温室大棚内的精确灌溉和节水的目的。
[0049] 实施例4 试验地点：武清基地设施所11号日光温室。地土壤质地为粘土，经实测土壤田间持水量 为36%，土壤容重为I · 12g/cm3〇 [0050]品种：津优35。
[0051 ] 灌水方式:滴灌。
[0052] 试验时间：本试验于2014年3月14日定植，2014年7月3日拉秧。
[0053] (1)采用智能灌溉控制器方式 3月14日浇定植水(定植期:每667m2应不小于20m3) ; 3月21日浇缓苗水;4月3日-4月20 日按结果初期浇水量，共浇水3次;4月21日-6月20日按照结果盛期浇水量，共浇水10次;6月 21日-7月3日按照结果盛期浇水量，共浇水2次。日光温室黄瓜不同生育期灌水量见表1; 表1日光温室黄瓜不同生育期灌水量
(2)采用传统的灌溉方式 以往试验按照经验采用人工手动启动阀门的方式，每5-7天灌水一次，每次灌水8m3/ 667m2,一茬下来至少要浇水23次。传统的作物整个生育周期内总的灌水量至少为184m3/ 667m 2，采用本发明的方法后总灌水量最少能够达到134m3/667m2。
[0054] (3)结论 通过对比采用智能灌溉控制器和传统灌溉方式完成植物整个生育期内的灌溉控制可 以看出，采用智能灌溉控制器进行灌溉能够精确的将专家前期对日光温室黄瓜通过不同水 分处理实验挑选出的兼具节水、产量和品质（主要包括黄瓜Vc含量、硝酸盐含量)优势的灌 溉处方参数嵌入到智能灌溉控制器程序当中，能够通过控制器内部程序定时监测流量传感 器参数，并控制电磁阀的启动和停止，实现植物全生育期内的灌溉用水量的精确计量和控 制。采用该智能灌溉控制器在大大节省人工工作时间、节约人工成本、提高人工工作效率的 基础上，能够比传统灌水方式节水15%以上，同时收割的春茬黄瓜产量和品质能够达到甚至 超过由传统方式种植得到的春茬黄瓜的相应水平。
【主权项】
1. 一种基于植物全生育期的智能灌溉控制器，其特征在于该控制器包括：智能灌溉控 制器主机和智能灌溉控制器主机外壳； 所述的智能灌溉控制器主机包括:ARM数据处理核心单元(20)、通信单元（21)、电源管 理单元(22)、灌溉管理单元(23)以及灌溉控制单元(24);智能灌溉控制器主电路板通过4个 电路板固定孔(8)与安装底板(7)连接;通过向触摸屏系统输入与植物全生育期灌溉相关的 处方参数后启动自动灌溉流程，系统能够自动判断作物所处生育周期，根据流量传感器传 回的实时数据，并按照设定参数控制电磁阀的启停完成灌溉； 所述的智能灌溉控制器主机外壳包括:壳体(6)、外层门（1)，有机玻璃窗(2)、外层门手 柄锁(3)、百叶窗散热孔（19)、高强度铰链(5)、悬挂安装孔(9)、内层门（14)、内层门手柄锁 (15)、触摸屏安装孔(16)、合页（18)和触摸屏安装窗（17);壳体(6)通过高强度铰链(5)与外 层门（1)连接，壳体(6)通过合页（18)与内层门（14)连接;壳体(6)两侧分别有一排具有散热 和防水功能百叶窗散热孔（19)，壳体(6)底面连接安装底板(7)，用于固定安装智能灌溉控 制器主电路板，壳体(6)上方设置有天线安装孔（13)、下部设有电源线固定孔（10)、流量传 感器引线孔(11)、电磁阀接线孔(12);所述的外层门（1)上设有有机玻璃窗(2)，通过密封胶 圈（4)连接，还设有外层门手柄锁(3)，所述的内层门（14)上设有触摸屏安装窗（17)和触摸 屏固定孔(16)，还设有内层门手柄锁（15)。2. 根据权利要求1所述的一种基于植物全生育期的智能灌溉控制器，其特征在于所述 的智能灌溉控制器主机同时存储4种植物全生育期内的灌溉处方参数，以供种植选择;程序 通过实时时钟和已设定的灌溉处方参数自动判断植物当前所处生育期;或采用临时补灌方 案，随时增加灌水量，其中临时补灌方式可选择按需水量补灌或者按照时间补灌。3. 根据权利要求2所述的一种基于植物全生育期的智能灌溉控制器，其中所述的植物 全生育期内的灌溉处方参数是通过进行不同水分处理实验挑选出的参数，这些参数通过触 摸屏输入到控制器CPU当中，并存储在控制器的外部存储器中，该外部存储器具有非易失 性。4. 根据权利要求1所述的一种基于植物全生育期的智能灌溉控制器，其特征在于通过 采用433MHz短距离无线通讯芯片接收下位机传感器传回的环境参数数据为植物全生育期 的灌溉提供有力的参考依据;或打包环境数据后通过GPRS模块上传至设施农业物联网监控 系统中。5. 根据权利要求1所述的一种基于植物全生育期的智能灌溉控制器，其特征在于所述 ARM数据处理核心单元(20)由STM32F103RCT6控制芯片及其外围电路构成。6. 根据权利要求1所述的一种基于植物全生育期的智能灌溉控制器，其特征在于所述 的触摸屏能够采用VGUS组态开发软件进行用户图形界面设计，通过SD卡批量下载程序。7. 权利要求1所述基于植物全生育期智能灌溉控制器的使用方法，其特征在于按如下 的步骤进行： (1) 将智能灌溉控制器通过悬挂安装孔，安放于日光温室耳房墙壁上，将棚内的电磁阀 和流量计引线通过线路保护管引入安装于耳房内，分别引入控制器的流量传感器引线孔和 电磁阀引线孔内与智能灌溉控制器主机电路板相连接，市电线路通过电源固定孔引入并连 接至主机电路板； (2) 安装完毕，启动控制器，选择灌溉方式和要灌溉的植物品种； (3) 初次起动设备需要进行用户身份验证，然后进入修改参数界面通过触摸屏输入已 选植物在整个生育期内的所有的灌溉处方参数，之后再次启动设备系统会自动调用对应处 方参数，无需重复输入； (4) 点击屏幕上的"启动灌溉"按钮，系统自动进入准备灌溉状态，系统在每次打开电磁 阀后定时更新当前总灌溉水量，直到达到应灌水量值关闭电磁阀，并更新已灌水量、已灌溉 次数等参数，系统将在每天〇时判断是否需要更新植物生育期，并调用该生育期内的相关灌 溉处方参数，最终完成选定品种在整个生育期内的灌溉任务； (5) 管理员可以根据需要暂停灌溉，进行临时补灌，以选择采用按水量或按时间方式进 行补灌； (6) 管理员可以查询已选植物在整个生育期内的完整灌溉记录； (7) 管理员可以通过设施农业物联网监控系统查询当前温室内环境信息，以对种植作 业进行辅助管理。8.权利要求7所述的基于植物全生育期智能灌溉控制器的使用方法在提高灌溉节水方 面的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种基于植物全生育期的智能灌溉控制器及使用方法，它包括：智能灌溉控制器主机和智能灌溉控制器外壳；所述的智能灌溉控制器主机包括：ARM数据处理核心单元、电源管理单元、通信单元、灌溉管理单元以及灌溉控制单元。所述的智能灌溉控制器外壳采用不锈钢材料制成。本发明设计了连接流量传感器接口和控制电磁阀接口，以使仪器可以根据预设定的植物全生育期内灌溉处方进行灌溉，并根据采集的流量数据来控制电磁阀的开启和停止，达到精量控制农业灌溉的目的。能够比传统灌水方式节水15%以上，同时收割的春茬黄瓜产量和品质能够达到甚至超过由传统方式种植得到的春茬黄瓜的相应水平。
【IPC分类】A01G25/16, A01G9/24
【公开号】CN105638394
【申请号】
【发明人】钱春阳, 王建春, 吕雄杰, 李凤菊
【申请人】天津市农业科学院信息研究所
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年2月25日