技术领域
[0001] 本实用新型属于计算机技术领域，尤其涉及新型的肥液稀释配比方法及模糊PID控制系统。
相关背景技术
[0002] 液体肥料的使用越来越广泛，如果不能够精确使用可能会危害农作物，导致资源浪费甚至严重的土地污染。而我国的氮磷钾肥料利用率低下，因此有必要对肥液的使用进行较为精确的控制。
[0003] 目前对于施肥的量大多依据种植经验进行控制，关于精确的施肥控制系统出现较少。涉及到计算机算法的施肥控制系统，大多直接利用模糊控制或PID算法进行控制，将二者进行结合的算法较少，并且大多是单输入单输出的控制，然而在施肥的过程中，还可能改变土壤的酸碱性，但能够解决土壤肥力以及土壤酸碱度双输出控制问题的系统较为少见。
具体实施方式
[0022] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完善地描述。
[0023] 参照图1～图3，
[0024] 在STM32F103单片机1中，模糊规则控制模块2与肥液体积PID 控制模块3，出水体积PID控制模块4，均为保存在单片机内部的功能模块。
[0025] 以土壤中速效氮元素含量控制为例，土壤pH检测模块5与土壤氮元素浓度检测模块6，采用I2C接口与单片机进行连接，将测量得到的数据通过通讯总线发送至单片机。
[0026] 单片机对测量得到的数据先进行归一化，得出土壤综合状况指标。将双目标控制问题转化为单目标控制。再利用内部的模糊算法对综合指标的误差以及误差变化率进行模糊化，并利用模糊规则控制模块1 内置的模糊规则与隶属度函数，计算输入量对应于输出量的隶属度。
[0027] 下一步，由隶属度以及输出量对应的语言变量通过解模糊处理得到肥液体积PID控制模块3中的微分参数Kd1，比例参数Kp1，积分参数Ki1，以及出水体积PID控制模块4中的微分参数Kd2，比例参数 Kp2，积分参数Ki2。将参数传递至所述的两个模糊PID控制模块内部。模糊PID控制模块3与4将输出用于喷灌的肥液体积以及用于稀释的水的体积。
[0028] 得到上述液体的体积后，STM32F103单片机1利用内置功能模块，求解得到电磁阀门与水泵开始工作的时间点以及工作时长，并将其通过UART协议传输给电磁阀门I 8，电磁阀门II 9以及水泵11。
[0029] 关于肥液的混合与喷洒示意简图如图3所示，电磁阀门I 8安装在与肥液槽13连通的导管上，电磁阀门II 9安装在与水槽12连通的导管上，肥液槽、水槽与混合槽上方均有减少蒸发的盖板16。水泵 11与两个电磁阀门同时打开，将肥液与水抽取至混合槽10内。导管 15的作用是平衡气压，在混合液还未到达与通向外界的导管14的管口时，肥液与水将充分混合。到达管口时，会被抽向喷口对植物土壤进行喷洒。
[0030] 间隔一段时间，即待肥液完全浸润土壤后，土壤氮元素浓度检测模块6以及土壤pH检测模块5再次对植物生长的土壤7中的速效氮含量以及土壤pH值进行测量，重复上述过程，直到土壤综合指标趋于稳定值。完整的控制流程如附图2所示。
