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。
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。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。
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、閥門控制器和智能移動終端,該灌溉系統采用了清潔能源的動力源,減少了農田生產的電力投資,經濟環保;通過閥門控制器采集檢測單元以及傳感器數據從而控制水源、施肥加氣單元以及滴灌系統,實現了自動灌溉、施肥、加氣、加熱;智能移動終端通過無線網絡連接無線通訊器從而獲得土壤的水分、鹽分、溫度以及作物生長情況等信息并能對閥門控制器的整個自動化作業進行監控。
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,所述蓄電池與所述閥門控制器連接并向其供電,所述閥門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;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;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閥門控制器電連接,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閥門控制器電連接,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。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閥門控制器電連接,所述第四電磁閥和第五電磁閥分別通過控制電路與所述閥門控制器電連接。
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閥門控制器電連接。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閥門控制器電連接。毛管設置于土壤下5?10cm。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閥門控制器電連接。