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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115777313A(43)申请公布日2023.03.14(21)申请号202211474692.4(22)申请日2022.11.22(71)申请人北京市农林科学院智能装备技术研究中心地址100097北京市海淀区曙光花园中路11号农科大厦A座1107(72)发明人施伟陈立平薛绪掌董静郭瑞(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002专利代理师杨小庆(51)Int.Cl.A01C23/00(2006.01)A01C23/04(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图2页(54)发明名称水肥调控系统、方法、水肥控制器及存储介质(57)摘要本发明提供一种水肥调控系统、方法、水肥控制器及存储介质,所述系统包括:灌溉支路和注肥支路;灌溉支路包括储水箱、灌溉泵、混液装置和传感器模块;储水箱、灌溉泵、混液装置和传感器模块通过第一管路依次连接;注肥支路包括肥料原液桶和注肥泵;肥料原液桶、注肥泵和混液装置通过第二管路依次连接;灌溉泵、注肥泵和传感器模块均与水肥控制器连接;传感器模块用于采集灌溉支路的管道压力值和水肥溶液的溶液指标值;水肥控制器用于基于管道压力值控制灌溉泵的运行频率,并基于溶液指标值,通过PID算法控制注肥泵的运行频率。本发明可以提高水肥调控效率和自动化程度的同时,大大降低了投入成本,还可以对水肥混液配置实现自动化精细控制。CN115777313ACN115777313A权利要求书1/2页1.一种水肥调控系统,其特征在于,包括:灌溉支路和注肥支路;所述灌溉支路包括储水箱、灌溉泵、混液装置和传感器模块;所述储水箱、所述灌溉泵、所述混液装置和所述传感器模块通过第一管路依次连接;所述注肥支路包括肥料原液桶和注肥泵;所述肥料原液桶、所述注肥泵和所述混液装置通过第二管路依次连接;所述灌溉泵、所述注肥泵和所述传感器模块均与所述水肥控制器连接;所述传感器模块用于采集所述灌溉支路的管道压力值和水肥溶液的溶液指标值;所述水肥控制器用于基于所述管道压力值控制所述灌溉泵的运行频率,并基于所述溶液指标值,通过PID算法控制所述注肥泵的运行频率。2.根据权利要求1所述的水肥调控系统,其特征在于,所述注肥支路还包括:流量监测模块;所述流量监测模块设置于所述注肥泵的输出端,用于监测所述注肥泵注入肥料原液的流量;所述流量监测模块与所述水肥控制器连接,所述水肥控制器还用于获取所述流量监测模块的流量监测数据。3.根据权利要求1所述的水肥调控系统,其特征在于,所述传感器模块包括管道压力传感器、管道流量传感器、可溶性盐浓度EC传感器和氢离子浓度指数pH传感器。4.根据权利要求2所述的水肥调控系统,其特征在于,所述混液装置包括变频搅拌泵,所述变频搅拌泵与所述水肥控制器连接;所述水肥控制器还用于基于所述溶液指标值控制所述变频搅拌电机的运行频率。5.根据权利要求1‑4任一项所述的水肥调控系统,其特征在于,所述系统还包括多条所述注肥支路,每条所述注肥支路用于施加不同的肥料原液。6.一种应用于如权利要求1‑5任一项所述的水肥调控系统的水肥调控方法,其特征在于,包括:获取传感器模块采集的所述灌溉支路中水肥溶液的溶液指标值和管道压力值;基于管道压力设定值和所述管道压力值,控制所述灌溉泵的运行频率,以将所述管道压力值调整至所述管道压力设定值;基于所述溶液指标值和目标设定指标值,通过PID算法控制所述注肥泵的运行频率,以将所述溶液指标值调整至目标设定指标值。7.根据权利要求6所述的水肥调控方法,其特征在于,基于所述溶液指标值和目标设定指标值,通过PID算法控制所述注肥泵的运行频率,包括:基于所述目标设定指标值与当前预设时间周期的截止时刻的所述溶液指标值,确定第一指标差值,并基于所述目标设定指标值与上一个预设时间周期的截止时刻的所述溶液指标值,确定第二指标差值;基于所述第一指标差值与所述第二指标差值,确定所述第一指标差值对应的偏差变化率;基于第一指标差值对应的偏差变化率和所述第一指标差值,确定目标频率补偿量;基于所述注肥泵在所述当前预设时间周期内的运行频率和所述目标频率补偿量,得到2CN115777313A权利要求书2/2页下一个预设时间周期内所述注肥泵的运行频率;其中,第一个预设时间周期内所述注肥泵的运行频率是基于所述第一个预设时间周期的开始时刻的上一时刻的运行频率确定的;所述溶液指标值包括水肥EC值或水肥pH值。8.根据权利要求7所述的水肥调控方法,其特征在于,所述基于第一指标差值对应的偏差变化率和所述第一指标差值,确定目标频率补偿量,包括:基于所述第一指标差值和预设比例系数,确定第一频率补偿量;基于所述第一指标差值对应的偏差变化率和预设积分系数,确定第二频率补偿量;基于所述第一频率补偿量和所述第二频率补