适用于架式栽培的水肥一体化智能灌溉控制方法
阅读说明：本技术 适用于架式栽培的水肥一体化智能灌溉控制方法 (Water and fertilizer integrated intelligent irrigation control method suitable for rack type cultivation ) 是由 王辉 伍琪婧 卢佳宇 陈炜 李博文 于 2021-10-19 设计创作，主要内容包括：适用于架式栽培的水肥一体化智能灌溉控制方法,包括多层种植架部分、灌溉控制部分和升降控制部分,多层种植架上设置有多层栽培基质,栽培基质层内设置有陶土管,利用滑轮装置的等杠杆原理实现储液罐自我势能的转换,电动推杆装置仅需克服系统阻力即可改变储液罐的高度位置,控制器根据传感器的反馈数据控制电磁阀的开关及储液罐的升降实现对陶土管的正负压供给水肥养料,进而使栽培基质含水率始终保持在蔬菜生长所需的最优含水率区间内,以真正实现按多层不同类别蔬菜及同一种蔬菜不同生长期所需水肥养料的智能供给。(The water and fertilizer integrated intelligent irrigation control method suitable for rack type cultivation comprises a multilayer planting frame part, an irrigation control part and a lifting control part, wherein multilayer cultivation media are arranged on the multilayer planting frame, argil pipes are arranged in the cultivation media, self potential energy conversion of a liquid storage tank is realized by utilizing an equal lever principle of a pulley device, the height position of the liquid storage tank can be changed by only overcoming system resistance through an electric push rod device, a controller controls a switch of an electromagnetic valve and lifting of the liquid storage tank according to feedback data of a sensor to realize positive and negative pressure water and fertilizer nutrient supply to the argil pipes, and further, the water content of the cultivation media is always kept in an optimal water content interval required by growth of vegetables, so that intelligent supply of the water and fertilizer nutrient required by different growth periods of multiple layers of different vegetables and the same vegetable is really realized.)
技术领域
本发明涉及栽培灌溉技术领域，由其涉及适用于架式栽培的水肥一体化智能灌溉控制方法。
背景技术
目前大棚蔬菜种植多采用滴灌、喷灌等灌溉方式。滴灌装置造价较高，由于杂质、矿物质的沉淀的影响会使毛管滴头堵塞；滴灌的均匀度也不易保证，还会引起盐分积累，而在含盐量高的栽培基质上进行滴灌或是利用咸水滴灌时，盐分会积累在湿润区的边缘，引起盐害。利用喷灌从植物上方进行灌溉的弊端在于蔬菜润湿的叶子可能会引起植物病害的风险，虽然离地面较近的微型喷灌系统可以将水输送到植物的基部，可降低植物病害发展的风险，但是这种离地面较近的微型喷灌系统数量有限，难以实现均匀灌溉，另外除自压喷灌装置外，喷灌装置都需外界能源供应。如何解决种植过程中的能源供应与自动补给水肥已成为热点问题。
现有的架式栽培即多层栽培方式能明显改善温室内部的层次结构,大大提高温室空间使用率。其次抬高了蔬菜和地面之间的距离，能有效避免和降低蔬菜病虫害的发生，也为实施负压给水技术及布置水肥一体化智能灌溉装置提供了一定条件。负压灌溉技术作为一种新型的给水技术,以栽培基质的基质势作为灌溉动力，无需外界能源即可实现自动给水，平稳地维持栽培基质水分状况，能有效降低水分棵间蒸发、水分渗漏，可极大提高蔬菜对水分的利用效率。本发明中将负压灌溉与水肥一体化技术相结合，提高水肥利用率并明显改善蔬菜品质，同时，当满足设定条件时可实施正压灌溉，能够较快的达到基质含水率的设定值，以补充蔬菜所需要的水分，且由于灌水器出水均匀的特点，使得蔬菜根部区域始终保持均匀的湿度。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种适用于架式栽培的水肥一体化智能灌溉控制方法，以解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
本发明包括多层种植架部分、灌溉控制部分和升降控制部分，其中，多层种植架部分包括支撑架、栽培基质、陶土管，支撑架上设置有多层栽培基质，每层栽培基质内均设置有陶土管，灌溉控制部分包括水肥一体罐、储液罐、温湿度传感器、控制器、多通管接头、液位传感器以及常开、常闭电磁阀，水肥一体罐、储液罐、电磁阀、多通管接头、陶土管之间通过输液管道连接，控制器接收温湿度传感器、液位传感器的信号并控制常开、常闭电磁阀的得、失电，水肥一体罐的出口分别通过第一多通管接头与第一常闭电磁阀、第二常闭电磁阀的入口连接，第一常闭电磁阀的出口与第一储液罐的入口连接，第二常闭电磁阀的出口与第二储液罐的入口连接，第一储液罐的出口与第二多通管接头的入口连接，四层常开电磁阀、五层常开电磁阀、六层常开电磁阀、第三常闭电磁阀的入口分别与第二多通管接头的出口连接，四层常开电磁阀的出口与四层陶土管连接，五层常开电磁阀的出口与五层陶土管连接，六层常开电磁阀的出口与六层陶土管连接，第三常闭电磁阀的出口与第三多通管接头的入口连接，一层常开电磁阀、二层常开电磁阀、三层常开电磁阀的入口分别与第三多通管接头的出口连接，一层常开电磁阀的出口与一层陶土管连接，二层常开电磁阀的出口与二层陶土管连接，三层常开电磁阀的出口与三层陶土管连接，第一常开电磁阀、第四常闭电磁阀的入口分别与第二储液罐的出口连接，第四常闭电磁阀的出口与第二多通管接头的入口连接，第一常开电磁阀的出口与第四多通管接头的入口连接，第四多通管接头的出口分别与一层常开电磁阀、二层常开电磁阀、三层常开电磁阀的入口连接，升降控制部分包括滑轮装置、止滑片、托板、称重传感器、电动推杆装置、缆绳，缆绳穿过滑轮装置，缆绳两端分别设置有储液罐，且缆绳两端分别设置有止滑片，限制储液罐上下运行的相对位置，储液罐下端分别设置有电动推杆装置，控制器控制电动推杆装置的升降，用以对储液罐的支撑和限位；
第二电动推杆装置推动第一储液罐、第一电动推杆装置推动第二储液罐至初始高度，且保持缆绳处于张紧状态，控制器分别控制第一常闭电磁阀、第二常闭电磁阀得电打开，将水肥一体罐中的水肥养料液体分别注入第一储液罐、第二储液罐，当第二液位传感器、第三液位传感器分别检测到液位值至设定值时，控制器分别控制第一常闭电磁阀、第二常闭电磁阀失电关闭，停止对第一储液罐、第二储液罐输送水肥养料液体，完成首次注液，在此过程中，各个常开电磁阀处于失电常开状态，各个常闭电磁阀处于失电常闭状态，第一储液罐内的水肥养料液体通过负压灌溉的形式分别输送给四层陶土管、五层陶土管、六层陶土管，第二储液罐内的水肥养料液体通过负压灌溉的形式分别输送给一层陶土管、二层陶土管、三层陶土管，当第一储液罐内的第二液位传感器检测到液位低于设定值时，控制器控制第一常闭电磁阀得电打开，对第一储液罐进行注液，直至液位恢复至设定值时，控制器控制第一常闭电磁阀失电关闭，停止对第一储液罐注液，如此循环往复，当第二储液罐内的第三液位传感器检测到液位低于设定值时，控制器控制第二常闭电磁阀得电打开，对第二储液罐进行注液，直至液位恢复至设定值时，控制器控制第二常闭电磁阀失电关闭，停止对第二储液罐注液，如此循环往复，当水肥一体罐内的第一液位传感器检测到液位低于设定值时，控制器发出警报，提示工作人员及时添加水肥养料，随着蔬菜的生长及气候的变化，会出现负压灌溉无法满足蔬菜生长需求的状况，当栽培基质的湿度低于设定的下限值时，控制器通过控制电磁阀的开关、储液罐的高度进行常压或正压灌溉，当常压或正压灌溉至栽培基质湿度的设定的中值时，控制器通过控制电磁阀的开关、储液罐的高度将灌溉模式切换至负压或暂停状态，由于土壤吸水的滞后效应，达到检测中值后随着水分的进一步渗透，栽培基质的湿度会接近上限值，第一储液罐、第二储液罐可以分别对一层、二层、三层、四层、五层、六层进行负压、常压或正压灌溉，第一储液罐可以在对四层、五层、六层进行负压灌溉的同时对一层、二层、三层进行常压或正压灌溉，第二储液罐可以在对一层、二层、三层进行常压或正压灌溉的同时对四层、五层、六层进行负压灌溉，第一储液罐和第二储液罐可以交替使用，具体控制步骤如下：
一、第二储液罐对一层、二层、三层的常压或正压灌溉
当一层、二层、三层栽培基质的湿度低于设定的下限值时，第一电动推杆装置推动第二储液罐上行进
行常压或正压灌溉，若仅对一层或同时对一层、二层进行常压或正压灌溉时，控制器无需对一层常开电磁阀或同时对一层常开电磁阀、二层常开电磁阀进行指令控制，一层常开电磁阀、二层常开电磁阀、三层常开电磁阀均处于失电常开状态，若仅对三层或同时对二层、三层进行常压或正压灌溉时，控制器分别对一层常开电磁阀、二层常开电磁阀或单独对一层常开电磁阀进行指令控制，即仅对三层进行常压或正压灌溉时，一层常开电磁阀、二层常开电磁阀处于得电关闭状态，对二层、三层进行常压或正压灌溉时，一层常开电磁阀处于得电关闭状态，在此过程中，第三常闭电磁阀、第四常闭电磁阀均处于失电关闭状态；
二、 第一储液罐对四层、五层、六层的常压或正压灌溉
当四层、五层、六层栽培基质的湿度低于设定的下限值时，第二电动推杆装置推动第一储液罐上行进行常压或正压灌溉，若仅对四层或同时对四层、五层进行常压或正压灌溉时，控制器无需对四层常开电磁阀或同时对四层常开电磁阀、五层常开电磁阀进行指令控制，四层常开电磁阀、五层常开电磁阀、六层常开电磁阀均处于失电常开状态，若仅对六层或同时对五层、六层进行常压或正压灌溉时，控制器分别对四层常开电磁阀、五层常开电磁阀或单独对四层常开电磁阀进行指令控制，即仅对六层进行常压或正压灌溉时，四层常开电磁阀、五层常开电磁阀处于得电关闭状态，对五层、六层进行常压或正压灌溉时，四层常开电磁阀处于得电关闭状态，在此过程中，第三常闭电磁阀、第四常闭电磁阀均处于失电关闭状态；
三、 第二储液罐对四层、五层、六层的常压或正压灌溉
当四层、五层、六层栽培基质的湿度低于设定的下限值时，第一电动推杆装置推动第二储液罐上行进行常压或正压灌溉，若仅对四层或同时对四层、五层进行常压或正压灌溉时，控制器无需对四层常开电磁阀或同时对四层常开电磁阀、五层常开电磁阀进行指令控制，四层常开电磁阀、五层常开电磁阀、六层常开电磁阀均处于失电常开状态，若仅对六层或同时对五层、六层进行常压或正压灌溉时，控制器分别对四层常开电磁阀、五层常开电磁阀或单独对四层常开电磁阀进行指令控制，即仅对六层进行常压或正压灌溉时，四层常开电磁阀、五层常开电磁阀处于得电关闭状态，对五层、六层进行常压或正压灌溉时，四层常开电磁阀处于得电关闭状态，在此过程中，第三常闭电磁阀处于失电关闭状态，第四常闭电磁阀处于得电开启状态，第一常开电磁阀处于得电关闭状态；
四、第一储液罐对一层、二层、三层的常压或正压灌溉
当一层、二层、三层栽培基质的湿度低于设定的下限值时，第二电动推杆装置推动第一储液罐上行进行常压或正压灌溉，若仅对一层或同时对一层、二层进行常压或正压灌溉时，控制器无需对一层常开电磁阀或同时对一层常开电磁阀、二层常开电磁阀进行指令控制，一层常开电磁阀、二层常开电磁阀、三层常开电磁阀均处于失电常开状态，若仅对三层或同时对二层、三层进行常压或正压灌溉时，控制器分别对一层常开电磁阀、二层常开电磁阀或单独对一层常开电磁阀进行指令控制，即仅对三层进行常压或正压灌溉时，一层常开电磁阀、二层常开电磁阀处于得电关闭状态，对二层、三层进行常压或正压灌溉时，一层常开电磁阀处于得电关闭状态，在此过程中，第三常闭电磁阀处于得电开启状态，第四常闭电磁阀处于失电关闭状态，第一常开电磁阀处于得电关闭状态；
五、第一储液罐对一层、二层、三层、四层、五层、六层的常压或正压灌溉
当一层、二层、三层、四层、五层、六层栽培基质的湿度均低于设定的下限值时，第二电动推杆装置推动第一储液罐上行进行常压或正压灌溉，在此过程中，第四常闭电磁阀处于失电关闭状态，第一常开电磁阀处于得电关闭状态，第三常闭电磁阀处于得电开启状态，一层常开电磁阀、二层常开电磁阀、三层常开电磁阀、四层常开电磁阀、五层常开电磁阀、六层常开电磁阀均处于失电常开状态。
在本发明中，支撑架底部设置有支架滚轮，便于多层种植架的移动，栽培基质层数≥2，蔬菜栽植于栽培基质上。
在本发明中，储液罐数量≥2，每层栽培基质上温湿度传感器的设置数量≥2，水肥一体灌和储液罐内液位传感器的设置数量≥1。
在本发明中，水肥养料液体储备于水肥一体罐中，水肥一体罐和储液罐内分别设置有液位传感器，每层栽培基质上均设置有温湿度传感器。
在本发明中，滑轮装置设置于蔬菜大棚内的横梁上，且滑轮的回转中心处于同一水平面内。
在本发明中，电动推杆装置的顶端设置有托板，位于托板和储液罐之间设置有称重传感器。
在本发明中，各个常开电磁阀在失电时为常开状态，且失电为常态，各个常闭电磁阀在失电时为常闭状态，且失电为常态。
在本发明中，水肥一体罐所处位置高于储液罐所能达到的最高位置，储液罐所能达到的最高位置高于六层陶土管所在栽培基质的上表面，所述的一层陶土管位于支撑架的最底层，所述的六层陶土管位于支撑架的最高层，一层陶土管至六层陶土管从低到高依次设置，所述的第一储液罐的初始高度位于三层和四层之间，第二储液罐的初始高度低于一层。
在本发明中，对各层进行常压或正压灌溉时，当对应层栽培基质的湿度达到设定中值时，即可关闭对应层的电磁阀，对于各种常压和正压灌溉方式的选用，控制器根据各层温湿度传感器、第二液位传感器、第三液位传感器、第一称重传感器、第二称重传感器的反馈数据进行优化分析后输出控制指令进行常压或正压灌溉，待各层栽培基质的湿度均达到设定中值时，控制器发出指令让第一储液罐和第二储液罐恢复至初始高度，所有电磁阀也恢复至常态，至此，灌溉系统恢复至负压灌溉状态，负压灌溉为主要灌溉形式。
在本发明中，负压、常压或正压灌溉需要调节第一储液罐和第二储液罐的高度，当第一储液罐的重量大于第二储液罐的重量时，第二称重传感器的反馈数值大于第一称重传感器的反馈数值，此时，控制器根据两者的反馈差值给出指令，让第二常闭电磁阀得电开启，对第二储液罐进行注液，直至第二储液罐的重量与第一储液罐的重量一致，控制器发出指令让第二常闭电磁阀失电关闭停止对第二储液罐注液，此时，控制器发出指令控制第一电动推杆装置、第二电动推杆装置运行，若第一电动推杆装置下行，则第二电动推杆装置上行，若第一电动推杆装置上行，则第二电动推杆装置下行，且两者的行程量相等；
相反，若第二储液罐的重量大于第一储液罐的重量，则控制器给出指令让第一常闭电磁阀得电开启对第一储液罐进行注液，直至第一储液罐的重量与第二储液罐的重量一致，控制器发出指令让第一常闭电磁阀失电关闭停止对第一储液罐进行注液。
在本发明中，随着灌溉的进行，第一储液罐和第二储液罐内的养料都会消耗，当两者的重量不一致又需要上下行运动时，根据上述控制方法进行养料补充，待重量一致后再控制上下运行；
当第二液位传感器、第三液位传感器分别检测到第一储液罐和第二储液罐内的养料存储量较少时，可同时开启第一常闭电磁阀和第二常闭电磁阀分别对其进行注液，当其中某一个液位传感器检测到储液罐内的容量达到上限值时，先关闭对应的电磁阀停止注液，待两个称重传感器反馈数值一致时，再关闭另一个电磁阀停止注液。
有益效果：本发明将负压给水技术与实际生产结合，基于负压灌溉这种新型灌水技术构成了适用于架式栽培的水肥一体化智能灌溉控制方法，能较好的节约水肥及外界能源；其次可精确监测与控制各层基质含水率变化，对根部施肥和灌溉实现精准控制；适应性较强，占用空间面积小，在同一个多层种植架上，可满足不同蔬菜或同种蔬菜不同生长期的需水需肥要求；自动化程度高，绿色环保耗能低，操作简单方便，可广泛运用于现有温室大棚蔬菜有土或无土架式栽培。
应对系统的长期高效智能化灌溉，对各层的正负压灌溉采用双线路多模式作业，可有效防止因管路或控制系统局部故障造成的供给不及时，从而有效避免影响蔬菜的生长，还可大大降低对系统的维护成本；在以负压灌溉为主导的常态下，所有电磁阀均处于失电状态，只有在短时间的常压或正压灌溉时，才会给电磁阀供电，有效降低了系统的控制能耗；采用滑轮装置，将储液罐设置于缆绳两端，利用滑轮装置的等杠杆原理，控制两端储液罐的重量一致，即可靠储液罐的自重来实现势能的相互转换，电动推杆装置只需克服系统的摩擦阻力即可轻松改变缆绳两端储液罐的位置高度，这大大降低了改变储液罐高度带来的能源消耗；整套灌溉系统智能化程度高，对蔬菜生长所需水肥的精准供给大幅度增加了产量，且最大限度的降低了对水资源、电能及人力资源的消耗。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的初始位置连接示意图。
图2为本发明较佳实施例的正负压灌溉示意图。
图3为本发明较佳实施例的灌溉控制组件连接示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1~图3的适用于架式栽培的水肥一体化智能灌溉控制方法，采用具有正负压交替灌溉控制装置实施水肥一体化智能灌溉，所述适用于架式栽培的水肥一体化智能灌溉控制方法包括多层种植架部分A、灌溉控制部分B和升降控制部分C，其中，多层种植架部分A包括一层陶土管A1、二层陶土管A2、三层陶土管A3、四层陶土管A4、五层陶土管A5、六层陶土管A6、栽培基质A7、支架滚轮A8、支撑架A9、蔬菜A10，灌溉控制部分B包括一层常开电磁阀B1、二层常开电磁阀B2、三层常开电磁阀B3、四层常开电磁阀B4、五层常开电磁阀B5、六层常开电磁阀B6、第三常闭电磁阀B7、第一常开电磁阀B8、第四常闭电磁阀B9、第一常闭电磁阀B10、第二常闭电磁阀B11、第一多通管接头B12、第二多通管接头B13、第三多通管接头B14、第四多通管接头B15、控制器B16、温湿度传感器B17、水肥一体罐B18、第一储液罐B19、第二储液罐B20、第一液位传感器B21、第二液位传感器B22、第三液位传感器B23，升降控制部分C包括第一滑轮装置C1、第二滑轮装置C2、第一止滑片C3、第二止滑片C4、第一托板C5、第二托板C6、第一称重传感器C7、第二称重传感器C8、第一电动推杆装置C9、第二电动推杆装置C10、缆绳C11。
在本实施例中，支撑架A9底部设置有支架滚轮A8，便于对多层种植架部分A的移动，支撑架A9上设置有六个种植层，每个种植层上设置有栽培基质A7，一层陶土管A1、二层陶土管A2、三层陶土管A3、四层陶土管A4、五层陶土管A5、六层陶土管A6分别设置于各层的栽培基质A7内，用于将水肥养料液体输送给栽培基质A7，每层栽培基质A7上设置有湿度传感器B17，用于检测栽培基质A7的含水率和温度，并将数据反馈给控制器B16，蔬菜A10种植于栽培基质A7上，通过吸收栽培基质A7内的水肥养料生长。
在本实施例中，水肥养料液体储备于水肥一体罐B18中，水肥一体罐B18内设置有第一液位传感器B21，水肥一体罐B18出口通过输液管道与第一多通管接头B12的入口连接，第一常闭电磁阀B10和第二常闭电磁阀B11的入口通过输液管道分别与第一多通管接头B12的出口连接，第一常闭电磁阀B10的出口通过输液管道与第一储液罐B19的入口连接，第二常闭电磁阀B11的出口通过输液管道与第二储液罐B20的入口连接，第一储液罐B19的出口通过输液管道与第二多通管接头B13的入口连接，四层常开电磁阀B4、五层常开电磁阀B5、六层常开电磁阀B6、第三常闭电磁阀B7的入口分别通过输液管道与第二多通管接头B13的出口连接，四层常开电磁阀B4的出口通过输液管道与四层陶土管A4连接，五层常开电磁阀B5的出口通过输液管道与五层陶土管A5连接，六层常开电磁阀B6的出口通过输液管道与六层陶土管A6连接，第三常闭电磁阀B7的出口通过输液管道与第三多通管接头B14的入口连接，一层常开电磁阀B1、二层常开电磁阀B2、三层常开电磁阀B3的入口通过输液管道分别与第三多通管接头B14的出口连接，一层常开电磁阀B1的出口通过输液管道与一层陶土管A1连接，二层常开电磁阀B2的出口通过输液管道与二层陶土管A2连接，三层常开电磁阀B3的出口通过输液管道与三层陶土管A3连接，第一常开电磁阀B8、第四常闭电磁阀B9的入口通过输液管道分别与第二储液罐B20的出口连接，第四常闭电磁阀B9的出口通过输液管道与第二多通管接头B13的入口连接，第一常开电磁阀B8的出口通过输液管道与第四多通管接头B15的入口连接，第四多通管接头B15的出口通过输液管道分别与一层常开电磁阀B1、二层常开电磁阀B2、三层常开电磁阀B3的入口连接，第一储液罐B19内设置有第二液位传感器B22，第二储液罐B20内设置有第三液位传感器B23。
在本实施例中，第一滑轮装置C1、第二滑轮装置C2分别设置于蔬菜大棚内的横梁上，且滑轮的回转中心处于同一水平面内，缆绳C11同时穿过第一滑轮装置C1和第二滑轮装置C2，缆绳C11一端与第一储液罐B19固定连接，缆绳C11另一端与第二储液罐B20固定连接，位于缆绳C11靠近第二储液罐B20这一端设置有第一止滑片C3，位于缆绳C11靠近第一储液罐B19这一端设置有第二止滑片C4，第一止滑片C3和第二止滑片C4用于限制缆绳C11拉动第一储液罐B19和第二储液罐B20上下运行的相对位置，第一储液罐B19的下端设置有第二电动推杆装置C10，第二电动推杆装置C10用于对第一储液罐B19的支撑和限位，第二电动推杆装置C10的顶端设置有第二托板C6，位于第二托板C6和第一储液罐B19之间设置有第二称重传感器C8，第二储液罐B20的下端设置有第一电动推杆装置C9，第一电动推杆装置C9用于对第二储液罐B20的支撑和限位，第一电动推杆装置C9的顶端设置有第一托板C5，位于第一托板C5和第二储液罐B20之间设置有第一称重传感器C7。
在本实施例中，一层常开电磁阀B1、二层常开电磁阀B2、三层常开电磁阀B3、四层常开电磁阀B4、五层常开电磁阀B5、六层常开电磁阀B6、第一常开电磁阀B8在失电时为常开状态，且失电为常态，第三常闭电磁阀B7、第四常闭电磁阀B9、第一常闭电磁阀B10、第二常闭电磁阀B11在失电时为常闭状态，且失电为常态，水肥一体罐B18所处位置高于第一储液罐B19、第二储液罐B20所能达到的最高位置，第一储液罐B19、第二储液罐B20所能达到的最高位置高于六层陶土管A6所在栽培基质A7的上表面，控制器B16实时接收温湿度传感器B17、第一称重传感器C7、第二称重传感器C8、液位传感器B21、第二液位传感器B22、第三液位传感器B23的检测数据，控制器B16可控制各个电磁阀的得电、失电，控制器B16可控制第一电动推杆装置C9、第二电动推杆装置C10升降，所述的一层陶土管A1位于支撑架A9的最底层，所述的六层陶土管A6位于支撑架A9的最高层，一层陶土管A1至六层陶土管A6从低到高依次设置，第一储液罐B19的初始高度位于三层和四层之间，第二储液罐B20的初始高度低于一层。
在本实施例中，第二电动推杆装置C10推动第一储液罐B19、第一电动推杆装置C9推动第二储液罐B20至初始高度，且保持缆绳C11处于张紧状态，控制器B16分别控制第一常闭电磁阀B10、第二常闭电磁阀B11得电打开，水肥一体罐B18中的水肥养料液体分别通过输液管道注入第一储液罐B19、第二储液罐B20，当第二液位传感器B22、第三液位传感器B23分别检测液位值至设定值时，控制器B16分别控制第一常闭电磁阀B10、第二常闭电磁阀B11失电关闭，停止对第一储液罐B19、第二储液罐B20输送水肥养料液体，此时的一层常开电磁阀B1、二层常开电磁阀B2、三层常开电磁阀B3、四层常开电磁阀B4、五层常开电磁阀B5、六层常开电磁阀B6、第一常开电磁阀B8处于失电常开状态，第三常闭电磁阀B7、第四常闭电磁阀B9、第一常闭电磁阀B10、第二常闭电磁阀B11处于失电常闭状态，第一储液罐B19内的水肥养料液体通过负压灌溉的形式分别输送给四层陶土管A4、五层陶土管A5、六层陶土管A6，第二储液罐B20内的水肥养料液体通过负压灌溉的形式分别输送给一层陶土管A1、二层陶土管A2、三层陶土管A3，当第一储液罐B19内的第二液位传感器B22检测到液位低于设定值时，控制器B16控制第一常闭电磁阀B10得电打开，对第一储液罐B19进行注液，直至液位恢复至设定值时，控制器B16控制第一常闭电磁阀B10失电关闭，停止对第一储液罐B19注液，如此循环往复，当第二储液罐B20内的第三液位传感器B23检测到液位低于设定值时，控制器B16控制第二常闭电磁阀B11得电打开，对第二储液罐B20进行注液，直至液位恢复至设定值时，控制器B16控制第二常闭电磁阀B11失电关闭，停止对第二储液罐B20注液，如此循环往复，当水肥一体罐B18内的第一液位传感器B21检测到液位低于设定值时，控制器B16发出警报，提示工作人员及时添加水肥养料，随着蔬菜A10的生长及气候的变化，负压灌溉无法满足蔬菜A10的生长需求，栽培基质A7的湿度低于设定的下限值时，控制器B16通过控制电磁阀的开关、储液罐的高度进行常压或正压灌溉，第一储液罐B19、第二储液罐B20可以分别对一层、二层、三层、四层、五层、六层进行负压、常压或正压灌溉，第一储液罐B19可以在对四层、五层、六层进行负压灌溉的同时对一层、二层、三层进行常压或正压灌溉，第二储液罐B20可以在对一层、二层、三层进行常压或正压灌溉的同时对四层、五层、六层进行负压灌溉，第一储液罐B19和第二储液罐B20可以交替使用，具体控制步骤如下：
一、第二储液罐B20对一层、二层、三层的常压或正压灌溉
当一层、二层、三层栽培基质A7的湿度低于设定的下限值时，第一电动推杆装置C9推动第二储液罐
B20上行进行常压或正压灌溉，若仅对一层或同时对一层、二层进行常压或正压灌溉时，控制器B16无需对一层常开电磁阀B1或同时对一层常开电磁阀B1、二层常开电磁阀B2进行指令控制，一层常开电磁阀B1、二层常开电磁阀B2、三层常开电磁阀B3均处于失电常开状态，若仅对三层或同时对二层、三层进行常压或正压灌溉时，控制器B16分别对一层常开电磁阀B1、二层常开电磁阀B2或单独对一层常开电磁阀B1进行指令控制，即仅对三层进行常压或正压灌溉时，一层常开电磁阀B1、二层常开电磁阀B2处于得电关闭状态，对二层、三层进行常压或正压灌溉时，一层常开电磁阀B1处于得电关闭状态，在此过程中，第三常闭电磁阀B7、第四常闭电磁阀B9均处于失电关闭状态；
二、第一储液罐B19对四层、五层、六层的常压或正压灌溉
当四层、五层、六层栽培基质A7的湿度低于设定的下限值时，第二电动推杆装置C10推动第一储液罐B19上行进行常压或正压灌溉，若仅对四层或同时对四层、五层进行常压或正压灌溉时，控制器B16无需对四层常开电磁阀B4或同时对四层常开电磁阀B4、五层常开电磁阀B5进行指令控制，四层常开电磁阀B4、五层常开电磁阀B5、六层常开电磁阀B6均处于失电常开状态，若仅对六层或同时对五层、六层进行常压或正压灌溉时，控制器B16分别对四层常开电磁阀B4、五层常开电磁阀B5或单独对四层常开电磁阀B4进行指令控制，即仅对六层进行常压或正压灌溉时，四层常开电磁阀B4、五层常开电磁阀B5处于得电关闭状态，对五层、六层进行常压或正压灌溉时，四层常开电磁阀B4处于得电关闭状态，在此过程中，第三常闭电磁阀B7、第四常闭电磁阀B9均处于失电关闭状态；
三、第二储液罐B20对四层、五层、六层的常压或正压灌溉
当四层、五层、六层栽培基质A7的湿度低于设定的下限值时，第一电动推杆装置C9推动第二储液罐B20上行进行常压或正压灌溉，若仅对四层或同时对四层、五层进行常压或正压灌溉时，控制器B16无需对四层常开电磁阀B4或同时对四层常开电磁阀B4、五层常开电磁阀B5进行指令控制，四层常开电磁阀B4、五层常开电磁阀B5、六层常开电磁阀B6均处于失电常开状态，若仅对六层或同时对五层、六层进行常压或正压灌溉时，控制器B16分别对四层常开电磁阀B4、五层常开电磁阀B5或单独对四层常开电磁阀B4进行指令控制，即仅对六层进行常压或正压灌溉时，四层常开电磁阀B4、五层常开电磁阀B5处于得电关闭状态，对五层、六层进行常压或正压灌溉时，四层常开电磁阀B4处于得电关闭状态，在此过程中，第三常闭电磁阀B7处于失电关闭状态，第四常闭电磁阀B9处于得电开启状态，第一常开电磁阀B8处于得电关闭状态；
四、第一储液罐B19对一层、二层、三层的常压或正压灌溉
当一层、二层、三层栽培基质A7的湿度低于设定的下限值时，第二电动推杆装置C10推动第一储液罐B19上行进行常压或正压灌溉，若仅对一层或同时对一层、二层进行常压或正压灌溉时，控制器B16无需对一层常开电磁阀B1或同时对一层常开电磁阀B1、二层常开电磁阀B2进行指令控制，一层常开电磁阀B1、二层常开电磁阀B2、三层常开电磁阀B3均处于失电常开状态，若仅对三层或同时对二层、三层进行常压或正压灌溉时，控制器B16分别对一层常开电磁阀B1、二层常开电磁阀B2或单独对一层常开电磁阀B1进行指令控制，即仅对三层进行常压或正压灌溉时，一层常开电磁阀B1、二层常开电磁阀B2处于得电关闭状态，对二层、三层进行常压或正压灌溉时，一层常开电磁阀B1处于得电关闭状态，在此过程中，第三常闭电磁阀B7处于得电开启状态，第四常闭电磁阀B9处于失电关闭状态，第一常开电磁阀B8处于得电关闭状态；
五、第一储液罐B19对一层、二层、三层、四层、五层、六层的常压或正压灌溉
当一层、二层、三层、四层、五层、六层栽培基质A7的湿度均低于设定的下限值时，第二电动推杆装置C10推动第一储液罐B19上行进行常压或正压灌溉，在此过程中，第四常闭电磁阀B9处于失电关闭状态，第一常开电磁阀B8处于得电关闭状态，第三常闭电磁阀B7处于得电开启状态，一层常开电磁阀B1、二层常开电磁阀B2、三层常开电磁阀B3、四层常开电磁阀B4、五层常开电磁阀B5、六层常开电磁阀B6均处于失电常开状态；
在对各层进行常压或正压灌溉时，当对应层栽培基质A7的湿度达到设定中值时，即可关闭对应层的电磁阀，对于各种常压和正压灌溉方式的选用，控制器B16根据各层温湿度传感器B17、第二液位传感器B22、第三液位传感器B23、第一称重传感器C7、第二称重传感器C8的反馈数据进行优化分析后输出控制指令进行常压或正压灌溉，待各层栽培基质A7的湿度均达到设定中值时，控制器B16发出指令让第一储液罐B19和第二储液罐B20恢复至初始高度，所有电磁阀也恢复至常态，至此，灌溉系统恢复至负压灌溉状态。
在本实施例中，负压、常压或正压灌溉需要调节第一储液罐B19和第二储液罐B20的高度，当第一储液罐B19的重量大于第二储液罐B20的重量时，第二称重传感器C8的反馈数值大于第一称重传感器C7的反馈数值，此时，控制器B16根据两者的反馈差值给出指令，让第二常闭电磁阀B11得电开启，对第二储液罐B20进行注液，直至第二储液罐B20的重量与第一储液罐B19的重量一致，控制器B16发出指令让第二常闭电磁阀B11失电关闭停止对第二储液罐B20注液，此时，控制器B16发出指令控制第一电动推杆装置C9、第二电动推杆装置C10运行，若第一电动推杆装置C9下行，则第二电动推杆装置C10上行，若第一电动推杆装置C9上行，则第二电动推杆装置C10下行，且两者的行程量相等；
相反，若第二储液罐B20的重量大于第一储液罐B19的重量，则控制器B16给出指令让第一常闭电磁阀B10得电开启对第一储液罐B19进行注液，直至第一储液罐B19的重量与第二储液罐B20的重量一致，控制器B16发出指令让第一常闭电磁阀B10失电关闭停止对第一储液罐B19进行注液；
随着灌溉的进行，第一储液罐B19和第二储液罐B20内的养料都会消耗，当两者的重量不一致又需要上下行运动时，根据上述控制方法进行养料补充，待重量一致后再控制上下运行；
当第二液位传感器B22、第三液位传感器B23分别检测到第一储液罐B19和第二储液罐B20内的养料存储量较少时，可同时开启第一常闭电磁阀B10和第二常闭电磁阀B11分别对其进行注液，当其中某一个液位传感器检测到储液罐内的容量达到上限值时，先关闭对应的电磁阀停止注液，待2个称重传感器反馈数值一致时，关闭另外一个电磁阀停止注液。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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