一种风光能源互补农业水肥药一体化智能节水喷灌系统

技术领域

本发明涉及农业设施领域，尤其涉及一种风光能源互补农业水肥药一体化智能节水喷灌系统。

背景技术

目前的华北地区尤其山区地表水严重短缺，地下水难以开采，对于农业灌溉方面使用传统灌溉方式水分流失严重而且效果不佳，另一方面在山区想要获取电源有一定的难度，而长距离使用输电线耗费的成本比较高。

但是，山地丘陵地区光热资源较好，并且雨水较多，可以对雨水和光热资源充分的利用，设计一种风光能源互补农业水肥药一体化智能节水喷灌系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种风光能源互补农业水肥药一体化智能节水喷灌系统，解决山区用电成本高，取水灌溉困难的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种风光能源互补农业水肥药一体化智能节水喷灌系统，包括能源系统、控制系统、传感监测系统和肥药喷灌系统；

所述能源系统为所述控制系统、肥药喷灌系统和传感监测系统提供所需电能，并将剩余电能进行储存；所述传感监测系统监测所述肥药喷灌系统并将数据反馈至所述控制系统，所述控制系统控制所述肥药喷灌系统进行肥药喷灌；

所述肥药喷灌系统包括自然沉降池、低位蓄水池、高位蓄水池、肥药池和混合池；所述低位蓄水池通过供水管道与所述高位蓄水池连通，所述供水管道上安装有总供水泵和第一过滤器；所述高位蓄水池和肥药池通过比例泵将清水与药液或者营养液按比例运送至所述混合池，所述混合池中设置有混合搅拌装置，所述混合池通过第二过滤器、药肥泵与山体坡面主管连通，所述山体坡面主管上连通有多个喷灌支管；

所述总供水泵、比例泵、药肥泵与所述控制系统电性连接

进一步的，包括多个按地势高低依次建立的中位蓄水池，所述中位蓄水池的两侧分别通过管道与所述供水管道、山体坡面主管连通；

所述高位蓄水池与各中位蓄水池的供水侧的管道上均设置有第一电控磁阀门，各所述中位蓄水池的出水侧的管道上设置有分供水泵，所述第一电控磁阀门、分供水泵与所述控制系统电性连接。

进一步的，所述喷灌支管上设置有第二电控阀门和快接插头，所述第二电控阀门位于所述快接插头的上游，所述第二电控阀门与所述控制系统电性连接。

进一步的，所述传感监测系统包括设置在田间的土壤湿度传感器、环境温度传感器和监控摄像头，设置在所述山体坡面主管上的主管流量变送器、主管压力变送器，以及设置在所述喷灌支管上的支管流量变送器、支管压力变送器；

所述土壤湿度传感器、环境温度传感器、监控摄像头、主管流量变送器、主管压力变送器、支管流量变送器和支管压力变送器与所述控制系统电性连接。

进一步的，所述传感监测系统还包括设置在低位蓄水池、高位蓄水池、肥药池、混合池和中位蓄水池中的液位计，所述液位计与所述控制系统电性连接。

进一步的，所述控制系统包括PLC模块、触控屏和继电器模块。

进一步的，所述能源系统包括风力发电装置、光能发电装置和蓄电储能装置，所述风力发电装置、光能发电装置产生的电能经整流电路稳定电压然后输送至所述蓄电储能装置进行储存。

进一步的，所述低位蓄水池与水源连通。

进一步的，所述喷灌支管可以通过所述快接插头与移动式喷药车连接。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明适用于在有高度差的的丘陵山地，可对山区丘陵地区的自然降水进行收集，通过肥药喷灌系统可实现对雨水的合理的利用，并且通过传感监测系统和控制系统可实现对灌溉系统的自动控制，实现了节水灌溉的目的，同时，利用能源系统可对丘陵山地的光能和风能进行收集利用，减轻了山区用电困难的问题。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明风光能源互补农业水肥药一体化智能节水喷灌系统的结构示意图；

图2为本发明肥药喷灌系统的的结构示意图；

图3为本发明控制电路连接示意图。

附图标记说明：1、能源系统；2、控制系统；3、传感监测系统；301、土壤湿度传感器；302、土环境温度传感器；303、监控摄像头；304、主管流量变送器；305、主管压力变送器；306、支管流量变送器；307、支管压力变送器；308、液位计；4、肥药喷灌系统；401、自然沉降池；402、低位蓄水池；403、高位蓄水池；404、肥药池；405、混合池；406、供水管道；407、总供水泵；408、第一过滤器；409、比例泵；410、第二过滤器；411、药肥泵；412、山体坡面主管；413、喷灌支管；414、中位蓄水池；415、第一电控磁阀门；416、分供水泵；417、第二电控阀门；418、快接插头；5、水源。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本实施例中公开了一种风光能源互补农业水肥药一体化智能节水喷灌系统，其特征在于：包括能源系统1、控制系统2、传感监测系统3和肥药喷灌系统4。能源系统1为控制系统2、肥药喷灌系统4和传感监测系统3提供所需电能，并将剩余电能进行储存；传感监测系统3监测肥药喷灌系统4并将数据反馈至控制系统2，控制系统2控制肥药喷灌系统4进行肥药喷灌。

如图2所示，肥药喷灌系统4包括自然沉降池401、低位蓄水池402、高位蓄水池403、肥药池404和混合池405。自然沉降池401收集山地坡面汇集的雨水，并通过自然沉降的方式将雨水净化，经过初步净化的雨水通过管道输送至低位蓄水池402。低位蓄水池402通过供水管道406与高位蓄水池403连通，供水管道406上安装有总供水泵407和第一过滤器408；高位蓄水池403和肥药池404通过比例泵409将清水与药液或者营养液按比例运送至混合池405，混合池405中设置有混合搅拌装置，混合池405通过第二过滤器410、药肥泵411与山体坡面主管412连通，山体坡面主管412上连通有多个喷灌支管413。

为了合理化分布用水情况，在山坡按多个按地势高低依次建立的中位蓄水池414，中位蓄水池414的两侧分别通过管道与供水管道406、山体坡面主管412连通；高位蓄水池403与各中位蓄水池414的供水侧的管道上均设置有第一电控磁阀门415，各中位蓄水池414的出水侧的管道上设置有分供水泵416。

为了便于对每个喷灌支管413进行控制，在喷灌支管413上设置有第二电控阀门417和快接插头418，第二电控阀门417位于快接插头418的上游。在本实施例中，喷灌支管413可以通过快接插头418与移动式喷药车连接。

肥药喷灌系统4中的总供水泵407、比例泵409、药肥泵411、第二电控阀门417、第一电控磁阀门415、分供水泵416、混合搅拌装置均与控制系统2电性连接，由控制系统2自控制各执行部件的动作。

为了应对雨水偏少的季节，可集中钻取地下水作为水源5备用，水源5与低位蓄水池402连通。

如图2所示，传感监测系统3包括设置在田间的土壤湿度传感器301、环境温度传感器302和监控摄像头303，设置在山体坡面主管412上的主管流量变送器304、主管压力变送器305，以及设置在喷灌支管413上的支管流量变送器306、支管压力变送器307。在本实施例中，传感监测系统3还包括设置在低位蓄水池402、高位蓄水池403、肥药池404、混合池405和中位蓄水池414中的液位计308。土壤湿度传感器301、环境温度传感器302、监控摄像头303、主管流量变送器304、主管压力变送器305、支管流量变送器306、支管压力变送器307和液位计308与控制系统2电性连接。

如图3所述，控制系统2包括PLC模块、触控屏和继电器模块。工作时，传感监测系统3中的土壤湿度传感器301、环境温度传感器302、监控摄像头303、主管流量变送器304、主管压力变送器305、支管流量变送器306和支管压力变送器307、液位计308采集数据信息，并将数据信号反馈至控制系统2中的PLC模块，PLC模块在通过控制继电器模块分别控制肥药喷灌系统4中的各执行部件的动作。

能源系统1包括风力发电装置、光能发电装置和蓄电储能装置，风力发电装置、光能发电装置产生的电能经整流稳压后输送至控制系统2、肥药喷灌系统4和传感监测系统3，为各系统提供所需电能，并将过剩电能输送至蓄电储能装置进行储存。蓄电储能装置可采用电池组或大型蓄电池。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。