本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種植物土壤營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)補(bǔ)給系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在社會(huì)人口快速增長(zhǎng)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量越來(lái)越不能滿足人們的需求，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量就顯得尤為重要。為此，國(guó)家采用了多種方法來(lái)提高農(nóng)產(chǎn)品的數(shù)量，如擴(kuò)大農(nóng)業(yè)耕種的面積、選用優(yōu)良品種等等。無(wú)論何種方法手段，農(nóng)作物的生長(zhǎng)都離不開(kāi)所需的營(yíng)養(yǎng)成分，營(yíng)養(yǎng)成分不足，農(nóng)作物生長(zhǎng)不良，營(yíng)養(yǎng)成分過(guò)剩，傷害作物根系，延緩作物生長(zhǎng)，降低作物質(zhì)量，甚至造成作物死亡，因此檢測(cè)土壤養(yǎng)分的含量，精確的補(bǔ)充農(nóng)作物所需的營(yíng)養(yǎng)顯得格外重要。

精細(xì)農(nóng)業(yè)是目前國(guó)際農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向和潮流，通過(guò)對(duì)水、營(yíng)養(yǎng)成分的精細(xì)調(diào)控確保農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)，也是提高灌溉管理水平、實(shí)現(xiàn)節(jié)水農(nóng)業(yè)的一個(gè)必然趨勢(shì)。近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)尤其是溫室大棚灌溉控制設(shè)備日趨增多，但是精準(zhǔn)控制的程度不夠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種植物土壤營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)補(bǔ)給系統(tǒng)及方法，能檢測(cè)土壤養(yǎng)分的缺失情況并及時(shí)自動(dòng)的補(bǔ)給，準(zhǔn)確度高。

一種植物土壤營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)補(bǔ)給系統(tǒng)，包括土壤檢測(cè)模塊、主處理模塊、營(yíng)養(yǎng)液混合模塊、雨水過(guò)濾模塊和設(shè)置在土壤上方的若干個(gè)噴頭；

土壤檢測(cè)模塊包括土壤養(yǎng)分速測(cè)儀、取樣單元和無(wú)線發(fā)射單元；取樣單元采用以下方法進(jìn)行取樣：在每一個(gè)土壤待測(cè)點(diǎn)取5個(gè)樣品，其中在土壤待測(cè)點(diǎn)位置取1個(gè)樣品，并在以該土壤待測(cè)點(diǎn)位置為圓心、預(yù)設(shè)的采樣距離為半徑的圓上均勻取4個(gè)樣品，得到該土壤待測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的5個(gè)樣品；土壤養(yǎng)分速測(cè)儀檢測(cè)取樣單元中取得的樣品中土壤的水分、全氮、有效磷、有效鉀的含量，并將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)無(wú)線發(fā)射單元發(fā)送給主處理模塊；

主處理模塊包括無(wú)線接收單元、數(shù)據(jù)分析單元和控制單元；無(wú)線接收單元用于接收來(lái)自土壤檢測(cè)模塊的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)分析單元；數(shù)據(jù)分析單元用于分析來(lái)自無(wú)線接收單元的數(shù)據(jù)，得到土壤中各個(gè)營(yíng)養(yǎng)液需補(bǔ)給的體積，并通過(guò)控制單元控制營(yíng)養(yǎng)液混合模塊中營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中閥門的開(kāi)啟或關(guān)閉；

營(yíng)養(yǎng)液混合模塊包括混合池、攪拌裝置、增壓泵和若干個(gè)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱；其中營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱設(shè)置在混合池上方，每個(gè)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱上均設(shè)有注入管，注入管上均設(shè)有閥門，營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中存儲(chǔ)有營(yíng)養(yǎng)液或水，同一種營(yíng)養(yǎng)液存儲(chǔ)在同一個(gè)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱的閥門開(kāi)啟時(shí)，存儲(chǔ)的營(yíng)養(yǎng)液或水流入混合池中；攪拌裝置設(shè)置在混合池內(nèi)，用于對(duì)混合池中的液體攪拌均勻；增壓泵用于將混合池中的液體壓入噴頭中；

雨水過(guò)濾模塊包括雨水采集模塊和雨水過(guò)濾器；雨水采集模塊連接至雨水過(guò)濾器的入口，雨水過(guò)濾器的出口連接至存有水的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中；雨水采集模塊用于收集雨水，收集的雨水從雨水過(guò)濾器的入口流入雨水過(guò)濾器中，過(guò)濾后的雨水從雨水過(guò)濾器出口流進(jìn)存有水的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中。

優(yōu)選地，所述攪拌裝置包括抽水管、混合泵、排水管和噴嘴；噴嘴設(shè)置在所述混合池的底部且朝上設(shè)置，抽水管一端伸入所述混合池中水位下方，另一端連接至混合泵的進(jìn)水端，混合泵的出水端連接至排水管的一端，排水管的另一端伸入混合池中與噴嘴連接，混合泵用于將從進(jìn)水端進(jìn)入的液體從出水端壓出后，從噴嘴噴出。

優(yōu)選地，所述排水管通過(guò)過(guò)濾器與噴嘴連接。

優(yōu)選地，所述噴嘴為扇形噴嘴。

優(yōu)選地，所述營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱上端部的內(nèi)壁上設(shè)有第一液位計(jì)，用于檢測(cè)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中液體水位，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸給控制單元，控制單元用于接收到來(lái)自第一液位計(jì)的檢測(cè)數(shù)據(jù)后，判斷該數(shù)據(jù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)的液位安全高度，如果達(dá)到，進(jìn)行報(bào)警。

優(yōu)選地，所述雨水采集模塊包括彎曲的輸水管道，輸水管道的彎折處具有連通外界的排沙孔，排沙孔的孔徑為0.4mm，輸水管道與所述雨水過(guò)濾器入口連接。

優(yōu)選地，所述混合池的內(nèi)壁上還設(shè)有第二液位計(jì)，第二液位計(jì)連接至主處理模塊的控制單元，第二液位計(jì)用于檢測(cè)混合池中液體水位，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸給控制單元，控制單元用于接收到來(lái)自第二液位計(jì)的檢測(cè)數(shù)據(jù)后，判斷該數(shù)據(jù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)的安全高度，如果達(dá)到，進(jìn)行報(bào)警。

一種植物土壤營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)補(bǔ)給方法，在上述的植物土壤營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)補(bǔ)給系統(tǒng)上運(yùn)行，包括如下步驟：

S1)在土壤上設(shè)定若干個(gè)待測(cè)點(diǎn)，取樣單元針對(duì)每一個(gè)土壤待測(cè)點(diǎn)都取5個(gè)樣品，其中在每個(gè)土壤待測(cè)點(diǎn)取樣時(shí)，在該土壤待測(cè)點(diǎn)位置取1個(gè)樣品，并在以該土壤待測(cè)點(diǎn)位置為圓心、預(yù)設(shè)的采樣距離為半徑的圓上均勻取4個(gè)樣品，得到該土壤待測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的5個(gè)樣品；

S2)啟動(dòng)土壤養(yǎng)分速測(cè)儀，土壤養(yǎng)分速測(cè)儀將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給主處理模塊中的數(shù)據(jù)分析單元；

S3)數(shù)據(jù)分析單元根據(jù)接收到數(shù)據(jù)計(jì)算得到土壤中各個(gè)營(yíng)養(yǎng)液需補(bǔ)給的體積，并通過(guò)控制單元控制對(duì)應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中閥門的開(kāi)啟，使得營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中的液體加入至混合池中；并在各個(gè)液體添加完畢后，關(guān)閉營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中閥門；

S4)在營(yíng)養(yǎng)液添加的過(guò)程中，啟動(dòng)攪拌裝置對(duì)混合池中的液體進(jìn)行攪拌，并在攪拌均勻后，關(guān)閉攪拌裝置，啟動(dòng)增加泵，將混合池中的液體壓入噴頭中，并從噴頭噴出。

優(yōu)選地，所述步驟S3具體為：

S3a)數(shù)據(jù)分析單元中預(yù)存有各個(gè)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中營(yíng)養(yǎng)液濃度值C_i；其中i取值為1～j，j為需要補(bǔ)給的營(yíng)養(yǎng)液的個(gè)數(shù)；

S3b)數(shù)據(jù)分析單元根據(jù)接收到的來(lái)自土壤檢測(cè)模塊的數(shù)據(jù)，計(jì)算得到該土壤中需要補(bǔ)給的營(yíng)養(yǎng)液以及補(bǔ)給的原液體積P_i，并根據(jù)需要補(bǔ)給的營(yíng)養(yǎng)液濃度值C_i以及原液體積P_i,計(jì)算得到需要補(bǔ)給的營(yíng)養(yǎng)液的補(bǔ)給體積V_i，其中V_i＝P_i/C_i；

S3c)數(shù)據(jù)分析單元根據(jù)需要補(bǔ)給的營(yíng)養(yǎng)液的補(bǔ)給體積V_i、對(duì)應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中注入管的截面S_i以及流速L_i，計(jì)算得到需要補(bǔ)給的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門開(kāi)啟時(shí)間T_i，其中T_i＝V_i/(S_i×L_i)；

S3d)控制單元控制對(duì)應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門開(kāi)啟，并在檢測(cè)到開(kāi)啟營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門的時(shí)間到達(dá)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門開(kāi)啟時(shí)間T_i，關(guān)閉對(duì)應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門。

優(yōu)選地，所述步驟S3c中，數(shù)據(jù)分析單元還用于計(jì)算得到營(yíng)養(yǎng)液添加過(guò)程中水的補(bǔ)給體積A，根據(jù)裝有水的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中注入管的截面B以及流速D，計(jì)算得到該營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門開(kāi)啟時(shí)間E，其中E＝A/(B×D)。

由上述方案可知，本發(fā)明提供一種植物土壤營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)補(bǔ)給系統(tǒng)及方法，具有以下有益的效果：

1、本方法土壤養(yǎng)分速測(cè)儀所測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及時(shí)傳輸給主處理模塊，提高了數(shù)據(jù)輸入的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，避免了人工輸入的誤差和延時(shí)；通過(guò)數(shù)據(jù)分析單元計(jì)算閥門開(kāi)啟的時(shí)間，來(lái)控制閥門的打開(kāi)和關(guān)閉，可以準(zhǔn)確的補(bǔ)給土壤所缺養(yǎng)分的含量。

2、攪拌裝置采用將混合池中液體抽入混合泵后，經(jīng)混合泵將液體從設(shè)置在混合池底部的噴嘴噴入混合池的方式進(jìn)行攪拌，使得混合池中液體攪拌更加均勻。

3、混合泵可以為微型液體泵，指具備抽水口、排水口各一個(gè)，并且在進(jìn)口處能夠持續(xù)形成真空或負(fù)壓，排水口處形成較大輸出壓力。因此每次使用無(wú)需加引導(dǎo)水能夠自吸，排水口的液體能形成較大的沖擊力，有利于液體的混合。

4、扇形噴嘴由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，扇形噴嘴在高壓的作用下，噴射出來(lái)的液體具有極大的沖擊力。在這種沖擊力的作用下，不僅有利于營(yíng)養(yǎng)液的混合，還能避免池底形成沉積物，還能把混合池的污垢清洗干凈。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對(duì)所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。附圖中，各元件或部分并不一定按照實(shí)際的比例繪制。

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種植物土壤營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)補(bǔ)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖中，1-土壤檢測(cè)模塊；2-無(wú)線發(fā)射單元；3-無(wú)線接收單元；4-數(shù)據(jù)分析單元；5-控制單元；6-主處理模塊；7-裝有營(yíng)養(yǎng)液的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱；8-裝有水的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱；9-注入管；10-閥門；11-混合池；12-第二液位計(jì)；13-水泵控制器；14-混合泵；15-增壓泵；16-抽水管；17-排水管；18-噴嘴；19-輸水管道；20-噴頭；21-雨水過(guò)濾模塊。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，因此只是作為示例，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例：

一種植物土壤營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)補(bǔ)給系統(tǒng)，如圖1所示，包括土壤檢測(cè)模塊1、主處理模塊6、營(yíng)養(yǎng)液混合模塊、雨水過(guò)濾模塊和設(shè)置在土壤上方的若干個(gè)噴頭20；

土壤檢測(cè)模塊包括土壤養(yǎng)分速測(cè)儀、取樣單元和無(wú)線發(fā)射單元2；取樣單元采用以下方法進(jìn)行取樣：在每一個(gè)土壤待測(cè)點(diǎn)取5個(gè)樣品，其中在土壤待測(cè)點(diǎn)位置取1個(gè)樣品，并在以該土壤待測(cè)點(diǎn)位置為圓心、預(yù)設(shè)的采樣距離為半徑的圓上均勻取4個(gè)樣品，得到該土壤待測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的5個(gè)樣品；土壤養(yǎng)分速測(cè)儀檢測(cè)取樣單元中取得的樣品中土壤的水分、全氮、有效磷、有效鉀的含量，并將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)無(wú)線發(fā)射單元2發(fā)送給主處理模塊；

主處理模塊包括無(wú)線接收單元3、數(shù)據(jù)分析單元4和控制單元5；無(wú)線接收單元3用于接收來(lái)自土壤檢測(cè)模塊的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)分析單元4；數(shù)據(jù)分析單元4用于分析來(lái)自無(wú)線接收單元3的數(shù)據(jù)，得到土壤中各個(gè)營(yíng)養(yǎng)液需補(bǔ)給的體積，并通過(guò)控制單元5控制營(yíng)養(yǎng)液混合模塊中營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中閥門的開(kāi)啟或關(guān)閉；

營(yíng)養(yǎng)液混合模塊包括混合池11、攪拌裝置、增壓泵15和若干個(gè)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱(其中7為裝有營(yíng)養(yǎng)液的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱，8為裝有水的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱)；其中營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱設(shè)置在混合池11上方，每個(gè)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱上均設(shè)有注入管9，注入管9上均設(shè)有閥門10，營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中存儲(chǔ)有營(yíng)養(yǎng)液或水，同一種營(yíng)養(yǎng)液存儲(chǔ)在同一個(gè)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱的閥門開(kāi)啟時(shí)，存儲(chǔ)的營(yíng)養(yǎng)液或水流入混合池中；攪拌裝置設(shè)置在混合池內(nèi)，用于對(duì)混合池中的液體攪拌均勻；增壓泵15用于將混合池中的液體壓入噴頭20中；，其中增壓泵15通過(guò)輸水管道19連接至噴頭20上。

雨水過(guò)濾模塊21包括雨水采集模塊和雨水過(guò)濾器；雨水采集模塊連接至雨水過(guò)濾器的入口，雨水過(guò)濾器的出口連接至存有水的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中；雨水采集模塊用于收集雨水，收集的雨水從雨水過(guò)濾器的入口流入雨水過(guò)濾器中，過(guò)濾后的雨水從雨水過(guò)濾器出口流進(jìn)存有水的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中。

本實(shí)施例中，取5個(gè)樣品來(lái)檢測(cè)一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的土壤水分、全氮、有效磷、有效鉀的含量，其中每組樣品中，在檢測(cè)點(diǎn)上取1個(gè)樣品，在該檢測(cè)點(diǎn)附近與檢測(cè)點(diǎn)距離相等的圓上均勻取4個(gè)樣品，這樣的檢測(cè)結(jié)果不單單只是體現(xiàn)了處于中心檢測(cè)點(diǎn)位置處的土壤養(yǎng)分缺失的情況，而是體現(xiàn)了中心檢測(cè)點(diǎn)周邊區(qū)域的整體養(yǎng)分缺失情況，這樣提高了檢測(cè)結(jié)果的普遍性、適用性和真實(shí)性。當(dāng)土壤檢測(cè)模塊檢測(cè)到該土壤中某養(yǎng)分的含量低于植物正常生長(zhǎng)的含量時(shí)，為了保證植物正常生長(zhǎng)，就需要給土壤補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的養(yǎng)分。例如當(dāng)土壤中全氮含量過(guò)低時(shí)，就需要讓土壤中補(bǔ)充氮肥，便控制裝有氮肥的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱的閥門打開(kāi)，使得氮肥加入混合池中。其中不同的種類或成長(zhǎng)期的植物需要的養(yǎng)分含量不同，數(shù)據(jù)分析單元中可以預(yù)設(shè)有不同種類或成長(zhǎng)期下植物所需養(yǎng)分的含量，當(dāng)開(kāi)啟該系統(tǒng)檢測(cè)土壤養(yǎng)分時(shí)，可以輸入植物的類別和成長(zhǎng)期，這樣該數(shù)據(jù)分析單元便可以根據(jù)不同種類或成長(zhǎng)期的植物來(lái)補(bǔ)充土壤所需的養(yǎng)分，適用性更廣。同一種營(yíng)養(yǎng)液存儲(chǔ)在同一個(gè)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中，這樣能更加準(zhǔn)確地控制加入混合池中的養(yǎng)分含量。

各種營(yíng)養(yǎng)液和水加入混合池中進(jìn)行混合后，在通過(guò)增壓泵壓入噴頭中，對(duì)土壤進(jìn)行灌溉，所以混合池的基本要求就是能夠?qū)⒁后w攪拌均勻，這樣才能保證噴灑的液體富含有各種養(yǎng)分。營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中的液體通過(guò)注入管注入混合池中，注入管中閥門打開(kāi)時(shí)，營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中的液體便加入至混合池中，注入管中閥門關(guān)閉時(shí)，停止向混合池中加入營(yíng)養(yǎng)液。該系統(tǒng)中設(shè)有存有水的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱，一方面用于給土壤補(bǔ)充水分，另一方面用于稀釋營(yíng)養(yǎng)液濃度。

本實(shí)施例為了達(dá)到更好的節(jié)能效果，將收集的雨水過(guò)濾后作為水分對(duì)土壤進(jìn)行灌溉，雨水過(guò)濾器用于過(guò)濾收集的雨水中的顆粒和有害物質(zhì)，形成可以直接對(duì)植物灌溉的水分。本系統(tǒng)土壤養(yǎng)分速測(cè)儀所測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及時(shí)傳輸給電腦，提高了數(shù)據(jù)輸入的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，避免了人工輸入的誤差和延時(shí)，通過(guò)電腦數(shù)據(jù)分析計(jì)算閥門開(kāi)啟的時(shí)間，來(lái)控制閥門的打開(kāi)和關(guān)閉，可以準(zhǔn)確的補(bǔ)給土壤所缺養(yǎng)分的含量。

所述攪拌裝置包括抽水管16、混合泵14、排水管17和噴嘴18；噴嘴18設(shè)置在所述混合池11的底部且朝上設(shè)置，抽水管16一端伸入所述混合池11中水位下方，另一端連接至混合泵14的進(jìn)水端，混合泵14的出水端連接至排水管17的一端，排水管17的另一端伸入混合池中與噴嘴18連接，混合泵用于將從進(jìn)水端進(jìn)入的液體從出水端壓出后，從噴嘴噴出。還包括水泵控制器13，水泵控制器13用于控制混合泵14和增壓泵15的啟動(dòng)或關(guān)閉。

現(xiàn)有的攪拌裝置基本為設(shè)置在混合池內(nèi)的攪拌葉輪，通過(guò)電機(jī)控制攪拌葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行攪拌，這種攪拌方式對(duì)于容量比較大的溶液來(lái)說(shuō)具有以下缺點(diǎn)：1、攪拌不夠均勻，該方法只能對(duì)攪拌葉輪附近的溶液進(jìn)行攪拌。2、電機(jī)耗電量比較大。為此本實(shí)施例中提出了上述攪拌裝置，混合泵可以將混合池中的液體抽入混合泵中進(jìn)行一級(jí)混合后，壓入排水管，使得一級(jí)混合后的液體能夠從設(shè)置在混合池底部的噴嘴噴出，噴出的液體繼續(xù)保持向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，和噴嘴上方的液體混合攪拌，完成二級(jí)混合。攪拌裝置通過(guò)抽水管抽液、排水管排液，再通過(guò)噴嘴將混合液噴出，最后回到混合池，在抽排的循環(huán)作用下，達(dá)到將混合液混合均勻的目的，攪拌更加均勻。混合泵可以為微型液體泵，微型液體泵具備抽水口、排水口各一個(gè)，并且在進(jìn)水端能夠持續(xù)形成真空或負(fù)壓，排水端形成較大輸出壓力。因此每次使用無(wú)需加引導(dǎo)水能夠自吸，排水端的液體能形成較大的沖擊力，有利于液體的混合。

所述排水管通過(guò)過(guò)濾器與噴嘴連接。過(guò)濾器主要用于過(guò)濾從排水管流進(jìn)噴嘴中液體中存在的顆粒，為了防止大量顆粒流向噴嘴堵塞噴嘴。所述噴嘴為扇形噴嘴。扇形噴嘴由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，扇形噴嘴在高壓的作用下，噴射出來(lái)的液體具有極大的沖擊力。在這種沖擊力的作用下，不僅有利于營(yíng)養(yǎng)液的混合，還能避免池底形成沉積物，還能把混合池的污垢清洗干凈。

本實(shí)施例的系統(tǒng)還提供營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱水位監(jiān)測(cè)功能。所述營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱上端部的內(nèi)壁上設(shè)有第一液位計(jì)，用于檢測(cè)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中液體水位，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸給控制單元，控制單元用于接收到來(lái)自第一液位計(jì)的檢測(cè)數(shù)據(jù)后，判斷該數(shù)據(jù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)的液位安全高度，如果達(dá)到，進(jìn)行報(bào)警。這樣當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中水位太高時(shí)，進(jìn)行報(bào)警，提示相關(guān)工作人員停止向該營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中加入液體。同理，所述混合池的內(nèi)壁上還設(shè)有第二液位計(jì)12，第二液位計(jì)12連接至主處理模塊的控制單元5，第二液位計(jì)用于檢測(cè)混合池中液體水位，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸給控制單元，控制單元用于接收到來(lái)自第二液位計(jì)的檢測(cè)數(shù)據(jù)后，判斷該數(shù)據(jù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)的安全高度，如果達(dá)到，進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)混合池中液位過(guò)高時(shí)，同樣進(jìn)行報(bào)警，提示相關(guān)工作人員停止向混合池中加入液體。

雨水過(guò)濾模塊主要用于將雨水過(guò)濾后形成可用于灌溉的水分，用于給土壤灌溉。需要過(guò)濾的主要成分有顆粒、硫等有害物質(zhì)。本實(shí)施例中的雨水過(guò)濾模塊采用了兩級(jí)過(guò)濾方法：在雨水采集模塊進(jìn)行第一級(jí)過(guò)濾，所述雨水采集模塊包括彎曲的輸水管道，輸水管道的彎折處具有連通外界的排沙孔，排沙孔的孔徑為0.4mm，輸水管道與所述雨水過(guò)濾器入口連接，這樣，雨水在流向雨水過(guò)濾器之前，雨水帶有的顆粒就會(huì)沉積在輸水管道的彎折處，并通過(guò)排沙孔排向外界，完成第一級(jí)過(guò)濾。然后在流向雨水過(guò)濾器完成第二級(jí)過(guò)濾。

一種植物土壤營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)補(bǔ)給方法，在上述的植物土壤營(yíng)養(yǎng)液自動(dòng)補(bǔ)給系統(tǒng)上運(yùn)行，包括如下步驟：

S1)在土壤上設(shè)定若干個(gè)待測(cè)點(diǎn)，取樣單元針對(duì)每一個(gè)土壤待測(cè)點(diǎn)都取5個(gè)樣品，其中在每個(gè)土壤待測(cè)點(diǎn)取樣時(shí)，在該土壤待測(cè)點(diǎn)位置取1個(gè)樣品，并在以該土壤待測(cè)點(diǎn)位置為圓心、預(yù)設(shè)的采樣距離為半徑的圓上均勻取4個(gè)樣品，得到該土壤待測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的5個(gè)樣品；

S2)啟動(dòng)土壤養(yǎng)分速測(cè)儀，土壤養(yǎng)分速測(cè)儀將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給主處理模塊中的數(shù)據(jù)分析單元；

S3)數(shù)據(jù)分析單元根據(jù)接收到數(shù)據(jù)計(jì)算得到土壤中各個(gè)營(yíng)養(yǎng)液需補(bǔ)給的體積，并通過(guò)控制單元控制對(duì)應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中閥門的開(kāi)啟，使得營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中的液體加入至混合池中；并在各個(gè)液體添加完畢后，關(guān)閉營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中閥門，不再往混合池中添加營(yíng)養(yǎng)液；

S4)在營(yíng)養(yǎng)液添加的過(guò)程中，啟動(dòng)攪拌裝置對(duì)混合池中的液體進(jìn)行攪拌，并在攪拌均勻后，關(guān)閉攪拌裝置，啟動(dòng)增加泵，將混合池中的液體壓入噴頭中，并從噴頭噴出，攪拌完畢后再啟動(dòng)增加泵對(duì)土壤進(jìn)行灌溉，使得灌溉的液體富含有各種營(yíng)養(yǎng)液。

所述步驟S3具體為：

S3a)數(shù)據(jù)分析單元中預(yù)存有各個(gè)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中營(yíng)養(yǎng)液濃度值C_i；其中i取值為1～j，j為需要補(bǔ)給的營(yíng)養(yǎng)液的個(gè)數(shù)，j小于等于營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱的個(gè)數(shù)；

S3b)數(shù)據(jù)分析單元根據(jù)接收到的來(lái)自土壤檢測(cè)模塊的數(shù)據(jù)，計(jì)算得到該土壤中需要補(bǔ)給的營(yíng)養(yǎng)液以及補(bǔ)給的原液體積P_i，并根據(jù)需要補(bǔ)給的營(yíng)養(yǎng)液濃度值C_i以及原液體積P_i,計(jì)算得到需要補(bǔ)給的營(yíng)養(yǎng)液的補(bǔ)給體積V_i，其中V_i＝P_i/C_i；

S3c)數(shù)據(jù)分析單元根據(jù)需要補(bǔ)給的營(yíng)養(yǎng)液的補(bǔ)給體積V_i、對(duì)應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中注入管的截面S_i以及流速L_i，計(jì)算得到需要補(bǔ)給的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門開(kāi)啟時(shí)間T_i，其中T_i＝V_i/(S_i×L_i)；

S3d)控制單元控制對(duì)應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門開(kāi)啟，并在檢測(cè)到開(kāi)啟營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門的時(shí)間到達(dá)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門開(kāi)啟時(shí)間T_i，關(guān)閉對(duì)應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門。

本實(shí)施例提供的營(yíng)養(yǎng)液添加方法，通過(guò)數(shù)據(jù)分析單元計(jì)算閥門開(kāi)啟的時(shí)間，來(lái)控制閥門的打開(kāi)和關(guān)閉，可以準(zhǔn)確的補(bǔ)給土壤所缺養(yǎng)分的含量，操作簡(jiǎn)單。具體實(shí)施時(shí)，原液是指養(yǎng)分濃度高的營(yíng)養(yǎng)液，濃度大于90％，其含有的水分可以忽略不計(jì)。營(yíng)養(yǎng)液的補(bǔ)給體積V_i表示的是需要增加的養(yǎng)分的體積。營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中注入管的截面S_i可以直接測(cè)量得到，流速L_i可以根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)定。具體實(shí)施時(shí)，控制模塊需要設(shè)置個(gè)數(shù)和開(kāi)啟的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門個(gè)數(shù)相同的計(jì)時(shí)器，每個(gè)計(jì)時(shí)器用于檢測(cè)每個(gè)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門開(kāi)啟的時(shí)間，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門打開(kāi)時(shí)，對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)到達(dá)該營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門開(kāi)啟時(shí)間T_i，計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，并觸發(fā)控制單元關(guān)閉該營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門。

本實(shí)施例還提供營(yíng)養(yǎng)液稀釋的功能，所述步驟S3c中，數(shù)據(jù)分析模塊除了需要計(jì)算得到營(yíng)養(yǎng)液需要補(bǔ)給的體積后，還需要計(jì)算得到稀釋營(yíng)養(yǎng)液需要的水分。灌溉的液體中營(yíng)養(yǎng)液的濃度不宜過(guò)高或過(guò)低，過(guò)高會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)液不能完全被吸收，造成養(yǎng)分浪費(fèi)。過(guò)低會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)分補(bǔ)給不足。數(shù)據(jù)分析單元中還可以預(yù)設(shè)有適合植物生長(zhǎng)的灌溉液體的濃度，數(shù)據(jù)分析單元根據(jù)所加入的營(yíng)養(yǎng)液原液體積和適合植物生長(zhǎng)的灌溉液體的濃度，計(jì)算得到需要加入水分的體積(需要加入水分的體積等于加入的營(yíng)養(yǎng)液原液體積除以適合植物生長(zhǎng)的灌溉液體的濃度)，數(shù)據(jù)分析單元還用于計(jì)算得到營(yíng)養(yǎng)液添加過(guò)程中水的補(bǔ)給體積A，根據(jù)裝有水的營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱中注入管的截面B以及流速D，計(jì)算得到該營(yíng)養(yǎng)液儲(chǔ)蓄箱閥門開(kāi)啟時(shí)間E，其中E＝A/(B×D)，并通過(guò)步驟S4的方法控制水分的加入。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)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(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(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)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說(shuō)明書的范圍當(dāng)中。