一種溫室水肥氣熱一體化智能灌溉系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種智能灌溉系統，尤其是涉及一種溫室水肥氣熱一體化智能灌溉系統。
【背景技術】
[0002]目前，我國農業生產方式正在逐步發生轉變，規模化的生產合作社以及現代農業科技園等不斷出現，作為一種高端的自動化滴灌技術，實用性和觀賞性兼具的智能滴灌得到了發展和應用。近年來，為克服國外智能滴灌產品壟斷國內市場的不良現象，我國也開展了一定的智能滴灌系統研發工作。
[0003]中國專利CN203087143U公開了太陽能智能滴灌控制系統，該裝置中土壤濕度傳感器和數據采集電路相連，數據采集電路、按鍵輸入模塊、電磁閥及其控制電路、增壓栗及其控制電路、液晶顯示模塊、數據存儲單元分別和單片機控制系統相連，光伏組件和蓄電池通過控制器和單片機控制系統相連。中國專利CN 203482685 U公開了一種水肥氣熱一體化土壤加熱系統，包括原水桶，水處理器，凈水桶，微納米曝氣機，灌溉桶，水栗，電鍋爐，灌溉主管道，地下散熱管，灌溉桶以及電磁閥，原水桶與水源相接，原水桶連接水處理器，水處理器連接原水桶回水口，水處理器連接凈水桶，凈水桶連接微納米曝氣機，凈水桶連接第一水栗，第一水栗連接灌溉桶上部，灌溉桶底部的出水口與第二水栗連接，第二水栗連接電鍋爐，還連接灌溉主管道，灌溉主管道安裝有一文丘里注肥機，電鍋爐連接地下散熱管，熱水管道連接灌溉桶。電磁閥、水栗、電鍋爐、水處理器、微納米曝氣機與可編程控制器電連接。上述智能滴灌技術尚未考慮如下問題:(1)規模化的農田一般距居住區較遠，電網輸送困難且不經濟，農業灌溉電力配套問題一直比較突出，需要合理利用其它能源作為滴灌的動力源；(2)作為一種能有效調控農作物生長環境的灌水技術，滴灌正體現集成化的發展趨勢，利用滴灌系統灌水、施肥、加氣、加熱等已有一定研究，有待建立滴灌水肥氣熱智能灌施系統；(3)智能灌溉多采用中央控制器進行監測且多僅關注土壤水肥情況，農戶往返查看費時費力且無法注意作物長勢等情況；(4)低能耗、智能化一直是滴灌技術發展趨勢，需要不斷深入探討合理減少灌溉能耗的問題。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種溫室水肥氣熱一體化智能灌溉系統，該系統采用了清潔能源作為動力源，解決灌溉電力配套問題，經濟環保，系統能耗低;采用PLC控制器實現整個系統智能化控制，通過智能移動終端對整個自動化作業進行檢測控制。
[0005]為達到上述目的，本發明采用以下技術方案:
一種溫室水肥氣熱一體化智能灌溉系統，包括動力源、水源、施肥加氣單元、滴灌單元、檢測單元、PLC控制器和智能移動終端，所述動力源為所述水源、施肥加氣單元、滴灌單元、檢測單元和PLC控制器提供電源，所述PLC控制器與所述水源、施肥加氣單元、檢測單元和滴灌單元電連接，所述施肥加氣單元通過管道連接所述水源，所述水源通過管道連接所述滴灌單元；
所述動力源包括太陽能光伏組件、風力發電機和蓄電池，所述太陽能光伏組件和風力發電機產生的電能通過充電控制電路輸送至所述蓄電池中，所述蓄電池與所述PLC控制器連接并向其供電，所述PLC控制器通過通訊轉換器連接無線通訊器，所述智能移動終端通過無線網絡連接所述無線通訊器；
所述水源包括水窖、太陽能熱水器、水箱和水井，增壓栗進水端口設置在所述水窖中，增壓栗出水端口與所述太陽能熱水器和水箱通過三通管相互連接，所述三通管的三個端口分別設置第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥以分別控制太陽能熱水器、水箱和水窖中水流的方向；水栗進水端口設置在所述水井內，水栗出水端口連接所述水窖;所述水窖內設置水位傳感器，所述水箱內設置溫度傳感器；
所述檢測單元包括圖像采集裝置和設置在土壤中的土壤水肥熱檢測裝置；
所述水位傳感器、溫度傳感器和土壤水肥熱檢測裝置分別與所述PLC控制器電連接，所述太陽能熱水器、增壓栗、水栗以及第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥分別通過控制電路與所述PLC控制器電連接，所述圖像采集裝置通過圖像采集電路與所述無線通訊器電連接。
[0006]優選的，所述施肥加氣單元設置在所述水箱上方，所述施肥加氣單元包括稱重傳感器以及設置在所述稱重傳感器上的肥料桶和加氣桶，所述肥料桶和加氣桶分別通過第一出料管和第二出料管連接所述水箱，所述第一出料管和所述第二出料管上分別設置第四電磁閥和第五電磁閥；所述稱重傳感器與所述PLC控制器電連接，所述第四電磁閥和第五電磁閥分別通過控制電路與所述PLC控制器電連接。
[0007]優選的，所述水箱內設置攪拌裝置，所述攪拌裝置包括第一電機和攪拌葉，所述第一電機與攪拌葉通過芯軸連接;所述第一電機通過驅動電路與所述PLC控制器電連接。
[0008]優選的，所述滴灌單元采用干支毛三級管道，包括干管、支管和毛管，所述水箱通過干管連接所述滴灌單元，所述水箱高于地面2?3m，所述干管上依次設置第六電磁閥和過濾器，所述支管上設置第七電磁閥；所述第六電磁閥和第七電磁閥分別通過控制電路與所述PLC控制器電連接。
[0009]優選的，所述毛管設置于土壤下5?10cm。
[0010]優選的，所述蓄電池上設置電量不足報警器，所述電量不足報警器與所述PLC控制器電連接。
[0011 ]優選的，所述水窖包括清水窖和儲水窖，所述清水窖和儲水窖中間設置過濾裝置；所述儲水窖上設置第一濾網，所述儲水窖一側邊設置軌道，與所述軌道相鄰的側邊設置泥槽，所述軌道上設置移動小車，移動小車上設置驅動所述移動小車移動的第二電機，所述移動小車上設置掃板;所述儲水窖上設置抽泥栗，所述抽泥栗上的抽泥管穿過所述儲水窖上部側壁并深入所述儲水窖底部，所述抽泥栗上的排泥管出口設置在所述泥槽中；所述清水窖上設置窖蓋和檢查孔，所述第二電機的第一驅動電路上設置正轉接觸器和反轉接觸器，所述正轉接觸器和反轉接觸器的控制線圈通過第一驅動電路與所述PLC控制器電連接，所述抽泥栗通過控制電路與所述PLC控制器電連接。
[0012]優選的，所述水窖側壁對稱位置上分別設置凹槽，所述過濾裝置設置在所述凹槽內。
[0013]優選的，所述軌道兩端分別設置位移傳感器，所述位移傳感器與所述PLC控制器電連接。
[0014]優選的，所述過濾裝置包括轉軸和頂端設置在所述轉軸上的第二濾網，所述轉軸兩端分別設置在所述水窖頂部兩側，所述轉軸上設置控制所述轉軸旋轉的第三電機，所述第三電機的第二驅動電路上設置正轉接觸器和反轉接觸器，所述正轉接觸器和反轉接觸器的控制線圈通過第二驅動電路與所述PLC控制器電連接。
[0015]本發明的有益效果是:
本發明的溫室水肥氣熱一體化智能灌溉系統的動力源包括太陽能光伏組件、風力發電機和蓄電池，太陽能光伏組件和風力發電機利用太陽能和風力進行發電，并將產生的電能通過充電控制電路輸送至蓄電池中，為該溫室水肥氣熱一體化智能灌溉系統提供電源，節能環保。
[0016]水源包括水窖、太陽能熱水器、水箱和水井，其中水窖設置在溫室外地勢較低的地方，可用于儲存雨水，以節約用水。當水窖中水位過低時，水窖中的水位傳感器會將水窖中的水位信息傳送到PLC控制器，PLC控制器會發出指令開啟水栗，從水井自動向水窖補水。太陽能熱水器通過太陽能將水加熱，從而為滴灌單元提供熱水源，環保節能。水窖、太陽能熱水器、水箱通過三通管相連接，三通管的三個端口分別設置第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥以分別控制太陽能熱水器、水箱和水窖中水流的方向；水箱還設置溫度傳感器，水箱內的溫度傳感器將水箱中的溫度信息傳送到PLC控制器，當水箱實測溫度信號低于設定溫度信號時，PLC控制器發出指令控制開啟第一電磁閥和第二電磁閥從而使太陽能熱水器中的熱水流入水箱中，當水箱內的溫度達到設定值時，PLC控制器發出指令控制關閉第一電磁閥和第二電磁閥；同理當水箱的實測溫度信號高于設定溫度信號時，PLC控制器發出指令開啟第二電磁閥、第三電磁閥和增壓栗，從而使水窖中的水流入水箱中，當溫度達到設定值時，PLC控制器發出指令控制關閉第二電磁閥和第三電磁閥，從而實現對水箱中的溫度進行自動控制。
[0017]儲水窖上設置第一濾網，用來過濾雨水中雜質，儲水窖一側設置軌道，與軌道相鄰一側設置泥槽，軌道上設置移動小車，移動小車上設置驅動移動小車沿軌道移動的第二電機，而且移動小車上設置掃板;軌道兩端分別設置位移傳感器，位移傳感器與PLC控制器電連接，第二電機的第一驅動電路上設置正轉接觸器和反轉接觸器，正轉接觸器和反轉接觸器的控制線圈均與PLC控制器電連接；當第一濾網上堆積大量的雜質后，會阻擋雨水進入儲水窖，這時需要通過PLC控制器控制第二電機運轉從而使移動小車帶動掃板運動，從而將第一濾網上的雜質掃進泥槽中。當移動小車運動到軌道一端時，位移傳感器會發信號給PLC控制器，PLC控制器發送指令控制第二電機反向旋轉，從而使移動小車自動返回。過濾裝置包括轉軸和頂端設置在轉軸上的第二濾網，第三電