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一种设施果菜栽培数字化灌溉系统

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2024-11-21 08:52:52

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 徐景新 | 2024-11-21 08:52:52

本发明的目的在于提供一种设施果菜栽培数字化灌溉系统,可以实现能够根据果菜的种类和生长时间段,自动调节喷洒的面积和浇灌量,从而有效地解决水肥的用量,作出精准灌溉指令,实现不同作物水肥灌溉的智能化。

本发明公开了一种设施果菜栽培数字化灌溉系统,属于农业领域,一种设施果菜栽培数字化灌溉系统,包括安装架,所述安装架上安装有多组均匀分布的湿度传感器,所述安装架的下端侧壁安装有多个浇灌箱,所述浇灌箱中空设置,且浇灌箱的底壁和两平行的侧壁之间均开设有L字形的开口,所述浇灌箱的顶部内壁安装有驱动电机,每个所述驱动电机与一组湿度传感器之间电连接,所述驱动电机连接有角度定位组件,可以实现基于水肥与作物蒸腾智能耦合的灌溉系统,其相关参数数字化采集,通过云平台智能分析,作出精准灌溉指令,实现不同作物水肥灌溉的智能化,并根据实际果菜的种类和生长时间,调节喷头的角度和使用水肥量,从而避免浪费。

精准农业:在设施果菜栽培中,该系统能够根据不同果菜品种、生长阶段和环境条件,精确控制灌溉水量和时间。例如,在番茄种植中,通过传感器实时监测土壤湿度、空气湿度、温度等数据,结合作物的需水规律,系统可以自动调整灌溉策略,避免过度灌溉或灌溉不足,提高水资源利用效率,同时保证果实的产量和品质。

智能化温室管理:对于大型智能化温室,数字化灌溉系统是实现高效管理的关键部分。它可以与其他环境控制系统(如通风、遮阳、加热等)集成,实现整个温室环境的协同优化。通过物联网技术,种植者可以远程监控和控制灌溉过程,方便管理多个温室设施。

农业科研与示范基地:在农业科研单位和示范基地,该系统可以用于研究不同灌溉模式对果菜生长、生理特性和品质的影响。通过收集和分析灌溉数据,为新的灌溉技术和作物栽培模式的研发提供依据,推动设施农业的技术进步。

浙江大学是一所历史悠久、声誉卓著的高等学府,坐落于中国历史文化名城、风景旅游胜地杭州。浙江大学的前身求是书院创立于1897年,为中国人自己最早创办的新式高等学校之一。1928年,定名国立浙江大学。2022年,浙江大学入选第二轮“双一流”建设高校,21个学科入选一流学科建设名单,绝大多数学科在第五轮学科评估中取得可喜进步。

相比于现有技术,本发明的优点在于:

(1)本方案针对设施(塑料大棚和日光温室)主要蔬菜番茄、黄瓜、甜瓜、茄子、辣椒等果菜,开发一套基于水肥与作物蒸腾智能耦合的灌溉系统,其相关参数数字化采集,通过云平台智能分析,作出精准灌溉指令,实现不同作物水肥灌溉的智能化,并根据实际果菜的种类和生长时间,调节喷头的角度和使用水肥量,从而避免浪费。

(2)利用滚珠丝杠带动活动件移动,进而带动齿条稳定移动,且能够进行限位,保证喷头的稳定,避免在喷洒的过程中晃动导致喷头等部件损坏,而且齿条上下能够带动扇形齿轮正反转,角度调节范围足够大,同时调节可控性强。

(3)利用距离传感器能够快速得出移动距离,进而根据移动距离快速测量移动的角度,以适应不同种类的果菜,保证角度调节的准确性。

(4)利用传动带带动凸轮转动,这样当调节角度使得软管弯曲角度较大时,凸轮能够抵住软管,使其处于较为张紧的状态,从而避免因软管受到挤压而导致的管道受损、破裂等情况,提高在使用时管道的安全性,这解决了本领域技术人员在使用时新出现的技术问题。

(5)通过在凸轮上设置凹槽,可以保证凸轮在转动时,一直能够卡住软管的位置,避免凸轮与软管脱离,进而使得凸轮能够始终对软管起到限位作用。

(6)通过第一传动轮和第二传动轮的传动比设置,可以有效地控制凸轮转动的角度,使得扇形齿轮转动时稳定地控制住凸轮能够有效抵住变松的软管。

(7)利用运算模块能够快速准确地根据齿条移动的距离计算出喷头转动的角度,这样能够根据角度的大小匹配对应的果菜的种类和生长时间段,从而准确、有效地对不同的果菜进行浇灌,节约水肥。

(8)对不同的果菜浇灌时根据蒸腾量、果菜种类、生长时间段和果菜数量,来预设喷头角度和喷洒水肥量,并且根据识别模块识别果蔬种类,识别模块可以采用现有技术,比如一种果蔬识别的方法及系统(CN103093208B)、一种基于视觉主体检测的果蔬识别预处理方法(CN107316037B),进行果蔬种类识别,从而能够根据果菜的种类、蒸腾量等因素,做出精准灌溉的指令。

(9)利用激光测距仪不仅测量距离准确,而且能够有效地避免湿度等的影响,使用寿命长。

(10)通过直线滑轨和滑动件能够有效地控制活动件沿着滚珠丝杠直线移动,从而保证了测量齿条移动距离的准确性。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。