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    一種根據(jù)作物生長基質(zhì)變化自動(dòng)施肥的系統(tǒng)和設(shè)備及其方法技術(shù)方案

    技術(shù)編號:14813220 閱讀:139 留言:0更新日期:2017-03-15 03:57
    本發(fā)明專利技術(shù)提供一種根據(jù)作物生長基質(zhì)變化自動(dòng)施肥,該系統(tǒng)作物生長基質(zhì)檢測模塊、中央分析控制模塊以及自動(dòng)施肥模塊,在中央分析控制模塊中的運(yùn)算方法是建立作物生長基質(zhì)變化結(jié)果與施肥信息數(shù)據(jù)之間的關(guān)系公式,所述公式為:所述函數(shù)公式f表示生長基質(zhì)變化與施肥信息之間的對應(yīng)關(guān)系;所述施肥信息包括作物相關(guān)信息、肥料品種、肥料重量、濃度、等。解決生長基質(zhì)變化情況下自動(dòng)施肥以補(bǔ)償作物生長過程中營養(yǎng)元素;節(jié)約人力成本,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化施肥;自動(dòng)調(diào)節(jié)作物的生長發(fā)育和形態(tài)建成、縮短培養(yǎng)周期、提高品質(zhì),而且能夠大大減少能耗,降低成本。

    【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

    本專利技術(shù)涉及作物施肥領(lǐng)域,具體是指一種根據(jù)作物生長基質(zhì)變化自動(dòng)施肥的系統(tǒng)和設(shè)備及其方法
    技術(shù)介紹
    農(nóng)業(yè)發(fā)展受到越來越多的關(guān)注,在農(nóng)業(yè)方發(fā)展面開始朝著自動(dòng)化和無人化的方向邁進(jìn)。在提供作物最適宜的生長環(huán)境的同時(shí),人們對作物所處生長環(huán)境的性能指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)督,以保障作物以最好的生長速度生長。在現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中育苗基質(zhì)發(fā)揮著非常重要的作用,不僅能夠?yàn)檗r(nóng)作物生長提供一定的營養(yǎng)物質(zhì)還能很好的維系農(nóng)作物根系的生長,固定農(nóng)作物秧苗為種子抽芽和根系生長發(fā)育提供精良的條件。有土育苗的基質(zhì)為營養(yǎng)土或一樣通常泥土。無土育苗的基質(zhì)種類較多,有沙、礫石、滬渣、木屑、炭化稻殼、蛭石、珍珠巖、巖棉、泥炭蘚等質(zhì)料。相宜的基質(zhì)應(yīng)是容重較小,既能牢固秧苗,又易搬運(yùn);總清閑度較大,氛圍容積與毛細(xì)管容積配比適當(dāng),水氣比適中,有利于根系的呼吸、吸取和生長發(fā)育;不攜帶病蟲害;資源富厚,取材方便,本錢低廉。但上述基質(zhì)的理化性質(zhì)、土壤或水環(huán)境中的營養(yǎng)條件、酸堿度等并不是常常滿足作物需求。CN201310230043.4公開了一種基質(zhì)栽培作物的灌溉決策方法及灌溉系統(tǒng),該方法包括下列步驟:使用標(biāo)定后的電介質(zhì)型土壤水分傳感器進(jìn)行基質(zhì)水分?jǐn)?shù)據(jù)的采集;采用基于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)值模擬方法,建立基質(zhì)水分運(yùn)移和作物根系分布模型;由基質(zhì)濕潤體含水量與預(yù)設(shè)的作物灌溉目標(biāo)含水量進(jìn)行比較,以及模型得到的基質(zhì)濕潤體和作物根區(qū)的匹配程度進(jìn)行灌溉數(shù)據(jù)決策,并依據(jù)該方法專利技術(shù)了一種基質(zhì)栽培作物的灌溉決策。但上述專利只是提供一種檢測基質(zhì)中水分來預(yù)設(shè)灌溉水量的方法,但作物的生長過程中,基質(zhì)影響因素有很多,水只是其中一種條件,上述專利并不能檢測土壤基質(zhì)或者水環(huán)境中的其他性能指標(biāo)數(shù)據(jù),并根據(jù)指標(biāo)數(shù)據(jù)來及時(shí)補(bǔ)充作物所需肥料,也沒有研究報(bào)道根據(jù)作物生長基質(zhì)變化來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)施肥的方法和設(shè)備。
    技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
    為解決上述問題,本專利技術(shù)提供一種根據(jù)作物生長基質(zhì)變化自動(dòng)施肥的系統(tǒng),其特征在于該系統(tǒng)包括作物生長基質(zhì)檢測模塊、中央分析控制模塊以及自動(dòng)施肥模塊;其中作物生長基質(zhì)檢測模塊測定作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù),包括作物生長基質(zhì)檢測設(shè)備;中央分析控制模塊中包括生長基質(zhì)分析模塊、運(yùn)算模塊、輸入模塊,輸入模塊連接生長基質(zhì)分析模塊,生長基質(zhì)分析模塊連接運(yùn)算模塊;所述生長基質(zhì)分析模塊接收生長基質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并與生長基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比對進(jìn)行基質(zhì)變化分析,并輸出基質(zhì)變化結(jié)果到運(yùn)算模塊;所述運(yùn)算模塊中設(shè)有基質(zhì)變化結(jié)果與施肥信息之間的運(yùn)算公式,根據(jù)運(yùn)算公式得到與基質(zhì)變化結(jié)果相匹配的施肥信息,并傳輸?shù)阶詣?dòng)施肥模塊;所述輸入模塊包括施肥信息參數(shù)的輸入端和作物相關(guān)信息輸入端以及作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)輸入端;自動(dòng)施肥模塊根據(jù)施肥信息對作物施肥;所述基質(zhì)變化偏離值由作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)變化的監(jiān)測值和作物生長基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比對來確定,確定方法為當(dāng)所述作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)變化檢測值-作物生長基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),即為該物生長基質(zhì)變化偏離值;所述作物生長基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)是指依據(jù)特定作物品種生長生理需要來確定的生長基質(zhì)數(shù)據(jù),在檢測作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)前預(yù)存在中央分析控制系統(tǒng)中;所述作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)包括基質(zhì)理化性質(zhì)、基質(zhì)或水環(huán)境營養(yǎng)元素含量、基質(zhì)濕度、基質(zhì)或水環(huán)境pH值、基質(zhì)或水環(huán)境中有益生物菌含量的數(shù)據(jù);所述基質(zhì)包括土壤、沙、礫石、滬渣、木屑、炭化稻殼、蛭石、珍珠巖、巖棉、泥炭蘚;所述基質(zhì)理化性質(zhì)包括容重、總孔隙度、大孔隙比、小空隙比;包括所述基質(zhì)營養(yǎng)元素包括氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì);優(yōu)選的,所述作物生長基質(zhì)檢測設(shè)備包括基質(zhì)理化性質(zhì)檢測儀器、營養(yǎng)元素含量檢測儀器、濕度檢測儀、pH檢測計(jì)。優(yōu)選的,所述作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)還可通過預(yù)先輸入;所述預(yù)先輸入是指工作人員將采用化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)方法檢測得到的作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)或歷史分析結(jié)果數(shù)據(jù)通過輸入模塊輸入到中央分析控制模塊中。優(yōu)選的,所述中央分析控制模塊中的運(yùn)算公式為:所述預(yù)算公式中表示基質(zhì)變化結(jié)果與作物相關(guān)信息的組合;所述運(yùn)算公式f表示組合與施肥信息之間的對應(yīng)關(guān)系;所述施肥信息包括肥料品種、肥料總重量、濃度、施肥時(shí)間以及自動(dòng)施肥方式;運(yùn)算公式中所述S表示基質(zhì)變化結(jié)果;所述P表示作物相關(guān)信息;所述F表示肥料的品種;所述R表示所述肥料各品種的重量比例;所述W表示所述每畝所施肥料的重量;所述C表示肥料的濃度;所述T表示施肥時(shí)間,表示檢測得到基質(zhì)變化結(jié)果后開始施肥的時(shí)間,即施肥起始時(shí)間;所述M表示自動(dòng)施肥方式;所述O表示其他信息;所述其他信息包括施肥周期、自動(dòng)施肥流量、異常信息;其中運(yùn)算公式中的S、P、F、R、W、C、T、M、O可以在自動(dòng)施肥前通過輸入模塊進(jìn)行人工設(shè)定、調(diào)整或保存。優(yōu)選的,所述作物相關(guān)信息包括作物品種、作物占地面積、作物生長時(shí)期;所述作物品種包括花生、大豆、西紅柿、白菜、水稻、棉花、蓮藕、紅薯;所述作物生長時(shí)期包括播種期、苗期、花期、結(jié)莢期、成熟期。優(yōu)選的,自動(dòng)施肥前可選擇預(yù)存的運(yùn)算公式中的各自動(dòng)施肥信息值。優(yōu)選的,所述肥料品種F包括氮肥、鉀肥、磷肥、復(fù)合肥、固氮菌肥、微生物肥、有機(jī)碳肥、水溶性肥料;所述施肥方式M包括深施、淺施、表施、勻施、沖施、莖葉表面施、撒施、條施、穴施、環(huán)施、噴施。優(yōu)選的,其中所述基質(zhì)變化結(jié)果為土壤營養(yǎng)元素缺鉀時(shí),所述施肥時(shí)間0≤T≤4h,每畝所施肥料的重量為1g≤W≤50kg,肥料品種為鉀肥。優(yōu)選的,其中所述基質(zhì)變化結(jié)果為土壤容重偏大時(shí),所述施肥時(shí)間0≤T≤4h,每畝所施肥料的重量為1g≤W≤50kg,肥料品種為有機(jī)肥。優(yōu)選的,所述自動(dòng)施肥模塊中包括肥料組成自動(dòng)調(diào)配系統(tǒng)以及自動(dòng)施肥噴灌或微灌系統(tǒng);所述肥料組成自動(dòng)調(diào)配系統(tǒng)是指能夠接受施肥信息數(shù)據(jù)自動(dòng)配置所需肥料的系統(tǒng),包括稱量系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、肥料輸送系統(tǒng);所述自動(dòng)施肥噴灌系統(tǒng)包括固定式噴灌系統(tǒng)、半固定式噴灌系統(tǒng)以及移動(dòng)式噴灌系統(tǒng);所述自動(dòng)施肥微灌系統(tǒng)包括滴灌系統(tǒng)、微噴灌系統(tǒng)、霧噴系統(tǒng)、地埋灌溉系統(tǒng)、小管出流灌系統(tǒng)以及滲灌系統(tǒng)。本專利技術(shù)還提供一種根據(jù)作物生長基質(zhì)變化自動(dòng)施肥的設(shè)備組,其特征在于包括作物生長基質(zhì)檢測設(shè)備、中央分析控制設(shè)備以及自動(dòng)施肥設(shè)備并依次連接;所述作物生長基質(zhì)檢測設(shè)備是指檢測作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)并傳輸給中央分控制模塊的設(shè)備;所述中央分析控制設(shè)備是指能夠?qū)z測到的作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)與作物生長基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析得到基質(zhì)變化偏離值,能夠通過運(yùn)算將基質(zhì)變化偏離值與施肥信息相匹配,并且還能夠輸入肥信息參數(shù)和作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)的設(shè)備;所述自動(dòng)施肥設(shè)備是指能夠接受本文檔來自技高網(wǎng)
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    【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
    一種根據(jù)作物生長基質(zhì)變化自動(dòng)施肥的系統(tǒng),其特征在于該系統(tǒng)包括作物生長基質(zhì)檢測模塊、中央分析控制模塊以及自動(dòng)施肥模塊;其中作物生長基質(zhì)檢測模塊測定作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù),包括作物生長基質(zhì)檢測設(shè)備;中央分析控制模塊中包括生長基質(zhì)分析模塊、運(yùn)算模塊、輸入模塊,輸入模塊連接生長基質(zhì)分析模塊,生長基質(zhì)分析模塊連接運(yùn)算模塊;所述生長基質(zhì)分析模塊接收生長基質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并與生長基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比對進(jìn)行基質(zhì)變化分析,并輸出基質(zhì)變化結(jié)果到運(yùn)算模塊;所述運(yùn)算模塊中設(shè)有基質(zhì)變化結(jié)果與施肥信息之間的運(yùn)算公式,根據(jù)運(yùn)算公式得到與基質(zhì)變化結(jié)果相匹配的施肥信息,并傳輸?shù)阶詣?dòng)施肥模塊;所述輸入模塊包括施肥信息參數(shù)的輸入端和作物相關(guān)信息輸入端以及作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)輸入端;自動(dòng)施肥模塊根據(jù)施肥信息對作物施肥;所述基質(zhì)變化偏離值由作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)變化的監(jiān)測值和作物生長基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比對來確定,確定方法為當(dāng)所述作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)變化檢測值?作物生長基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),即為該物生長基質(zhì)變化偏離值;所述作物生長基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)是指依據(jù)特定作物品種生長生理需要來確定的生長基質(zhì)數(shù)據(jù),在檢測作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)前預(yù)存在中央分析控制系統(tǒng)中;所述作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)包括基質(zhì)理化性質(zhì)、基質(zhì)或水環(huán)境營養(yǎng)元素含量、基質(zhì)濕度、基質(zhì)或水環(huán)境pH值、基質(zhì)或水環(huán)境中有益生物菌含量的數(shù)據(jù);所述基質(zhì)包括土壤、沙、礫石、滬渣、木屑、炭化稻殼、蛭石、珍珠巖、巖棉、泥炭蘚;所述基質(zhì)理化性質(zhì)包括容重、總孔隙度、大孔隙比、小空隙比;包括所述基質(zhì)營養(yǎng)元素包括氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)。...

    【技術(shù)特征摘要】
    1.一種根據(jù)作物生長基質(zhì)變化自動(dòng)施肥的系統(tǒng),其特征在于該系統(tǒng)包括作物生長基質(zhì)
    檢測模塊、中央分析控制模塊以及自動(dòng)施肥模塊;
    其中作物生長基質(zhì)檢測模塊測定作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù),包括作物生長基質(zhì)檢測設(shè)備;
    中央分析控制模塊中包括生長基質(zhì)分析模塊、運(yùn)算模塊、輸入模塊,輸入模塊連接生長
    基質(zhì)分析模塊,生長基質(zhì)分析模塊連接運(yùn)算模塊;
    所述生長基質(zhì)分析模塊接收生長基質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并與生長基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比對進(jìn)行
    基質(zhì)變化分析,并輸出基質(zhì)變化結(jié)果到運(yùn)算模塊;
    所述運(yùn)算模塊中設(shè)有基質(zhì)變化結(jié)果與施肥信息之間的運(yùn)算公式,根據(jù)運(yùn)算公式得到與
    基質(zhì)變化結(jié)果相匹配的施肥信息,并傳輸?shù)阶詣?dòng)施肥模塊;
    所述輸入模塊包括施肥信息參數(shù)的輸入端和作物相關(guān)信息輸入端以及作物生長基質(zhì)
    數(shù)據(jù)輸入端;
    自動(dòng)施肥模塊根據(jù)施肥信息對作物施肥;
    所述基質(zhì)變化偏離值由作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)變化的監(jiān)測值和作物生長基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比
    對來確定,確定方法為當(dāng)所述作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)變化檢測值-作物生長基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),即為
    該物生長基質(zhì)變化偏離值;
    所述作物生長基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)是指依據(jù)特定作物品種生長生理需要來確定的生長基質(zhì)
    數(shù)據(jù),在檢測作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)前預(yù)存在中央分析控制系統(tǒng)中;
    所述作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)包括基質(zhì)理化性質(zhì)、基質(zhì)或水環(huán)境營養(yǎng)元素含量、基質(zhì)濕度、基
    質(zhì)或水環(huán)境pH值、基質(zhì)或水環(huán)境中有益生物菌含量的數(shù)據(jù);
    所述基質(zhì)包括土壤、沙、礫石、滬渣、木屑、炭化稻殼、蛭石、珍珠巖、巖棉、泥炭蘚;所述
    基質(zhì)理化性質(zhì)包括容重、總孔隙度、大孔隙比、小空隙比;包括所述基質(zhì)營養(yǎng)元素包括氮、
    磷、鉀、有機(jī)質(zhì)。
    2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于所述作物生長基質(zhì)檢測設(shè)備包括基質(zhì)理化
    性質(zhì)檢測儀器、營養(yǎng)元素含量檢測儀器、濕度檢測儀、pH檢測計(jì)。
    3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于所述作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)還可通過預(yù)先輸入;
    所述預(yù)先輸入是指工作人員將采用化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)方法檢測得到的作物生長基質(zhì)數(shù)據(jù)或歷史分
    析結(jié)果數(shù)據(jù)通過輸入模塊輸入到中央分析控制模塊中。
    4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于所述中央分析控制模塊中的運(yùn)算公式為:
    所述預(yù)算公式中表示基質(zhì)變化結(jié)果與作物相關(guān)信息的組合;
    所述運(yùn)算公式f表示組合與施肥信息之間的對應(yīng)關(guān)系;
    所述施肥信息包括肥料品種、肥料總重量、濃度、施肥時(shí)間以及自動(dòng)施肥方式;
    運(yùn)算公式中所述S表示基質(zhì)變化結(jié)果;所述P表示作物相關(guān)信息;所述F表示肥料的品
    種;所述R表示所述肥料各品種的重量比例;所述W表示所述每畝所施肥料的重量;所述C表
    示肥料的濃度;所述T表示施肥時(shí)間,表示檢測得到基質(zhì)變化結(jié)果后開始施肥的時(shí)間,即施
    肥起始時(shí)間;所述M表示自動(dòng)施肥方式;所述O表示其他信息;
    所述其他信息包括施肥周期、自動(dòng)施肥流量、...

    【專利技術(shù)屬性】
    技術(shù)研發(fā)人員:張宇航華建青王宗抗張志宏吳小麗劉法安鄧寶元劉夢丹楊勇
    申請(專利權(quán))人:深圳市芭田生態(tài)工程股份有限公司
    類型:發(fā)明
    國別省市:廣東;44

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