及继电器；该系统包含开环、闭环两个部分，开环部分接收、执行命令，实现水肥混灌，闭环部分感知土壤湿度，实现自动灌水；控制装置中，移动数传模块用于接收手机客户端下达的命令；无线传感网用于传输、分析、执行命令；继电器用于实现命令的动作；本系统开闭环部分均可独立工作。

技术领域

本发明涉及土壤灌溉技术领域，更具体地，涉及一种开闭环结合的水肥一体自动浇灌系统及其控制方法。

背景技术

目前大多自动灌溉系统依据土壤湿度情况，采用阈值控制。如温室自动灌溉系统、果园自动灌溉系统等。这些系统通常只能进行水分的灌溉作业，适宜在封闭环境，如日光温室中使用，没有考虑施肥方面，难以满足多种种植环境下作物不同生理期的需水、需肥要求。

有些系统采用人工启闭机电设备，实现了水肥的混灌，但难以做到精量施肥，目前这类半自动化系统在日光温室中，仍有大量应用。人工劳动强度大，且效率较低。

发明内容

本发明提供一种开闭环结合的水肥一体自动浇灌系统及其控制方法，用于克服现有技术的缺陷，旨在降低人工劳动，提高作业效率和液肥利用率。

为实现上述目的，本发明提供一种开闭环结合的水肥一体自动浇灌系统，包括输送装置和控制装置，其中：

所述输送装置包括：

储液池，用于储存水肥混合液；

多组输送单元，分别与所述储液池连接，每组所述输送单元均包括进水管、进肥管和出液管，其中进水管与出液管之间有一根短接管，每根所述进水管、进肥管、出液管以及短接管上均连接有一个阀门；

所述控制装置包括：

网关，用于通过移动通信网络接收所述命令，命令有施肥、停止、查询预设节点状态等类型；

WSN，用于指令、数据的获取与传递，数据的分析与业务逻辑的控制，以及指令的执行；

网关终端由WSN终端节点实现，所述WSN终端节点用于通过串口从网关获取指令及参数，并对指令进行预分析；

控制终端由WSN终端节点实现，所述WSN终端节点用于接收由网关终端传递的指令和参数，控制一组所述输送单元中的所述入水、入肥和输出阀门，并向所述网关终端发送工作状态信息、向所述WSN协调节点发送所述该组输送单元所处开闭环的状态信息；

协调节点由WSN协调器实现，所述WSN协调器用于建网，协调开闭环工作，接收所述控制终端的开闭环状态信息。

进一步地，所述水肥药一体自动浇灌系统还包括：

多个土壤湿度传感器模块，每个传感器的感应端插入一个预设区域的土壤中，用于感应所述预设区域的土壤湿度，并在所述预设区域的土壤湿度发生变化时输出不同幅值的电平信号；

采集终端由WSN终端节点实现，所述WSN终端节点通过所述土壤湿度传感器模块，采集所述预设区域土壤湿度信息，并将该信息发送给所述协调节点，所述采集终端不承担数据中继传送的任务；

采集路由由WSN路由节点实现，所述WSN路由节点通过所述土壤湿度传感器模块，采集所述预设区域土壤湿度信息，将该信息发送给所述协调节点，并承担数据中继传送的任务；