本發(fā)明實(shí)施例涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化領(lǐng)域，更具體地，涉及一種集群溫室灌溉施肥系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的提高，人們希望在一年里的任何時候都能夠品嘗到綠色新鮮的水果蔬菜，從而日光溫室等設(shè)施農(nóng)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。設(shè)施農(nóng)業(yè)作為封閉或半封閉的種植環(huán)境，通過采用現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)工程技術(shù)、機(jī)械技術(shù)和信息裝備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了擺脫傳統(tǒng)自然環(huán)境依賴的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，并通過對溫濕度、光照、co2濃度及土壤營養(yǎng)等環(huán)境因子的調(diào)控，為作物創(chuàng)造最優(yōu)的生長環(huán)境。

近年來，隨著規(guī)?；r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的推進(jìn)，越來越多溫室以集群方式出現(xiàn)形成集群溫室。集群溫室打破了傳統(tǒng)單個溫室的種植模式，便于實(shí)現(xiàn)智能化種植、收獲和包裝。其中，灌溉和施肥是溫室栽培中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，在提升土壤肥力和促進(jìn)果蔬等作物生長方面起著重要的作用。而集群溫室中的灌溉和施肥是關(guān)系到提高溫室作物產(chǎn)量、減少勞動力成本的關(guān)鍵技術(shù)，代表了溫室生產(chǎn)的核心競爭力。

目前，大規(guī)模集群溫室在進(jìn)行灌溉施肥時，需要根據(jù)每個溫室內(nèi)種植的作物進(jìn)行單獨(dú)配肥，然后再對每個溫室進(jìn)行單獨(dú)灌溉施肥操作，這就造成集群溫室灌溉施肥工作量大、效率低，不利于實(shí)現(xiàn)智能化管理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的集群溫室灌溉施肥系統(tǒng)及方法。

一方面本發(fā)明實(shí)施例提供了一種集群溫室灌溉施肥系統(tǒng)，包括：環(huán)境監(jiān)測單元、中央集群控制單元以及對應(yīng)于所述集群溫室每個分區(qū)的水肥一體化單元，其中，

所述環(huán)境監(jiān)測單元用于采集所述集群溫室各分區(qū)內(nèi)環(huán)境因子數(shù)據(jù)和作物長勢數(shù)據(jù)并發(fā)送至所述中央集群控制單元；

所述中央集群控制單元用于基于人機(jī)交互設(shè)定的分區(qū)參數(shù)，分析所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)和所述作物長勢數(shù)據(jù)，并輸出各分區(qū)對應(yīng)的灌溉計劃和施肥計劃；

所述水肥一體化單元用于基于所述灌溉計劃和施肥計劃進(jìn)行配水和配肥，并將水和配好的肥液輸送至對應(yīng)分區(qū)的溫室內(nèi)進(jìn)行灌溉和施肥。

其中，所述中央集群控制單元包括作物分區(qū)模塊、數(shù)據(jù)采集及分析模塊、灌溉決策模塊和施肥決策模塊；

所述作物分區(qū)模塊用于接收通過人機(jī)交互裝置設(shè)定的所述分區(qū)參數(shù)；所述數(shù)據(jù)采集及分析模塊用于接收各分區(qū)的所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)和作物長勢數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述分區(qū)參數(shù)和所述作物長勢數(shù)據(jù)得出各分區(qū)內(nèi)作物生育時期；

所述灌溉決策模塊用于基于所述作物生育時期和所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)，利用水量平衡原理確定各分區(qū)對應(yīng)的灌溉計劃；所述施肥決策模塊用于基于所述作物生育時期和所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)，利用作物養(yǎng)分需求規(guī)律確定各分區(qū)對應(yīng)的施肥計劃。

其中，所述水肥一體化單元包括：供水泵站、多功能配肥站、儲液罐、輸送管網(wǎng)和灌溉管網(wǎng)，所述供水泵站用于通過所述輸送管網(wǎng)為所述灌溉管網(wǎng)和所述多功能配肥站供水，所述多功能配肥站用于根據(jù)各分區(qū)施肥計劃進(jìn)行配肥，并將配好的肥液通過所述輸送管網(wǎng)輸送至所述儲液罐中。

其中，所述多功能配肥站包括肥料原液罐和水肥一體化智能裝備，所述肥料原液罐用于盛放高濃度肥料原液，所述水肥一體化智能裝備用于根據(jù)所述施肥計劃對所述儲液罐中的肥液進(jìn)行稀釋后輸送至各溫室內(nèi)的所述灌溉管網(wǎng)中。

其中，所述分區(qū)參數(shù)包括：分區(qū)位置、分區(qū)內(nèi)作物種類以及分區(qū)內(nèi)作物種植參數(shù)中的一個或者多個。

另一方面本發(fā)明實(shí)施例提供了一種利用所述系統(tǒng)進(jìn)行灌溉施肥的方法，所述方法包括：

s1，所述環(huán)境監(jiān)測單元采集所述集群溫室各分區(qū)內(nèi)環(huán)境因子數(shù)據(jù)和作物長勢數(shù)據(jù)并發(fā)送至所述中央集群控制單元；

s2，所述中央集群控制單元基于人機(jī)交互設(shè)定的分區(qū)參數(shù)，分析所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)和所述作物長勢數(shù)據(jù)，并輸出各分區(qū)對應(yīng)的灌溉計劃和施肥計劃；

s3，所述水肥一體化單元基于所述灌溉計劃和施肥計劃進(jìn)行配水和配肥，并將水和配好的肥液輸送至對應(yīng)分區(qū)的溫室內(nèi)進(jìn)行灌溉和施肥。

其中，在步驟s1之前還包括：

根據(jù)作物水肥特性對所述集群溫室進(jìn)行分區(qū)，并將各分區(qū)對應(yīng)的所述分區(qū)參數(shù)通過人機(jī)交互裝置輸入所述中央集群控制單元。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種集群溫室灌溉施肥系統(tǒng)及方法，通過為每個集群溫室分區(qū)獨(dú)立配備一個水肥一體化單元，再通過中央集群控制單元對各分區(qū)對應(yīng)的水肥一體化單元進(jìn)行控制，最終實(shí)現(xiàn)集群溫室的精準(zhǔn)灌溉施肥，省時省力，提高了集群溫室灌溉施肥效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種集群溫室灌溉施肥系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明圖1所述實(shí)施例中所述系統(tǒng)的中央集群控制單元的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用圖1、2所述實(shí)施例中所述系統(tǒng)進(jìn)行灌溉施肥的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種集群溫室灌溉施肥系統(tǒng)示意圖，如圖1所示，所述系統(tǒng)包括：環(huán)境監(jiān)測單元、中央集群控制單元以及對應(yīng)于所述集群溫室每個分區(qū)的水肥一體化單元。

所述環(huán)境監(jiān)測單元用于采集所述集群溫室各分區(qū)內(nèi)環(huán)境因子數(shù)據(jù)和作物長勢數(shù)據(jù)并發(fā)送至所述中央集群控制單元。所述環(huán)境監(jiān)測單元包括太陽能供電裝置、監(jiān)測裝置和無線傳輸裝置。所述太陽能供電裝置用于為所述環(huán)境監(jiān)測單元供電，具體實(shí)施時，所述太陽能供電裝置可以是一塊太陽能電池板，可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能為所述環(huán)境監(jiān)控單元工作提供能量。所述監(jiān)測裝置用于采集所述集群溫室各分區(qū)內(nèi)環(huán)境因子數(shù)據(jù)和作物長勢數(shù)據(jù)，所述監(jiān)測裝置包括多個不同種類的傳感器，可以將所述環(huán)境監(jiān)測單元所要監(jiān)測的環(huán)境因子信息和作物長勢信息轉(zhuǎn)化為電信號，從而得到所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)和所述作物長勢數(shù)據(jù)。所述無線傳輸裝置用于將所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)和所述作物長勢數(shù)據(jù)發(fā)送至所述中央集群控制單元。

具體地，所述環(huán)境監(jiān)測單元用于對所述集群溫室中各分區(qū)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測和作物生長監(jiān)測，及時提供基礎(chǔ)有效數(shù)據(jù)為所述中央集群控制單元提供數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。在設(shè)置所述環(huán)境監(jiān)測單元時，首先在分區(qū)內(nèi)選擇能夠代表整個分區(qū)氣象、土壤和作物生長狀況平均水平的溫室，再將所述環(huán)境監(jiān)測單元的所述監(jiān)測裝置設(shè)置在所述溫室內(nèi)能夠代表整個溫室氣象、土壤和作物生長狀況平均水平的位置。

所述中央集群控制單元用于基于人機(jī)交互設(shè)定的分區(qū)參數(shù)，分析所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)和所述作物長勢數(shù)據(jù)，并輸出各分區(qū)對應(yīng)的灌溉計劃和施肥計劃。所述灌溉計劃包括灌溉時間和灌溉水量，所述施肥計劃包括肥料配比、施肥時間和施肥量。所述中央集群控制單元對所述集群溫室各個分區(qū)的所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)和作物長勢數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，再基于各分區(qū)的分區(qū)參數(shù)，可以同時輸出各分區(qū)的灌溉計劃和施肥計劃，系統(tǒng)工作效率高。

具體地，在設(shè)置所述中央集群控制單元時，優(yōu)選地將所述中央集群控制單元設(shè)置在所述集群溫室的中心區(qū)域，便于所述中央集群控制單元與所述系統(tǒng)中所述環(huán)境監(jiān)測單元和所述水肥一體化單元進(jìn)行無線通訊。另外，可以建設(shè)專用的中央集群控制單元設(shè)備房，用于布置中央集群控制單元。

所述水肥一體化單元用于基于所述灌溉計劃和施肥計劃進(jìn)行配水和配肥，并將水和配好的肥液輸送至對應(yīng)分區(qū)的溫室內(nèi)進(jìn)行灌溉和施肥。各分區(qū)對應(yīng)的水肥一體化單元根據(jù)各自接收到的所述灌溉計劃對各分區(qū)進(jìn)行灌溉，根據(jù)各自接收到的所述施肥計劃進(jìn)行配肥，并將配好的肥液輸送至各分區(qū)的溫室內(nèi)進(jìn)行施肥。

具體地，在所述灌溉施肥系統(tǒng)中，為每個分區(qū)分別配備一個水肥一體化單元，水肥一體化單元的數(shù)量由所述集群溫室的分區(qū)數(shù)量決定，然后通過中央集群控制單元對每個分區(qū)的水肥一體化單元進(jìn)行控制，最終實(shí)現(xiàn)每個分區(qū)內(nèi)各溫室的灌溉施肥。既完成了灌溉施肥工作，又避免了現(xiàn)有技術(shù)中對所述集群溫室中每個溫室單獨(dú)進(jìn)行施肥灌溉帶來的大工作量。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種集群溫室灌溉施肥系統(tǒng)，通過為每個集群溫室分區(qū)配備一個水肥一體化單元，再通過中央集群控制單元對各分區(qū)對應(yīng)的水肥一體化單元進(jìn)行控制，最終實(shí)現(xiàn)集群溫室的灌溉施肥，省時省力，提高了集群溫室灌溉施肥效率。

在上述實(shí)施例中，所述中央集群控制單元包括中央集群控制器和人機(jī)交互裝置。其中：

如圖2所示，所述中央集群控制器包括作物分區(qū)模塊21、數(shù)據(jù)采集及分析模塊22、灌溉決策模塊23和施肥決策模塊24。其中，

所述作物分區(qū)模塊21用于接收通過人機(jī)交互裝置設(shè)定的所述分區(qū)參數(shù)，所述分區(qū)參數(shù)可通過所述集群溫室各分區(qū)的作物種植的實(shí)際情況獲得，在所述系統(tǒng)開機(jī)后即可在所述中央集群控制單元中對所述集群溫室中各分區(qū)的分區(qū)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。優(yōu)選地，可以將常見作物的分區(qū)參數(shù)預(yù)設(shè)并存儲在所述作物分區(qū)模塊21中，系統(tǒng)啟動之初只需根據(jù)所述集群溫室各分區(qū)的實(shí)際情況選取相應(yīng)作物種類即可完成各分區(qū)對應(yīng)分區(qū)參數(shù)的設(shè)定。所述人機(jī)交互裝置用于人機(jī)交互和顯示，通過人機(jī)交互裝置可以輸入各分區(qū)的分區(qū)參數(shù)并查看系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。所述人機(jī)交互裝置包括：鼠標(biāo)、鍵盤和液晶顯示器等。

所述數(shù)據(jù)采集及分析模塊22用于接收各分區(qū)的所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)和作物長勢數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述分區(qū)參數(shù)和所述作物長勢數(shù)據(jù)得出各分區(qū)內(nèi)作物生育時期。所述作物生物期是指作物相鄰兩個物候期之間的一個時間段，每種作物一般包括若干生育時期。例如，番茄的生育時期包括：發(fā)芽期、幼苗期、開花期以及結(jié)果期等。作物在不同生育時期對應(yīng)的水肥需求不盡相同，所述作物生育時期是確定所述灌溉計劃和施肥計劃的重要指標(biāo)之一。

所述灌溉決策模塊23用于基于所述作物生育時期和所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)，利用水量平衡原理確定各分區(qū)對應(yīng)的灌溉計劃。所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)包括：空氣溫濕度、太陽輻射、土壤濕度以及土壤養(yǎng)分含量等。基于作物生育期、空氣溫濕度、太陽輻射以及土壤濕度等數(shù)據(jù)，利用水量平衡原理即可確定各分區(qū)對應(yīng)的所述灌溉計劃。具體地，根據(jù)所述水量平衡原理設(shè)定常見作物的灌溉計劃計算模型，并將所述灌溉計劃計算模型存儲在所述灌溉決策模塊23中，所述灌溉決策模塊23只需要獲取所述作物生育時期、空氣溫濕度、太陽輻射以及土壤濕度等數(shù)據(jù)，即可輸出各分區(qū)對應(yīng)的所述灌溉計劃。

例如，可以根據(jù)水量平衡原理確定番茄的灌溉時間和灌溉所需水量，水量平衡方程為:

wi+1＝wi+p+ii-kc×et0

式中，wi+1為i+1時刻的土體或基質(zhì)水分儲量；

wi為i時刻的土體或基質(zhì)水分儲量；

p為降雨量，其中溫室內(nèi)p取0；

ii為i時刻的灌溉量；

kc為作物系數(shù)；

et0為作物蒸騰量。

番茄生育前期、中期和后期作物系數(shù)kc值分別為0.55、1.05和0.70，且不同地區(qū)番茄作物系數(shù)kc取值不同。根據(jù)凈輻射、氣溫、風(fēng)速、濕度等環(huán)境因子計算et0。根據(jù)水量平衡方程計算實(shí)時的土壤或基質(zhì)水分儲量，當(dāng)土壤或基質(zhì)的水分儲量達(dá)到番茄不同生育階段規(guī)定的下限值時，則認(rèn)為該時刻應(yīng)該進(jìn)行灌溉，且灌溉量等于田間持水量與土壤或基質(zhì)實(shí)際含水量的差值。

所述施肥決策模塊24用于基于所述作物生育時期和所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)，利用作物養(yǎng)分需求規(guī)律確定各分區(qū)對應(yīng)的施肥計劃。基于作物生育時期以及土壤養(yǎng)分含量等數(shù)據(jù)，利用作物養(yǎng)分需求規(guī)律即可確定各分區(qū)對應(yīng)的所述施肥計劃。具體地，根據(jù)所述土壤養(yǎng)分需求原理設(shè)定常見作物的施肥計劃計算模型，并將所述施肥計劃計算模型存儲在所述施肥決策模塊24中，所述施肥決策模塊24只需要獲取所述作物生育時期以及土壤養(yǎng)分含量等數(shù)據(jù)，即可輸出各分區(qū)對應(yīng)的所述施肥計劃。例如，可以根據(jù)作物養(yǎng)分需求規(guī)律確定番茄追肥氮素的時間點(diǎn)和數(shù)量。首先根據(jù)不同茬口番茄的目標(biāo)產(chǎn)量確定氮素需求總量，以氮素供應(yīng)目標(biāo)值表示番茄的氮素需求總量?？偟淖贩蕯?shù)量一般采用如下計算公式：追肥氮素數(shù)量＝氮素供應(yīng)目標(biāo)值-土壤氮素礦化量-有機(jī)肥提供的氮素-灌溉水中的有效氮素。由于氮素在整個作物生育期內(nèi)對作物生長發(fā)育都十分關(guān)鍵，因此番茄追肥氮素的時間點(diǎn)按番茄不同生育期需求進(jìn)行分配。

另外，所述中央集群控制單元還包括報警模塊，用于在所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)值或灌溉施肥中發(fā)生異常情況時發(fā)出警報。例如，所述中央集群控制單元接收所述環(huán)境監(jiān)測單元發(fā)送的某一分區(qū)的空氣溫度數(shù)據(jù)，若所述空氣溫度超過所述系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值，則所述中央集群控制器的所述報警模塊控制報警裝置發(fā)出警報，提醒操作者采取措施降低對應(yīng)分區(qū)的溫度，避免溫度過高對作物生長造成的不良影響。所述中央集群控制單元還包括遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊，用于對所述集群溫室各分區(qū)關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行視頻監(jiān)控。

本發(fā)明實(shí)施例通過灌溉決策模塊和施肥決策模塊基于作物生育時期和環(huán)境因子數(shù)據(jù)，利用水量平衡原理和作物養(yǎng)分需求規(guī)律分別得出各分區(qū)對應(yīng)的灌溉計劃和施肥計劃，實(shí)現(xiàn)了灌溉施肥的智能化決策。

在上述實(shí)施例中，所述水肥一體化單元包括：供水泵站、多功能配肥站、儲液罐、輸送管網(wǎng)和灌溉管網(wǎng)，所述供水泵站用于通過所述輸送管網(wǎng)為所述灌溉管網(wǎng)和所述多功能配肥站供水，所述多功能配肥站用于根據(jù)各分區(qū)施肥計劃進(jìn)行配肥，并將配好的肥液通過所述輸送管網(wǎng)輸送至所述儲液罐中。

其中，所述灌溉管網(wǎng)布置在各個溫室中，是將水肥輸送至作物根部的最后環(huán)節(jié)，灌溉管網(wǎng)的精確合理布置，有利于作物對水肥的吸收利用。所述儲液罐設(shè)置在各分區(qū)的溫室內(nèi)部，用于儲存根據(jù)所述施肥計劃配好的肥液，且所述儲液罐與溫室內(nèi)的灌溉管網(wǎng)連接；同時，所述儲液罐與所述中央集群控制單元通過無線通訊反饋所需輸送肥液的體積。所述供水泵站通過輸送管網(wǎng)分別與所述多功能配肥站和各溫室內(nèi)的灌溉管網(wǎng)相連接。所述供水泵站根據(jù)接收到的灌溉計劃通過輸送管網(wǎng)向各溫室的所述灌溉管網(wǎng)供水，以對各溫室進(jìn)行灌溉；所述供水泵站通過所述輸送管網(wǎng)向所述多功能配肥站供水，以滿足多功能配肥站的用水需求。所述多功能配肥站根據(jù)所述施肥計劃進(jìn)行配肥，并將配好的肥液通過所述輸送管網(wǎng)輸送至所述儲液罐，所述儲液罐設(shè)置在各溫室內(nèi)的耳房位置，便于同所述多功能配肥站和溫室內(nèi)所述灌溉管網(wǎng)連接，所述儲液罐內(nèi)的肥液通過所述灌溉管網(wǎng)輸送至作物根部進(jìn)行施肥。

在上述實(shí)施例中，所述多功能配肥站包括肥料原液罐和水肥一體化智能裝備，所述肥料原液罐用于盛放高濃度肥料原液，所述水肥一體化智能裝備用于根據(jù)所述施肥計劃對所述儲液罐中的肥液進(jìn)行稀釋后輸送至各溫室內(nèi)的所述灌溉管網(wǎng)中。

其中，不同的所述肥料原液罐中的肥料原液所含營養(yǎng)元素不同，例如，某個多功能配肥站中設(shè)置三個所述肥料原液罐，分別裝有包含氮元素、磷元素以及鉀元素的肥料原液。在所述多功能配肥站進(jìn)行配肥時，根據(jù)所述施肥計劃中作物所需營養(yǎng)元素比例對所述肥料原液按比例混合，并將混合后的肥液輸送至各溫室內(nèi)的儲液罐內(nèi)。所述儲液罐中的肥液濃度較高，一般不適合直接進(jìn)行施肥，所述水肥一體化智能裝備將所述儲液罐內(nèi)配好的肥液吸入所述灌溉管網(wǎng)內(nèi)的同時，需要向所述灌溉管網(wǎng)內(nèi)輸入一定量的水對所述肥液進(jìn)行稀釋，輸入的水量根據(jù)施肥計劃中作物所需肥液濃度確定，最終，經(jīng)稀釋后的肥液通過所述灌溉管網(wǎng)輸送至作物根部完成施肥工作。

在上述實(shí)施例中，所述分區(qū)參數(shù)包括：分區(qū)位置、分區(qū)內(nèi)作物種類以及分區(qū)內(nèi)作物種植參數(shù)。所述種植參數(shù)包括作物種植時間、種植行數(shù)和種植株距等。集群溫室一般包括處于同一片區(qū)的多個溫室，為了便于管理，會將水肥特性相近的作物種在相鄰的溫室內(nèi)，這些溫室就構(gòu)成所述集群溫室的一個分區(qū)。每個分區(qū)的位置、分區(qū)內(nèi)種植的作物種類以及分區(qū)內(nèi)作物種植參數(shù)在施肥灌溉前都是已知的。例如，番茄和黃瓜的水肥特性相近，我們將它們種植在分區(qū)1內(nèi)，在利用集群溫室灌溉系統(tǒng)對分區(qū)1中番茄和黃瓜進(jìn)行灌溉時，需通過所述中央集群控制器中的作物分區(qū)模塊設(shè)定分區(qū)為分區(qū)1，設(shè)定分區(qū)1內(nèi)作物種類為番茄和黃瓜，設(shè)定分區(qū)1內(nèi)番茄和黃瓜的種植參數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例通過將水肥特性相近作物種植在同一分區(qū)內(nèi)，便于實(shí)現(xiàn)智能化灌溉施肥，提高灌溉施肥效率。

圖3為一種利用上述實(shí)施例中所述系統(tǒng)進(jìn)行灌溉施肥的方法流程圖，如圖3所述，所述方法包括：

s1，所述環(huán)境監(jiān)測單元采集所述集群溫室各分區(qū)內(nèi)環(huán)境因子數(shù)據(jù)和作物長勢數(shù)據(jù)并發(fā)送至所述中央集群控制單元。

其中，所述環(huán)境監(jiān)測單元包括：太陽能供電裝置、監(jiān)測裝置和無線傳輸裝置。所述太陽能供電裝置用于為所述環(huán)境監(jiān)測單元供電，具體實(shí)施時，所述太陽能供電裝置可以是一塊太陽能電池板，可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能為所述環(huán)境監(jiān)控單元工作提供能量。所述監(jiān)測裝置用于采集所述集群溫室各分區(qū)內(nèi)環(huán)境因子數(shù)據(jù)和作物長勢數(shù)據(jù)，所述監(jiān)測裝置包括多個不同種類的傳感器，可以將所述環(huán)境監(jiān)測單元所要監(jiān)測的環(huán)境因子信息和作物長勢信息轉(zhuǎn)化為電信號，從而得到所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)和所述作物長勢數(shù)據(jù)。所述無線傳輸裝置用于將所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)和所述作物長勢數(shù)據(jù)發(fā)送至所述中央集群控制單元。

具體地，在設(shè)置所述環(huán)境監(jiān)測單元時，首先在分區(qū)內(nèi)選擇能夠代表整個分區(qū)氣象、土壤和作物生長狀況平均水平的溫室，再將所述環(huán)境監(jiān)測單元的所述監(jiān)測裝置設(shè)置在所述溫室內(nèi)能夠代表整個溫室氣象、土壤和作物生長狀況平均水平的位置。所述環(huán)境監(jiān)測單元設(shè)置好后，所述監(jiān)測裝置對各分區(qū)內(nèi)的環(huán)境因子數(shù)據(jù)和作物長勢數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，再通過所述無線傳輸裝置將采集到的環(huán)境因子數(shù)據(jù)和作物長勢數(shù)據(jù)發(fā)送至所述中央集群控制單元。

s2，所述中央集群控制單元基于人機(jī)交互設(shè)定的分區(qū)參數(shù)，分析所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)和所述作物長勢數(shù)據(jù)，并輸出各分區(qū)對應(yīng)的灌溉計劃和施肥計劃。

其中，所述中央集群控制單元包括中央集群控制器和人機(jī)交互裝置。所述人機(jī)交互裝置用于人機(jī)交互和顯示，通過人機(jī)交互裝置可以輸入各分區(qū)的分區(qū)參數(shù)并查看系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。所述人機(jī)交互裝置包括：鼠標(biāo)、鍵盤和液晶顯示器等。

具體地，所述作物分區(qū)模塊用于接收通過人機(jī)交互裝置設(shè)定的所述分區(qū)參數(shù)。所述數(shù)據(jù)采集及分析模塊用于接收各分區(qū)的所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)和作物長勢數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述分區(qū)參數(shù)和所述作物長勢數(shù)據(jù)得出各分區(qū)內(nèi)作物生育時期。所述灌溉決策模塊用于基于所述作物生育時期和所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)，利用水量平衡原理確定各分區(qū)對應(yīng)的灌溉計劃。所述施肥決策模塊用于基于所述作物生育時期和所述環(huán)境因子數(shù)據(jù)，利用作物養(yǎng)分需求規(guī)律確定各分區(qū)對應(yīng)的施肥計劃。

s3，所述水肥一體化單元基于所述灌溉計劃和施肥計劃進(jìn)行配水和配肥，并將水和配好的肥液輸送至對應(yīng)分區(qū)的溫室內(nèi)進(jìn)行灌溉和施肥。

其中，所述水肥一體化單元包括：供水泵站、多功能配肥站、儲液罐、輸送管網(wǎng)和灌溉管網(wǎng)，所述供水泵站用于通過所述輸送管網(wǎng)為所述灌溉管網(wǎng)和所述多功能配肥站供水，所述多功能配肥站用于根據(jù)各分區(qū)施肥計劃進(jìn)行配肥，并將配好的肥液通過所述輸送管網(wǎng)輸送至所述儲液罐中。

具體地，所述供水泵站根據(jù)接收到的灌溉計劃通過輸送管網(wǎng)向各溫室的所述灌溉管網(wǎng)供水，以對各溫室進(jìn)行灌溉；所述供水泵站通過所述輸送管網(wǎng)向所述多功能配肥站供水，以供所述多功能配肥站配肥。所述多功能配肥站根據(jù)所述施肥計劃進(jìn)行配肥，并將配好的肥液通過所述輸送管網(wǎng)輸送至所述儲液罐，所述儲液罐設(shè)置在各溫室內(nèi)的耳房位置，便于同所述多功能配肥站和溫室內(nèi)所述灌溉管網(wǎng)連接，所述儲液罐內(nèi)的肥液通過所述灌溉管網(wǎng)輸送至作物根部進(jìn)行施肥。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種集群溫室灌溉施肥方法，通過為每個集群溫室分區(qū)配備一個水肥一體化單元，再通過中央集群控制單元對各分區(qū)對應(yīng)的水肥一體化單元進(jìn)行控制，最終實(shí)現(xiàn)集群溫室的灌溉施肥，省時省力，提高了集群溫室灌溉施肥效率。

在上述實(shí)施例中，在步驟s1之前還包括：

根據(jù)作物水肥特性對所述集群溫室進(jìn)行分區(qū)，并將各分區(qū)對應(yīng)的所述分區(qū)參數(shù)通過人機(jī)交互裝置輸入所述中央集群控制單元。

具體地，將水肥特性相近的作物種植在相鄰的溫室，則這些相鄰的溫室作為集群溫室的一個分區(qū)。特殊地，同一個分區(qū)內(nèi)可以全部種植相同的作物，這樣灌溉施肥效率更高。

本發(fā)明實(shí)施例通過將水肥特性相近作物種植在同一分區(qū)內(nèi)，便于實(shí)現(xiàn)智能化灌溉施肥，提高灌溉施肥效率。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。