[发明专利]基于物联网的葡萄水肥一体化可编程控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于物联网的葡萄水肥一体化可编程控制方法，应用于基于物联网的葡萄水肥一体化可编程控制系统，所述可编程控制系统包括：现场控制器，无线路由，物联网平台，多个无线IO模块，数据采集器，多个流量传感器，多个电磁阀，多个变频水泵；数据采集器获取多个流量传感器的数据，并通过无线IO模块与现场控制器电连接；多个电磁阀通过无线IO模块与现场控制器电连接；多个变频水泵通过无线IO模块与现场控制器电连接；现场控制器通过无线路由器与物联网平台通信连接；其特征在于，还包括葡萄水肥一体化灌溉系统，包括主干路、多个支路、每个支路包含多个并联设置的滴管；所述葡萄水肥一体化灌溉系统的每个支路上均设置有变频水泵、流量传感器、电磁阀；每个支路连接的每个滴管上均设置有流量传感器；所述电磁阀设置在每个支路上；所述变频水泵接收现场控制器的调速指令；

其特征在于，所述可编程控制方法包括：

A、启动检测步骤，包括：

A1、开启电磁阀、调节变频水泵，包括：现场控制器控制主干路、支路以及各个滴管上的阀开启；现场控制器发送指令控制清水阀开启；

现场控制器发送指令至各个支路变频水泵，使各个支路变频水泵的转速从0时刻由0转速缓慢升至n₁转速，并记下转速到达n₁的时刻t₁；使各个支路变频水泵的转速维持在n₁，直至t₁’时刻；使各个支路变频水泵的转速由n₁缓慢降低至n₂，记录转速达到n₂的时刻t₂；

A2、采集转速数据和流量数据，包括：

数据采集器获取各个时刻的变频水泵的转速数据；数据采集器获取各个支路上设置的流量传感器感测的第一数据以及第二数据；其中，第一数据是从0时刻到t₁时刻的支路流量传感器数据，第二数据是从t₁’时刻到t₂时刻的支路流量传感器数据；

B、分析判断支路堵塞状态；

C、定位判断滴管堵塞状态；

D、开启水肥一体化灌溉；

其中，所述步骤B、分析判断支路堵塞状态包括：

根据变频水泵的转速数据和第一数据，生成流量Q₁与转速n的拟合曲线函数f₁(n)：

Q₁＝f₁(n)

令f₁(n)对n求导，获得求导函数：

Q₁′＝f₁′(n)

获取求导函数第一增量：

ΔK₁＝|f₁′(n₂)-f₁′(n₁)|

根据变频水泵的转速数据和第二数据，生成流量Q₂与转速n的拟合曲线函数f₂(n)：

Q₂＝f₂(n)

令f₂(n)对n求导，获得求导函数：

Q₂′＝f₂′(n)

获取求导函数第二增量：

ΔK₂＝|f₂′(n₂)-f₂′(n₁)|

如果ΔK₁和ΔK₂均小于预设值，则判断该支路包含的滴管均无堵塞情况；

如果ΔK₁大于预设值，ΔK₂小于预设值，则判断该支路包含的滴管存在一级堵塞情况；

如果ΔK₁和ΔK₂均大于预设值，则判断该支路包含的滴管存在二级堵塞情况或三级堵塞情况。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的葡萄水肥一体化可编程控制方法，其特征在于，所述现场控制器为可编程逻辑控制器；

所述葡萄水肥一体化灌溉系统还包括：水源、过滤处理设备、水箱、肥料、肥液箱、清水阀、肥液阀、风机。