一種蓮霧設(shè)施栽培水肥自動灌溉系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蓮霧設(shè)施栽培水肥自動灌溉系統(tǒng)，包括水泵、第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、注肥器、肥料攪拌器、流量計、控制模塊、減壓閥、閥門、第四控制閥、過濾系統(tǒng)、排沙孔和微灌系統(tǒng)；本發(fā)明采用電子控制與手動控制相結(jié)合的方式對流量進行控制，流量控制精確且?guī)в姓`差自動調(diào)節(jié)，減少人力，節(jié)本增效，省工省時。
【專利說明】一種蓮霧設(shè)施栽培水肥自動灌溉系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種蓮霧設(shè)施栽培水肥自動灌溉系統(tǒng)，涉及農(nóng)業(yè)設(shè)備節(jié)能【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]蓮霧又叫天桃、水蒲桃、洋蒲桃,屬于桃金娘科赤楠屬是一種重要的熱帶亞熱帶水果。蓮霧原產(chǎn)于東南亞國家，現(xiàn)在臺灣、海南、廣西、廣東、云南、福建等地均有種植，臺灣是世界上種植蓮霧技術(shù)最先進和規(guī)模最大的地方，海南是大陸種植蓮霧最理想的地方，尤其瓊海種植蓮霧的品種和規(guī)模最大，2011年末瓊海市蓮霧種植面積達(dá)5500畝以上，且種植規(guī)模還處于快速擴大趨勢，蓮霧已經(jīng)成為我市農(nóng)民致富的重要途徑之一。
[0003]蓮霧品種繁多，一般根據(jù)果色分為大紅、深紅、粉紅、淡紅、青色、白色、文昌青皮、海南棒狀白色等8大類，目前種植規(guī)模最大的是粉紅類的黑珍珠、黑金剛、大葉紅和泰國大果系的紅鉆石等品種，這幾個品種的果形大，形色好，甜度、口感佳，產(chǎn)量高，深受消費者歡迎，具有很高的經(jīng)濟價值。香水巴掌蓮霧是臺灣最近培育出來的大果系品種，該品種蓮霧果大、外觀好、味道上佳，果實一個達(dá)半斤多重，外觀紅中透黑，具有獨特的香果味和甘蔗味，甜度12?13，非?？煽?，是蓮霧中的上品。目前，香水巴掌蓮霧在我市才有零星種植，具有廣闊的發(fā)展前景。
[0004]蓮霧對水分要求高，周年均需有充足的水分供應(yīng)。同時，通常于4月中旬以氮肥(占總量的50% )為主，配施磷、鉀肥(占總量的25% ) ；7月中旬花果期施磷、鉀肥(占總量的25% ) ；8月中下旬果實采收后結(jié)合修剪重施氮、磷、鉀肥，占總量的50%，另加堆肥10公斤/株。結(jié)果多時，掛果期間可葉面噴施氮、磷及微量元素。因此蓮霧的水肥灌溉工作人力非常繁重，而且容易過多或過少供，同時因化肥過多導(dǎo)致土壤環(huán)境的污染，不利于生態(tài)環(huán)境的保護。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種蓮霧設(shè)施栽培水肥自動灌溉系統(tǒng)，采用電子控制與手動控制相結(jié)合的方式對流量進行控制，流量控制精確且?guī)в姓`差自動調(diào)節(jié)，減少人力，節(jié)本增效，省工省時。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種蓮霧設(shè)施栽培水肥自動灌溉系統(tǒng)，包括水泵、第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、注肥器、肥料攪拌器、流量計、控制模塊、減壓閥、閥門、第四控制閥、過濾系統(tǒng)、排沙孔和微灌系統(tǒng)；
[0008]所述水泵、第一控制閥、流量計、減壓閥、過濾系統(tǒng)、排沙孔、微灌系統(tǒng)依次相連；
[0009]所述水泵的出口通過第二控制閥與注肥器相連，所述注肥器的輸出端通過第三控制閥與流量計相連；
[0010]所述注肥器的輸入端與肥料攪拌器的輸出端相連，所述肥料攪拌器的輸入端通過第四控制閥與減壓閥相連；
[0011〕 所述流量計還與控制模塊相連；
[0012]所述減壓閥還連接閥門。
[0013]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，還包括壓力表，所述壓力表設(shè)于減壓閥和過濾系統(tǒng)之間。
[0014]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述控制模塊包括中央處理器、無線通信模塊，所述中央處理器與流量計相連，所述中央處理器與無線通信模塊相連。
[0015]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，無線通信模塊包括藍(lán)牙模塊和天線模塊。
[0016]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述過濾系統(tǒng)采用離心過濾器。
[0017]作本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述控制模塊控制流量閥采用如下控制方法:
[0018]以預(yù)定時長為控制周期，采用數(shù)字增量式？10控制算法調(diào)節(jié)，控制模塊產(chǎn)生？麗脈沖波形，通過調(diào)節(jié)？麗波形的占空比來調(diào)節(jié)流量閥的流量；
[0019]在每個控制周期內(nèi)，定義誤差6 = 0⑴戈61，0⑴為七時刻的流量值，I為流量的設(shè)置值，保存連續(xù)采樣的3次流量值000，00^-2)，分別計算第&時刻、卜1時刻、卜2時刻的誤差值，分別為6 00，6 (1.-1)，6 (1.-2)，則控制增量為:
[0020]八11 (垃)=X？ [6 (垃)-6 (垃-1) 1 +1(^6 (垃)+? [6 (垃)-26 (垃-1) +6 (垃-2)〕，其中，\ 是比例系數(shù)，I是積分系數(shù)，^是微分系數(shù)，八11 00代表第〖個控制周期內(nèi)第&時刻流量閥角度的調(diào)節(jié)增量，根據(jù)控制增量計算出？麗占空比調(diào)節(jié)增量；
[0021]當(dāng)誤差值較大時，積分會使算法產(chǎn)生超調(diào)量，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定；設(shè)置一個誤差閾值3，當(dāng)流量的誤差值161高于誤差閾值3時，進入？0控制，比如啟動與停止過程；否則，進入？10控制。
[0022]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:本發(fā)明在采用電子控制與手動控制相結(jié)合的方式對流量進行控制，流量控制精確且?guī)в姓`差自動調(diào)節(jié)，減少人力，節(jié)本增效，省工省時。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊連接示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明的控制模塊原理圖；
[0025]圖3是本發(fā)明的控制模塊的控制流程圖。

【具體實施方式】
[0026]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)說明:
[0028]本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊連接示意圖如圖1所示，一種蓮霧設(shè)施栽培水肥自動灌溉系統(tǒng)，包括水泵、第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、注肥器、肥料攪拌器、流量計、控制模塊、減壓閥、閥門、第四控制閥、過濾系統(tǒng)、排沙孔和微灌系統(tǒng)；
[0029]所述水泵、第一控制閥、流量計、減壓閥、過濾系統(tǒng)、排沙孔、微灌系統(tǒng)依次相連；所述水泵的出口通過第二控制閥與注肥器相連，所述注肥器的輸出端通過第三控制閥與流量計相連；所述注肥器的輸入端與肥料攪拌器的輸出端相連，所述肥料攪拌器的輸入端通過第四控制閥與減壓閥相連；所述流量計還與控制模塊相連；所述減壓閥還連接閥門。
[0030]所述水泵抽取自來水進入第一控制閥，此時注肥器通過抽取肥料攪拌器中的肥料，肥料經(jīng)過第三控制閥與自來水混合后通過流量計進入減壓閥進行減壓，使用者可通過閥門手動提交減壓閥，肥料經(jīng)由減壓閥進入過濾系統(tǒng)進行過濾，然后進入排沙孔清除大的沙粒防止堵塞后端的微灌系統(tǒng)；控制模塊通過流量計可觀測到當(dāng)前的流量，可對流量進行調(diào)整或控制，減壓閥可通過對肥料進行分流，分流后的一部分肥料進入過濾系統(tǒng)，另一部分通過第四控制閥進入肥料攪拌器。
[0031]還包括壓力表，所述壓力表設(shè)于減壓閥和過濾系統(tǒng)之間，可觀測當(dāng)前的壓力，實施檢測當(dāng)前的壓力狀況，比較直觀。
[0032]無線通信模塊包括藍(lán)牙模塊和天線模塊；數(shù)據(jù)可通過藍(lán)牙模塊和天線模塊傳送數(shù)據(jù)，所述過濾系統(tǒng)采用離心過濾器。
[0033]控制模塊包括中央處理器、無線通信模塊，所述中央處理器與流量計相連，所述中央處理器與無線通信模塊相連，所述控制模塊控制流量閥采用如下控制方法:
[0034]以預(yù)定時長為控制周期，采用數(shù)字增量式？10控制算法調(diào)節(jié)，控制模塊產(chǎn)生？麗脈沖波形，通過調(diào)節(jié)？麗波形的占空比來調(diào)節(jié)流量閥的流量；
[0035]如圖2和圖3所示，在每個控制周期內(nèi)，定義誤差6 = 0⑴為七時刻的流量值，為流量設(shè)置值，保存連續(xù)采樣的3次流量值000，00^-2)，分別計算第匕時刻、卜1時刻、卜2時刻的誤差值，分別為6 00，6 ，6 (卜2)；
[0036]則控制增量為:
[0037]八11 (垃)=X？ [6 (垃)—6 (垃-1) 1 +1(^6 (垃)+? [6 (垃)-26 (垃-1) +6 (垃-2)〕，其中，\ 是比例系數(shù)，I是積分系數(shù)，^是微分系數(shù)，八11 00代表第〖個控制周期內(nèi)第&時刻流量閥角度的調(diào)節(jié)增量，根據(jù)控制增量計算出？麗占空比調(diào)節(jié)增量；
[0038]當(dāng)誤差值較大時，積分會使算法產(chǎn)生超調(diào)量，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定；設(shè)置一個誤差閾值3，當(dāng)流量的誤差值|6|高于誤差閾值13時，進入？0控制，比如啟動與停止過程；否則，進入？10控制，比如流量變化不大的時候。
[0039]？10的三個、，4，1?參數(shù)采用現(xiàn)有的模擬退火優(yōu)化算法得出，也可通過現(xiàn)場調(diào)試得出，如圖2所示，整個控制模塊采用的是閉環(huán)控制，通過中央模塊中流量的設(shè)置來調(diào)節(jié)灌溉流量的大小，流量調(diào)節(jié)算法采用算法。
[0040]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種蓮霧設(shè)施栽培水肥自動灌溉系統(tǒng)，其特征在于:包括水泵、第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、注肥器、肥料攪拌器、流量計、控制模塊、減壓閥、閥門、第四控制閥、過濾系統(tǒng)、排沙孔和微灌系統(tǒng)； 所述水泵、第一控制閥、流量計、減壓閥、過濾系統(tǒng)、排沙孔、微灌系統(tǒng)依次相連； 所述水泵的出口通過第二控制閥與注肥器相連，所述注肥器的輸出端通過第三控制閥與流量計相連； 所述注肥器的輸入端與肥料攪拌器的輸出端相連，所述肥料攪拌器的輸入端通過第四控制閥與減壓閥相連； 所述流量計還與控制模塊相連； 所述減壓閥還連接閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓮霧設(shè)施栽培水肥自動灌溉系統(tǒng)，其特征在于:還包括壓力表，所述壓力表設(shè)于減壓閥和過濾系統(tǒng)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓮霧設(shè)施栽培水肥自動灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述控制模塊包括中央處理器、無線通信模塊，所述中央處理器與流量計相連，所述中央處理器與無線通信模塊相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種蓮霧設(shè)施栽培水肥自動灌溉系統(tǒng)，其特征在于:無線通信模塊包括藍(lán)牙模塊和天線模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓮霧設(shè)施栽培水肥自動灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述過濾系統(tǒng)采用離心過濾器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓮霧設(shè)施栽培水肥自動灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述控制模塊控制流量閥采用如下控制方法: 以預(yù)定時長為控制周期，采用數(shù)字增量式控制算法調(diào)節(jié)，控制模塊產(chǎn)生？麗脈沖波形，通過調(diào)節(jié)？麗波形的占空比來調(diào)節(jié)流量閥的流量； 在每個控制周期內(nèi)，定義誤差6 =為七時刻的流量值，I為流量的設(shè)置值，保存連續(xù)采樣的3次流量值0 00，0 0^-1)，0 (卜2)，分別計算第&時刻、1^-1時刻、卜2時刻的誤差值，分別為6 00，6 0^-1)，6 (1.-2)，則控制增量為:
八 11 (10 = ^[6 (10 —6 (垃-1) 1 +1^6 (10 十仄0〔6 (10 -26 (垃-1) +6 (垃-2)〕，其中，^ 是比例系數(shù)，I是積分系數(shù)，^是微分系數(shù)，八1x00代表第〖個控制周期內(nèi)第，時刻流量閥角度的調(diào)節(jié)增量，根據(jù)控制增量計算出？麗占空比調(diào)節(jié)增量； 設(shè)置一個誤差閾值13，當(dāng)流量的誤差值高于誤差閾值13時，進入？0控制；否則，進入？10控制。
【文檔編號】A01G25/16GK104396702SQ201410799967
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】王素珍, 錢生越, 金永奎, 陸江林 申請人:農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所