本发明涉及农业设备技术领域，具体涉及水肥一体化智能控制系统及其控制方法。
背景技术：
随着农业技术的不断发展，需要通过水肥一体化灌溉系统对水和肥料进行混合并对蔬菜等农作物进行浇水和施肥。
水肥一体化灌溉系统也从传统的人工控制向智能控制转变，现有的水肥一体化灌溉系统只能根据土壤中水分的情况，控制灌溉系统进行浇灌，功能比较单一，不能实时采集植物的生长情况，根据植物的生长情况判断植物的生长是否正常，因此，需要对现有的水肥一体化智能控制系统及其控制方法进行改进。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明提供的水肥一体化智能控制系统及其控制方法，具有功能丰富的特点；提高了植物生长情况初步诊断的准确性。
为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：
水肥一体化智能控制系统，包括：
植物土壤环境采集单元，其用于对植物土壤环境数据进行采集；
对比单元，其用于将植物土壤环境数据与植物不同生长阶段所需的土壤环境阈值进行比较，得到对比结果；
第一控制单元，其用于根据对比结果，发送水肥灌溉指令或发送植物生长数据采集指令；
水肥灌溉单元，其用于根据施肥灌溉指令对植物进行灌溉；
植物生长数据采集单元，其用于对植物生长数据进行采集；
初步诊断单元，其用于将植物生长数据与植物不同生长阶段所达到的生长状态阈值进行比较，得到植物生长情况初步诊断数据；
第二控制单元，其用于根据植物生长情况初步诊断数据，向显示单元和报警单元发送控制指令；
显示单元，其用于根据控制指令显示植物生长的初步诊断数据；
报警单元，其用于根据控制指令进行报警。
进一步地，所述植物土壤环境采集单元包括：
土壤墒情传感器，其用于对土壤中的水分和温湿度进行采集；
土壤养分传感器，其用于对土壤中的氮、磷、钾、ph值以及盐分进行采集。
进一步地，所述植物生长数据采集单元包括：
叶绿素含量测定传感器，其用于对叶片中叶绿素的含量进行采集；
果实膨大传感器，其用于对果实的大小进行采集；
颜色识别传感器，其用于对果实的颜色进行采集；
径流传感器，其用于对植物根茎中液流的流速进行采集；
叶面湿度传感器，其用于对植物叶面的湿度进行采集；
叶片厚度传感器，其用于对植物叶片的厚度进行采集。
进一步地，所述水肥灌溉单元包括水肥混合箱，水肥混合箱上连接集流阀和出水管，集流阀上连接进水管和多个原液进液管，出水管、进水管和多个原液进液管上均设置有流量计和电磁阀，流量计和电磁阀均与第一控制单元连接。
本发明还提供了水肥一体化智能控制方法，包括：
采集植物土壤环境数据；
将植物土壤环境数据与植物不同生长阶段所需的土壤环境阈值进行比较，得到对比结果；
根据对比结果，发送水肥灌溉指令或发送植物生长数据采集指令；
根据施肥灌溉指令对植物进行灌溉；
对植物生长数据进行采集；
将植物生长数据与植物不同生长阶段所达到的生长状态阈值进行比较，得到植物生长情况初步诊断数据；
根据植物生长情况初步诊断数据，向显示单元和报警单元发送控制指令；
根据控制指令显示植物生长的初步诊断数据；
根据控制指令进行报警。
进一步地，所述植物土壤环境数据包括土壤的水分、土壤的温湿度以及土壤中氮、磷、钾、ph值以及盐分。
进一步地，所述植物生长数据包括植物叶片中叶绿素的含量、植物果实的大小、植物果实的颜色、植物根茎中液流的流速、植物叶片的厚度以及植物叶面的湿度。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果：通过植物土壤环境采集单元对植物土壤环境数据进行采集，根据植物土壤环境数据控制水肥灌溉单元对水、不同肥料进行选择灌溉，具有功能丰富的特点；并在植物土壤环境数据满足植物生长阶段的情况下，对植物的生长数据进行采集并对植物的生长数据进行初步诊断，判断植物的生长是否正常，在植物生长不正常时进行数据显示和报警，提醒工作人员及时采取救助措施；另外，在在植物土壤环境数据满足植物生长阶段的情况下，对植物的生长数据进行采集，避免了植物土壤环境条件对植物生长的不利影响，提高了植物生长情况初步诊断的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的系统模块图；
图2为本发明的方法流程图；
图3为本发明水肥灌溉单元的结构示意图。
附图标记：
1-水肥混合箱；2-电磁阀；3-流量计；4-集流阀；
11-出水管；41-进水管；42-原液进液管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
参阅图1-图3所示，本实施例提供的水肥一体化智能控制系统，包括植物土壤环境采集单元、对比单元、第一控制单元、水肥灌溉单元、植物生长数据采集单元、初步诊断单元、第二控制单元、显示单元和报警单元。
植物土壤环境采集单元用于对植物土壤环境数据进行采集，植物土壤环境数据包括土壤的水分、土壤的温湿度以及土壤中氮、磷、钾、ph值以及盐分等。
对比单元用于将植物土壤环境数据与植物不同生长阶段所需的土壤环境阈值进行比较，得到对比结果，对比单元中存储有植物不同生长阶段的土壤水分阈值、土壤温湿度阈值、土壤中ph值的阈值、土壤中氮的阈值、土壤中磷的阈值、土壤中钾的阈值以及土壤中盐分的阈值，分别将土壤的水分、土壤的温湿度以及土壤中氮、磷、钾、ph值以及盐分与相应的阈值进行比较，如果土壤的水分、土壤中氮、磷、钾、ph值或者盐分低于设定的阈值，向第一控制单元发送对比结果。
第一控制单元用于根据对比结果，发送水肥灌溉指令或发送植物生长数据采集指令，如果土壤的水分低于设定的阈值，第一控制单元控制水肥灌溉单元进行浇水；如果土壤中氮、磷或钾低于设定的阈值，第一控制单元控制水肥灌溉单元进行相应的肥料，能够根据土壤的营养成分对植物灌溉，有利于植物的生长，具有功能丰富的特点；如果植物土壤环境数据均在土壤环境阈值的范围内，第一控制单元控制植物生长数据采集单元采集植物生长数据。
水肥灌溉单元用于根据施肥灌溉指令对植物进行灌溉，如果土壤的水分低于设定的阈值，水肥控制单元进行浇水；如果土壤中氮、磷或钾低于设定的阈值，水肥控制单元进行施肥。
植物生长数据采集单元用于对植物生长数据进行采集，植物生长数据包括植物叶片中叶绿素的含量、植物果实的大小、植物果实的颜色、植物根茎中液流的流速、植物叶片的厚度以及植物叶面的湿度。
初步诊断单元用于将植物生长数据与植物不同生长阶段所达到的生长状态阈值进行比较，得到植物生长情况初步诊断数据，初步诊断单元中存储有植物不同生长阶段所达到的植物叶片中叶绿素的含量范围、植物果实的大小范围、植物果实的颜色对比图片、植物根茎中液流的流速范围、植物叶片的厚度范围以及植物叶面的湿度范围，分别将植物叶片中叶绿素的含量、植物果实的大小、植物果实的颜色、植物根茎中液流的流速、植物叶片的厚度以及植物叶面的湿度与相应的范围进行比对，如果植物叶片中叶绿素的含量、植物果实的大小、植物果实的颜色、植物根茎中液流的流速、植物叶片的厚度或植物叶面的湿度不在设定的范围内，向第二控制单元发送对比结果，作为初步诊断数据，避免了植物土壤环境条件对植物生长的不利影响，提高了植物生长情况初步诊断的准确性。
第二控制单元用于根据植物生长情况初步诊断数据，向显示单元和报警单元发送控制指令，如果植物叶片中叶绿素的含量、植物果实的大小、植物果实的颜色、植物根茎中液流的流速、植物叶片的厚度或植物叶面的湿度不在设定的范围内，显示单元对不在设定范围内植物生长数据进行显示，并控制报警单元进行报警，提醒工作人员及时采取救助措施。
显示单元用于根据控制指令显示植物生长的初步诊断数据，便于工作人员及时获取生长不正常的植物以及相应的生长数据。
报警单元用于根据控制指令进行报警，提醒工作人员及时采取救助措施。
在本实施例中，所述植物土壤环境采集单元包括土壤墒情传感器和土壤养分传感器。
土壤墒情传感器用于对土壤中的水分和温湿度进行采集。
土壤养分传感器用于对土壤中的氮、磷、钾、ph值以及盐分进行采集。
在本实施例中，所述植物生长数据采集单元包括叶绿素含量测定传感器、果实膨大传感器、颜色识别传感器、径流传感器、叶面湿度传感器、叶片厚度传感器、叶绿素含量测定传感器、果实膨大传感器、颜色识别传感器、径流传感器、叶面湿度传感器和叶片厚度传感器。
叶绿素含量测定传感器用于对叶片中叶绿素的含量进行采集。
果实膨大传感器用于对果实的大小进行采集。
颜色识别传感器用于对果实的颜色进行采集。
径流传感器用于对植物根茎中液流的流速进行采集。
叶面湿度传感器用于对植物叶面的湿度进行采集。
叶片厚度传感器用于对植物叶片的厚度进行采集。
在本实施例中，所述水肥灌溉单元包括水肥混合箱1，水肥混合箱1上连接集流阀4和出水管11，集流阀4上连接进水管41和多个原液进液管42，出水管11、进水管41和多个原液进液管42上均设置有流量计3和电磁阀2，流量计3和电磁阀2均与第一控制单元连接。
在实际使用中，如果土壤的水分低于设定的阈值，第一控制单元控制进水管41上的流量计3和电磁阀2打开，通过进水管41向水肥混合箱1内加水并对加水的量进行控制，然后，控制出水管11上的流量计3和电磁阀2打开，通过出水管11对植物进行灌溉；如果土壤中氮、磷或钾低于设定的阈值，第一控制单元控制进水管41和多个原液进液管42上的流量计3和电磁阀2打开，可以同时加水和多种肥料原液，实现水和肥料原液的配比控制，配比完成后，控制出水管11上的流量计3和电磁阀2打开，通过出水管11对植物进行灌溉，一方面节省配比时间，另一方面能够根据土壤的营养成分对植物灌溉，有利于植物的生长，具有功能丰富的特点。集流阀4的阀门数量可以根据使用需求进行选择。
本发明还提供了水肥一体化智能控制方法，包括：
采集植物土壤环境数据，植物土壤环境数据包括土壤的水分、土壤的温湿度以及土壤中氮、磷、钾、ph值以及盐分等。
将植物土壤环境数据与植物不同生长阶段所需的土壤环境阈值进行比较，得到对比结果，对比单元中存储有植物不同生长阶段的土壤水分阈值、土壤温湿度阈值、土壤中ph值的阈值、土壤中氮的阈值、土壤中磷的阈值、土壤中钾的阈值以及土壤中盐分的阈值，分别将土壤的水分、土壤的温湿度以及土壤中氮、磷、钾、ph值以及盐分与相应的阈值进行比较，如果土壤的水分、土壤中氮、磷、钾、ph值或者盐分低于设定的阈值，向第一控制单元发送对比结果。
根据对比结果，发送水肥灌溉指令或发送植物生长数据采集指令，如果土壤的水分低于设定的阈值，第一控制单元控制水肥灌溉单元进行浇水；如果土壤中氮、磷或钾低于设定的阈值，第一控制单元控制水肥灌溉单元进行相应的肥料，能够根据土壤的营养成分对植物灌溉，有利于植物的生长，具有功能丰富的特点；如果植物土壤环境数据均在土壤环境阈值的范围内，第一控制单元控制植物生长数据采集单元采集植物生长数据。
根据施肥灌溉指令对植物进行灌溉，如果土壤的水分低于设定的阈值，水肥控制单元进行浇水；如果土壤中氮、磷或钾低于设定的阈值，水肥控制单元进行施肥。
对植物生长数据进行采集，植物生长数据包括植物叶片中叶绿素的含量、植物果实的大小、植物果实的颜色、植物根茎中液流的流速、植物叶片的厚度以及植物叶面的湿度。
将植物生长数据与植物不同生长阶段所达到的生长状态阈值进行比较，得到植物生长情况初步诊断数据，初步诊断单元中存储有植物不同生长阶段所达到的植物叶片中叶绿素的含量范围、植物果实的大小范围、植物果实的颜色对比图片、植物根茎中液流的流速范围、植物叶片的厚度范围以及植物叶面的湿度范围，分别将植物叶片中叶绿素的含量、植物果实的大小、植物果实的颜色、植物根茎中液流的流速、植物叶片的厚度以及植物叶面的湿度与相应的范围进行比对，如果植物叶片中叶绿素的含量、植物果实的大小、植物果实的颜色、植物根茎中液流的流速、植物叶片的厚度或植物叶面的湿度不在设定的范围内，向第二控制单元发送对比结果，作为初步诊断数据，避免了植物土壤环境条件对植物生长的不利影响，提高了植物生长情况初步诊断的准确性。
根据植物生长情况初步诊断数据，向显示单元和报警单元发送控制指令，如果植物叶片中叶绿素的含量、植物果实的大小、植物果实的颜色、植物根茎中液流的流速、植物叶片的厚度或植物叶面的湿度不在设定的范围内，显示单元对不在设定范围内植物生长数据进行显示，并控制报警单元进行报警，提醒工作人员及时采取救助措施。
根据控制指令显示植物生长的初步诊断数据，便于工作人员及时获取生长不正常的植物以及相应的生长数据。
根据控制指令进行报警，提醒工作人员及时采取救助措施。
在本实施例中，所述植物土壤环境数据包括土壤的水分、土壤的温湿度以及土壤中氮、磷、钾、ph值以及盐分。
在本实施例中，所述植物生长数据包括植物叶片中叶绿素的含量、植物果实的大小、植物果实的颜色、植物根茎中液流的流速、植物叶片的厚度以及植物叶面的湿度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
1.水肥一体化智能控制系统，其特征在于，包括：
植物土壤环境采集单元，其用于对植物土壤环境数据进行采集；
对比单元，其用于将植物土壤环境数据与植物不同生长阶段所需的土壤环境阈值进行比较，得到对比结果；
第一控制单元，其用于根据对比结果，发送水肥灌溉指令或发送植物生长数据采集指令；
水肥灌溉单元，其用于根据施肥灌溉指令对植物进行灌溉；
植物生长数据采集单元，其用于对植物生长数据进行采集；
初步诊断单元，其用于将植物生长数据与植物不同生长阶段所达到的生长状态阈值进行比较，得到植物生长情况初步诊断数据；
第二控制单元，其用于根据植物生长情况初步诊断数据，向显示单元和报警单元发送控制指令；
显示单元，其用于根据控制指令显示植物生长的初步诊断数据；
报警单元，其用于根据控制指令进行报警。
2.根据权利要求1所述的水肥一体化智能控制系统，其特征在于，所述植物土壤环境采集单元包括：
土壤墒情传感器，其用于对土壤中的水分和温湿度进行采集；
土壤养分传感器，其用于对土壤中的氮、磷、钾、ph值以及盐分进行采集。
3.根据权利要求1所述的水肥一体化智能控制系统，其特征在于，所述植物生长数据采集单元包括：
叶绿素含量测定传感器，其用于对叶片中叶绿素的含量进行采集；
果实膨大传感器，其用于对果实的大小进行采集；
颜色识别传感器，其用于对果实的颜色进行采集；
径流传感器，其用于对植物根茎中液流的流速进行采集；
叶面湿度传感器，其用于对植物叶面的湿度进行采集；
叶片厚度传感器，其用于对植物叶片的厚度进行采集。
4.根据权利要求1所述的水肥一体化智能控制系统，其特征在于，所述水肥灌溉单元包括水肥混合箱(1)，水肥混合箱(1)上连接集流阀(4)和出水管(11)，集流阀(4)上连接进水管(41)和多个原液进液管(42)，出水管(11)、进水管(41)和多个原液进液管(42)上均设置有流量计(3)和电磁阀(2)，流量计(3)和电磁阀(2)均与第一控制单元连接。
5.水肥一体化智能控制方法，其特征在于，包括：
采集植物土壤环境数据；
将植物土壤环境数据与植物不同生长阶段所需的土壤环境阈值进行比较，得到对比结果；
根据对比结果，发送水肥灌溉指令或发送植物生长数据采集指令；
根据施肥灌溉指令对植物进行灌溉；
对植物生长数据进行采集；
将植物生长数据与植物不同生长阶段所达到的生长状态阈值进行比较，得到植物生长情况初步诊断数据；
根据植物生长情况初步诊断数据，向显示单元和报警单元发送控制指令；
根据控制指令显示植物生长的初步诊断数据；
根据控制指令进行报警。
6.根据权利要求5所述的水肥一体化智能控制方法，其特征在于，所述植物土壤环境数据包括土壤的水分、土壤的温湿度以及土壤中氮、磷、钾、ph值以及盐分。
7.根据权利要求5所述的水肥一体化智能控制方法，其特征在于，所述植物生长数据包括植物叶片中叶绿素的含量、植物果实的大小、植物果实的颜色、植物根茎中液流的流速、植物叶片的厚度以及植物叶面的湿度。
技术总结