水肥一体化的智能控制系统是什么样的?
我国农业传统的水肥管理是,大水漫灌,撒施,沟施,穴施化肥等方式,滴灌的引进让农业技术人员看到了水肥一体化的优势,进行广泛的推广,在水肥一体化的基础上,农业又往前走了一大步,就是智能控制,下面对智能控制水肥一体化进行简单的介绍。
首先,简单介绍下智能水肥一体化几种常用的模式和原理。我们先来看看如何控制自动灌溉,第一,简单的电磁阀时序控制,电磁阀是一种利用电磁控制的阀门,通过电磁力来控制电磁阀的开闭,时序开关来控制电磁阀的开闭,时序开关的意思是根据时间来控制,比如说,在时序控制器上,设置好五天灌溉一次,一次灌溉三十分钟,那么到了第五天,就会将电磁阀打开三十分钟,从而起到自动灌溉的目的。第二,土壤墒情控制。简单来说就是根据土壤的含水量来控制,当土壤含水量低于临界值的时候,就自动启动灌溉,高于某一个临界值的时候,就自动关闭灌溉。第三,智能模型控制,根据很多年的数据积累,利用作物生长周围环境,温度,湿度,光照等,以及作物长势,土壤含水量等等数据,得出是否需要灌溉的决策,从而控制电磁阀的开闭。再来看看施肥,一般水肥一体化都会选择全水溶的成品肥,或者单质肥自己混配,施肥的器具有几种,第一,文丘里,利用水流经过某一段突然变细的喉部形成真空,将肥料吸入管道。第二,比利施肥器,原理和文丘里类似,只是可以根据需要调节吸入主管道的肥料浓度。第三,注肥泵,利用泵将肥液注入到主管道里。
目前,国外进口的智能水肥一体化设备,从几万到几十万不等,可以控制面积比较大,但是价格高,而且一般都是英文界面,不容易学习。国产的设备现在市场上也有很多,从几千到几万不等,但是质量要比进口的差一些,特别是一些传感器,阀门等硬件设备上。所以,研发,引进,吸收,形成适合我国农业的智能水肥一体化设备,还有很长的路要走。
现在对于市场的水肥一体化智能控制系统已经非常先进,尤其是对于施肥量的控制非常精确。水肥一体机既然在这里为一体化设计,它必然可以实现灌溉与施肥同步进行,而且还可以单独的进行灌溉。唯一的缺点是不能独立的进行施肥,这个也是符合常规的施肥理念的。在传统的施肥中,也是在撒入肥料后,进行大水漫灌的方式。
▲ 水肥一体机结构
◆ 在整个水肥一体机系统中的肥料为液体肥,也被称为可溶性肥料。水肥一体机需要与滴灌或微喷管系统结合才能起到作用的,也才是是实现水肥一体化是最终目的,而水肥一体机的作用是把水和肥按照设计的比例进行混合,在这里的混合注意是不同肥料比例的混合后进入到滴灌系统的水中。一般水肥一体机是可以同时把4个肥料和一种酸通道,在特殊的情况下也可以进行定制进肥通道。
▲ 水肥一体控制界面
◆ 对于水肥一体的肥料混合原理,是对于系统的设置不同肥料不同的进入比例,然后系统控制自吸泵进行抽取肥料池中肥料,而吸入肥料的管道的开关都是用电磁阀控制。系统对于电磁阀的开关的控制,也就是对于进入肥料量的控制,不同进入的肥料量也就形成了不同的比例。这样就是一个水肥一体机工作的基本原理。
▲ 精准传感器
在这两个传感器而言,PH值相对容易理解一定,它检测的也就是土壤的酸碱情况,然后把这数据传输水肥一体的系统。而这个EC传感器也是在土壤中进行检测的,不过它检测的是土壤中可溶性盐浓度的,也可以用来测量液体肥料或土壤中的可溶性离子浓度。而这两组数据的检测都会影响到水肥一体机对于不同肥料进入混合的比例进行调整,尤其酸性容易的加入量也会进行控制,这就是我们常说的水肥一体化中的精确施肥的意思。
目前,在市场上出售的水肥一体机而言都是属于自己公司独立的开发模式,现在肯定是没有统一的系统类型。但他们可以实现的功能基本都是一样的,对于不同肥料不同比例的加入控制都非常不错。而这个系统的核心可谓属于机密性文件,基本都是不会公开的。因为有有了这套控制系统的软件,做水肥一体机就不是什么难事了。
①基于WINDOUWS平台开发