本發(fā)明涉及太陽能風(fēng)力互補發(fā)電領(lǐng)域和智能澆灌技術(shù)領(lǐng)域，尤其是智能自動控制技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

能源和環(huán)境是當(dāng)今人類生存和發(fā)展迫切要解決的問題，創(chuàng)新驅(qū)動與綠色發(fā)展將成為引領(lǐng)我國經(jīng)濟(jì)新常態(tài)的重要支撐。我國太陽能源比較豐富，太陽照射充足，太陽能作為一種可再生能源，使得太陽能光伏發(fā)電在未來會逐漸取代傳統(tǒng)的發(fā)電方式。風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔的可再生能源，具有廣泛的發(fā)展前景，風(fēng)能儲量大，廣泛發(fā)展風(fēng)力發(fā)電是解決中國能源供應(yīng)不足的有效途徑，也是減少溫室氣體排放的有效途徑。通過風(fēng)能來發(fā)電的技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟與改善，可以減少一次性的能源使用情況，減少二氧化碳等溫室氣體的排放，有利于生態(tài)環(huán)境平衡發(fā)展。太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電很好的解決了火力發(fā)電污染排放和能源短缺問題，符合國家節(jié)能減排、綠色發(fā)展的政策需求，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。

隨著人們的生活質(zhì)量不斷提高和城市化建設(shè)的大力發(fā)展，越來越多的家庭開始在自己的庭院、陽臺等種植花卉等小型植物，花卉種植的普及當(dāng)然也帶來了一些小小的難題，如主人因出差、旅行或異地工作周末回家等原因造成的澆水“難”或工作忙而忘記澆水等問題。作為一些大型的花卉的養(yǎng)殖的基地，如果控制不好澆水量，還有一些必要措施的布置，這些系統(tǒng)的缺失，就會導(dǎo)致花卉的淹死，從而導(dǎo)致更加嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為了解決以上這些問題，智能澆灌器應(yīng)運而生。然而，目前市面上的澆灌器大多數(shù)為傳統(tǒng)人工式、太陽能式、自動式等功能相對單一類型，很少出現(xiàn)集成幾種先進(jìn)技術(shù)于一體的澆灌器。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于更好的解決用戶和一些大型種植戶的上述這些情況，而又創(chuàng)新于目前市面上的太陽能風(fēng)力發(fā)電智能澆灌器，該智能澆灌器綜合太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電及節(jié)水式自動澆灌技術(shù)三者的優(yōu)勢于一體，是一種無人看管、遠(yuǎn)程監(jiān)測控制，可以解決人們澆花煩惱的太陽能風(fēng)力發(fā)電智能澆灌器。本智能澆灌器適用于家用澆灌和不規(guī)則地形噴灌需要的種植戶澆灌。本太陽能風(fēng)力發(fā)電智能澆灌器綜合運用太陽能和風(fēng)能發(fā)電，為實現(xiàn)節(jié)約電能提供理論支撐和關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備，同時機組運行時降低能耗，通過土壤濕度傳感器、單片機等定時調(diào)節(jié)控制澆水量使?jié)补噙^程達(dá)到良好的節(jié)水效果，既節(jié)電又節(jié)水，具有多重節(jié)能的實用價值。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：本太陽能風(fēng)力發(fā)電智能澆灌器主要包含太陽能風(fēng)力互補發(fā)電裝置和智能節(jié)水澆灌控制裝置兩大部分。太陽能風(fēng)力互補發(fā)電裝置安裝在智能節(jié)水澆灌控制裝置的上方，太陽能風(fēng)力互補發(fā)電裝置主要包括風(fēng)力發(fā)電葉片、太陽能光伏電池板、電機、電源開關(guān)、風(fēng)能轉(zhuǎn)換器、單片機、太陽能轉(zhuǎn)換器、蓄電池、光敏傳感器，控制電路。智能節(jié)水澆灌控制裝置主要由水泵、高壓霧化澆灌噴頭、電磁閥、水管、單片機等器件組成。

優(yōu)選的，所述的太陽能風(fēng)力互補發(fā)電裝置為本為太陽能風(fēng)力發(fā)電智能澆灌器電源的主要來源，可分為太陽能發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元和電源控制系統(tǒng)三大組成部分，其內(nèi)設(shè)的主要元器件主要包括風(fēng)力發(fā)電機、太陽能光伏電池板、風(fēng)光互補控制器、蓄電池、逆變器、交直流負(fù)載等。

優(yōu)選的，所述的太陽能發(fā)電單元主要采用光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池、蓄電池、控制器和逆變器組成，其中太陽能電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，本發(fā)電裝置的太陽能電池主要采用晶體硅電池。

優(yōu)選的，所述的風(fēng)力發(fā)電單元主要分為風(fēng)力機和發(fā)電機兩部分，核心動力裝置就是風(fēng)力發(fā)電葉片部分，葉片的平面形狀與剖面幾何形狀和風(fēng)力機空氣動力特性密切相關(guān)，特別是剖面幾何形狀即翼型氣動特性的好壞，將直接影響風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)能利用系數(shù)。

優(yōu)選的，所述的電源控制系統(tǒng)是本發(fā)電裝置的核心模塊，它實現(xiàn)了對光電轉(zhuǎn)換、風(fēng)電轉(zhuǎn)換、信息顯示以及電路保護(hù)的重要控制功能?？刂葡到y(tǒng)的核心為單片機，單片機通過相應(yīng)的外圍電路來控制相應(yīng)的功能模塊，從而保障整個裝置平穩(wěn)工作。單片機完成了電壓檢測、電流檢測、保護(hù)電路、驅(qū)動電路的控制、顯示電路的輸出等的一系列功能。

優(yōu)選的，所述的智能節(jié)水澆灌控制裝置由硬件和軟件兩大設(shè)計部分組成，可實現(xiàn)微功耗的水閥開啟和關(guān)閉，并能自動感應(yīng)土壤的干濕，根據(jù)植物的需要進(jìn)行全自動節(jié)水澆灌。使用時需把兩個干濕探測電極插入深度適當(dāng)?shù)耐寥乐?，進(jìn)水端口接上水源，出水端口用水管連接噴頭、滴水器等澆灌器具，就可以在土壤干燥缺水時自動打開水源進(jìn)行澆灌，在土壤達(dá)到設(shè)定的濕度時自動切斷水源停止?jié)补?，達(dá)到了對植物進(jìn)行全自動控制澆灌。

優(yōu)選的，所述的智能節(jié)水澆灌控制裝置分為控制器和水泵兩部分。該控制器由電源電路、MC9S08AW60最小系統(tǒng)、間隔天數(shù)設(shè)定模塊、運行時間設(shè)定模塊、流量調(diào)節(jié)模塊、啟動電路、驅(qū)動電路及指示燈等組成。該水泵采用某廠生產(chǎn)的電機與水泵一體的微型直流隔膜水泵，電機額定電壓12V，額定功率16W，最大壓力0.6MPa，最大流量2.4L/min。

優(yōu)選的，所述的智能節(jié)水澆灌控制裝置的軟件部分主要由單片機軟件編程設(shè)計部分、智能手機遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)和相關(guān)獨有的安全防護(hù)系統(tǒng)組成。其中，整個單片機軟件編程設(shè)計部分主要包括系統(tǒng)初始化模塊、時鐘模塊、澆水模式切換模塊、A/D數(shù)據(jù)采集模塊以及控制信號輸出模塊五大部分組成。智能手機遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)能夠滿足用戶遠(yuǎn)程控制并自動澆灌的需求。獨有的安全防護(hù)系統(tǒng)，主要包括智能主板、記憶芯片、定時器三大防護(hù)部件。智能主板具有特定的主板電流感應(yīng)器，當(dāng)主板檢測到電流異常時，可自動啟動保護(hù)并自動斷電。記憶芯片和定時器可讓用戶放心設(shè)置使用時間，設(shè)定一次定時時間后，本智能澆灌器可精準(zhǔn)按照設(shè)定時間工作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：由于太陽能風(fēng)力互補發(fā)電裝置的存在，故本智能節(jié)水澆灌控制裝置在不需市電和布埋線的條件下，實現(xiàn)微功耗的水閥開啟和關(guān)閉，并能自動感應(yīng)土壤的干濕，根據(jù)植物的需要進(jìn)行全自動節(jié)水澆灌。具有節(jié)電、節(jié)水的雙重節(jié)能效益。通過目前普及使用的智能手機遠(yuǎn)程控制植物的澆灌情況，不僅方便人們使用本裝置，而且可以提高人們對綠色種植的樂趣。

附圖說明

圖1為本總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.風(fēng)力發(fā)電葉片 2.太陽能光伏電池板 3.電機 4.電源開關(guān) 5.風(fēng)能轉(zhuǎn)換器 6.水泵 7.高壓霧化澆灌噴頭 8.電磁閥 9.水管 10.單片機 11.太陽能轉(zhuǎn)換器 12.蓄電池 13.光敏傳感器。

圖2為本硬件電路整體設(shè)計框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，需要強調(diào)的是，這些實施例用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。

實施例：參見附圖1，本發(fā)明提供的太陽能風(fēng)力發(fā)電智能澆灌器主要包含太陽能風(fēng)力互補發(fā)電裝置和智能節(jié)水澆灌控制裝置兩大部分。太陽能風(fēng)力互補發(fā)電裝置安裝在智能節(jié)水澆灌控制裝置的上方，太陽能風(fēng)力互補發(fā)電裝置主要包括風(fēng)力發(fā)電葉片1、太陽能光伏電池板2、電機3、電源開關(guān)4、風(fēng)能轉(zhuǎn)換器5、單片機10、太陽能轉(zhuǎn)換器11、蓄電池12、光敏傳感器13，控制電路。智能節(jié)水澆灌控制裝置主要由水泵6、高壓霧化澆灌噴頭7、電磁閥8、水管9、單片機10等器件和控制電路組成。所述的太陽能風(fēng)力互補發(fā)電裝置為本為太陽能風(fēng)力發(fā)電智能澆灌器電源的主要來源，可分為太陽能發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元和電源控制系統(tǒng)三大組成部分，其內(nèi)設(shè)的主要元器件主要包括風(fēng)力發(fā)電機、太陽能光伏電池板2、風(fēng)光互補控制器、蓄電池12、逆變器、交直流負(fù)載等。所述的太陽能發(fā)電單元主要采用光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池、蓄電池12、控制器和逆變器組成，其中太陽能電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，本發(fā)電裝置的太陽能電池主要采用晶體硅電池。所述的風(fēng)力發(fā)電單元主要分為風(fēng)力機和發(fā)電機兩部分，核心動力裝置就是風(fēng)力發(fā)電葉片2部分，葉片的平面形狀與剖面幾何形狀和風(fēng)力機空氣動力特性密切相關(guān)，特別是剖面幾何形狀即翼型氣動特性的好壞，將直接影響風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)能利用系數(shù)。所述的電源控制系統(tǒng)是本發(fā)電裝置的核心模塊，它實現(xiàn)了對光電轉(zhuǎn)換、風(fēng)電轉(zhuǎn)換、信息顯示以及電路保護(hù)的重要控制功能?？刂葡到y(tǒng)的核心為單片機10，單片機10通過相應(yīng)的外圍電路來控制相應(yīng)的功能模塊，從而保障整個裝置平穩(wěn)工作。單片機10完成了電壓檢測、電流檢測、保護(hù)電路、驅(qū)動電路的控制、顯示電路的輸出等的一系列功能。所述的智能節(jié)水澆灌控制裝置由硬件和軟件兩大設(shè)計部分組成，可實現(xiàn)微功耗的水閥開啟和關(guān)閉，并能自動感應(yīng)土壤的干濕，根據(jù)植物的需要進(jìn)行全自動節(jié)水澆灌。使用時需把兩個干濕探測電極插入深度適當(dāng)?shù)耐寥乐?，進(jìn)水端口接上水源，出水端口用水管連接噴頭、滴水器等澆灌器具，就可以在土壤干燥缺水時自動打開水源進(jìn)行澆灌，在土壤達(dá)到設(shè)定的濕度時自動切斷水源停止?jié)补啵_(dá)到了對植物進(jìn)行全自動控制澆灌。所述的智能節(jié)水澆灌控制裝置分為控制器和水泵兩部分。該控制器由電源電路、MC9S08AW60最小系統(tǒng)、間隔天數(shù)設(shè)定模塊、運行時間設(shè)定模塊、流量調(diào)節(jié)模塊、啟動電路、驅(qū)動電路及指示燈等組成。該水泵采用某廠生產(chǎn)的電機與水泵一體的微型直流隔膜水泵，電機額定電壓12V，額定功率16W，最大壓力0.6MPa，最大流量2.4L/min。所述的智能節(jié)水澆灌控制裝置的軟件部分主要由單片機軟件編程設(shè)計部分、智能手機遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)和相關(guān)獨有的安全防護(hù)系統(tǒng)組成。其中，整個單片機軟件編程設(shè)計部分主要包括系統(tǒng)初始化模塊、時鐘模塊、澆水模式切換模塊、A/D數(shù)據(jù)采集模塊以及控制信號輸出模塊五大部分組成。智能手機遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)能夠滿足用戶遠(yuǎn)程控制并自動澆灌的需求。獨有的安全防護(hù)系統(tǒng)，主要包括智能主板、記憶芯片、定時器三大防護(hù)部件。智能主板當(dāng)主板檢測到電流異常時，可自動啟動保護(hù)并自動斷電。記憶芯片和定時器設(shè)定一次定時時間后，本智能澆灌器可精準(zhǔn)按照設(shè)定時間工作。

最后應(yīng)說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，其依然可以對上述實施例所記載的技術(shù)方案做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員未付出創(chuàng)造性勞動而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。