太陽能灌溉控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及植物自動灌溉技術(shù)，尤其涉及一種利用太陽能進(jìn)行灌溉的控制系統(tǒng)，屬于植物灌溉技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)植物的生長需要進(jìn)行自動灌溉的系統(tǒng)很多，如園林草坪的灌溉，莊稼的灌溉。這些灌溉系統(tǒng)都在植物所在地面鋪設(shè)灌溉管路，管路分主管路和與之連接的支管路，主管路接灌溉水源，支管路上設(shè)有噴水孔或者噴頭。但目前的灌溉系統(tǒng)往往只有單一的灌溉模式，即在需要灌溉時啟動水栗，灌溉到位后再關(guān)閉水栗。而植物的品種、氣候環(huán)境和土壤環(huán)境等實(shí)際情況對溫濕度要求千差萬別，因此單一的灌溉模式難以實(shí)現(xiàn)灌溉的自動化。同時，如果灌溉場所距離市電較遠(yuǎn)，如野外環(huán)境下、高速路綠化帶植物灌溉，能源的供給極不方便，有時不得不采用發(fā)電機(jī)發(fā)電，這樣會大大增加灌溉及人力成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種太陽能灌溉控制系統(tǒng)。本灌溉控制系統(tǒng)將太陽能充放電與灌溉控制進(jìn)行結(jié)合，解決了野外用電不便的問題，同時能夠根據(jù)不同植物的不同需求方便進(jìn)行灌溉策略的調(diào)整。
[0004]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，采用了以下技術(shù)方案:
[0005]太陽能灌溉控制系統(tǒng)，包括中央處理器、濕度傳感器、多個電子開關(guān)、太陽能充放電單元、接口電路及控制終端；濕度傳感器用于檢測所灌溉土壤濕度，其輸出接中央處理器，控制終端通過接口電路接中央處理器，以把控制指令輸送給中央處理器；中央處理器的輸出接所有電子開關(guān)，以控制每個電子開關(guān)的開閉，電子開關(guān)與灌溉管路上多個電磁閥一一對應(yīng)以用于控制電磁閥通斷；
[0006]所述太陽能充放電單元包括太陽能板、充電電路、電池和供電電路，太陽能板通過充電電路接電池，電池的輸出接供電電路，供電電路接用電設(shè)備，中央處理器同時接充電電路和供電電路，以控制充電電路對電池充電或由供電電路給用電設(shè)備供電。
[0007]所述電子開關(guān)分為若干組，每組電子開關(guān)對應(yīng)不同的灌溉區(qū)域，每組中的電子開關(guān)同步開閉，同一時段只有一組電子開關(guān)打開灌溉以確保每組灌溉水壓和流量的均勻。
[0008]所述濕度傳感器為兩個或兩個以上，中央處理器以所有濕度傳感器獲得的數(shù)值中最小值作為控制依據(jù)。避免了某個傳感器出現(xiàn)故障時系統(tǒng)不能正常工作的情況發(fā)生。
[0009]所述接口電路為標(biāo)準(zhǔn)的TTL接口電路，可通過系列轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為RS232、RS485、USB、藍(lán)牙、433或WIFI計算機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)。
[0010]所述控制終端為PC機(jī)、筆記本電腦、工控機(jī)、智能手機(jī)或平板電腦，用于向中央處理器輸入控制指令。
[0011]與現(xiàn)有方法相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0012]1)本實(shí)用新型利用太陽能供電，很好地解決了野外環(huán)境下灌溉能源提供的問題，實(shí)現(xiàn)了灌溉過程的全自動化。
[0013]2)本實(shí)用新型的灌溉程序和指令由控制終端輸入，而控制終端為常見的各種程序輸入設(shè)備，面對不同灌溉對象只需要輸入不同的灌溉程序或者指令即可，使用靈活，切換簡單快速。
[0014]3)本實(shí)用新型可根據(jù)不同的灌溉對象和環(huán)境設(shè)置不同的灌溉程序，避免了所有對象都按同一模式灌溉帶來的弊端，針對性更強(qiáng)。
[0015]4)本實(shí)用新型分段灌溉，避免了現(xiàn)有灌溉模式下局部區(qū)域壓力、流量不夠?qū)е碌墓喔炔痪鶆颥F(xiàn)象，灌溉更加均勻，更利于植物生長。
[0016]5)本實(shí)用新型采用多個濕度傳感器，避免了某個傳感器出現(xiàn)故障時系統(tǒng)不能正常工作的情況發(fā)生。
【附圖說明】
[0017]圖1-本實(shí)用新型灌溉控制系統(tǒng)總體構(gòu)架圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參見圖1，本實(shí)用新型太陽能灌溉控制系統(tǒng)，包括中央處理器、濕度傳感器、多個電子開關(guān)、太陽能充放電單元、接口電路及控制終端；濕度傳感器用于檢測所灌溉土壤濕度，其輸出接中央處理器，控制終端通過接口電路接中央處理器，以把控制指令輸送給中央處理器；中央處理器的輸出接所有電子開關(guān)，以控制每個電子開關(guān)的開閉，電子開關(guān)與灌溉管路上多個電磁閥一一對應(yīng)以用于控制電磁閥通斷；
[0019]所述太陽能充放電單元包括太陽能板、充電電路、電池和供電電路，太陽能板通過充電電路接電池，電池的輸出接供電電路，供電電路接用電設(shè)備，中央處理器同時接充電電路和供電電路，以控制充電電路對電池充電或由供電電路給用電設(shè)備供電。太陽能充放電單元主要功能是根據(jù)中央處理器的指令對電池充電或給用電設(shè)備供電。
[0020]所述電子開關(guān)分為若干組，每組電子開關(guān)對應(yīng)不同的灌溉區(qū)域，每組中的電子開關(guān)同步開閉，同一時段只有一組電子開關(guān)打開灌溉以確保每組灌溉水壓和流量的均勻?；蛘呙總€電子開關(guān)對應(yīng)不同的灌溉區(qū)域，同一時段只有一個電子開關(guān)打開灌溉以只對一個區(qū)域進(jìn)行灌溉，即一個電磁閥控制一個支路，該支路就對應(yīng)一個灌溉區(qū)域，這樣可以確保每個灌溉區(qū)域水壓和流量的均勻。
[0021]所述的接口電路，為標(biāo)準(zhǔn)的TTL標(biāo)準(zhǔn)，可通過系列轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為RS232、RS485、USB、藍(lán)牙、433、WIFI等常見計算機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)是計算機(jī)相連。實(shí)現(xiàn)程序指令的輸入、狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測等功能。
[0022]所述控制終端為PC機(jī)、筆記本電腦、工控機(jī)、智能手機(jī)或平板電腦等智能設(shè)備，主要功能是通過接口電路與中央處理器相連，用于向中央處理器輸入各種控制指令。
[0023]所述濕度傳感器為兩個，必要時可進(jìn)一步增加數(shù)量。主要功能是采集土壤濕度值并發(fā)送給中央處理器，中央處理器以兩個濕度傳感器獲得的數(shù)值中取值較小的作為控制依據(jù)。當(dāng)一個濕度傳感器出現(xiàn)故障后，中央處理器收到的該濕度傳感器的值為一個極大值，因?yàn)闈穸戎凳潜究刂葡到y(tǒng)主要的控制依據(jù)，多個濕度傳感器提供濕度參數(shù)，可以確保部分濕度傳感器出現(xiàn)故障下本控制系統(tǒng)仍然可以正常使用。
[0024]本實(shí)用新型中央處理器主要完成兩個功能:一、根據(jù)濕度傳感器的濕度和輸入的控制指令開啟和關(guān)閉相應(yīng)的電子開關(guān)，從而驅(qū)動相應(yīng)的電磁閥開啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)需要模式的灌溉，并進(jìn)行相應(yīng)的流量控制。二、根據(jù)電池中的電量，利用太陽能板的光伏效應(yīng)給電池充電，并根據(jù)要求給各用電設(shè)備供電。
[0025]以下給出一個具體實(shí)施例以幫助理解本實(shí)用新型:
[0026]實(shí)施例為一段長500米長的高速公路綠化帶進(jìn)行自動灌溉。為保障灌溉的均勻度，保障正常水壓下灌溉噴頭的壓力，將灌溉帶分成10段進(jìn)行分步灌溉，每段50米。當(dāng)土壤濕度低于設(shè)定值T時，進(jìn)行一次輪灌，每段灌溉時長為10分鐘。由于分段后每段只有50米，因此每段灌溉時的水壓和流量都能夠得到保證，各段水壓和流量也比較均勻，避免了整個500米一起灌溉可能出現(xiàn)的灌溉不均勻現(xiàn)象。比如保證了離水栗近的區(qū)域灌溉量，那么離水栗遠(yuǎn)的區(qū)域水壓和流量就不夠，或者保證了離水栗遠(yuǎn)的區(qū)域灌溉量，那么離水栗近的區(qū)域灌溉量就過多，從而導(dǎo)致各處不均勻。
[0027]實(shí)際操作時，將中央處理器、電池可靠安裝在設(shè)備箱內(nèi)；將濕度傳感器安裝于本例土壤中，并與中央處理器相連。將太陽能板安裝在合適位置并與充電電路相連。
[0028]分別安裝十個電磁閥于指定的管道處，并通過電線與十個電子開關(guān)依序號相連，每個電子開關(guān)和電磁閥對應(yīng)一段灌溉區(qū)域。
[0029]將安裝有灌溉程序的計算機(jī)(即控制終端)通過USB接口(即接口電路)與中央處理器相連，輸入濕度閾值參數(shù)T、灌溉時長、灌溉順序等參數(shù)即可。
[0030]上述各組成單元安裝和參數(shù)設(shè)置完成后，中央處理器即可根據(jù)預(yù)定的流程和參數(shù)自動進(jìn)行工作。對于不同的情形(如不同的灌溉對象、土壤環(huán)境等)，只需要改變濕度閾值參數(shù)T、灌溉時長、灌溉順序參數(shù)即可。如果現(xiàn)有的灌溉程序不適合新的對象和環(huán)境，重新通過控制終端編寫并輸入新的灌溉參數(shù)即可。
[0031]最后說明的是，上述實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.太陽能灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:包括中央處理器、濕度傳感器、多個電子開關(guān)、太陽能充放電單元、接口電路及控制終端；濕度傳感器用于檢測所灌溉土壤濕度，其輸出接中央處理器，控制終端通過接口電路接中央處理器，以把控制指令輸送給中央處理器；中央處理器的輸出接所有電子開關(guān)，以控制每個電子開關(guān)的開閉，電子開關(guān)與灌溉管路上多個電磁閥—對應(yīng)以用于控制電磁閥通斷； 所述太陽能充放電單元包括太陽能板、充電電路、電池和供電電路，太陽能板通過充電電路接電池，電池的輸出接供電電路，供電電路接用電設(shè)備，中央處理器同時接充電電路和供電電路，以控制充電電路對電池充電或由供電電路給用電設(shè)備供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電子開關(guān)分為若干組，每組電子開關(guān)對應(yīng)不同的灌溉區(qū)域，每組中的電子開關(guān)同步開閉，同一時段只有一組電子開關(guān)打開灌溉以確保每組灌溉水壓和流量的均勻。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述濕度傳感器為兩個或兩個以上，中央處理器以所有濕度傳感器獲得的數(shù)值中最小值作為控制依據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述接口電路為標(biāo)準(zhǔn)的TTL接口電路，可通過系列轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為RS232、RS485、USB、藍(lán)牙、433或WIFI計算機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能灌溉控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制終端為PC機(jī)、筆記本電腦、工控機(jī)、智能手機(jī)或平板電腦，用于向中央處理器輸入控制指令。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種太陽能灌溉控制系統(tǒng)，包括中央處理器、濕度傳感器、多個電子開關(guān)、太陽能充放電單元、接口電路及控制終端；濕度傳感器輸出接中央處理器，控制終端通過接口電路接中央處理器，以把控制指令輸送給中央處理器。中央處理器的輸出接所有電子開關(guān)，以控制每個電子開關(guān)的開閉，電子開關(guān)與灌溉管路上多個電磁閥一一對應(yīng)以用于控制電磁閥通斷；所述太陽能充放電單元包括太陽能板、充電電路、電池和供電電路。本實(shí)用新型將太陽能充放電與灌溉控制進(jìn)行結(jié)合，解決了野外用電不便的問題，同時能夠根據(jù)不同植物的不同需求方便進(jìn)行灌溉策略的調(diào)整。
【IPC分類】A01G25/16
【公開號】CN205030287
【申請?zhí)枴緾N201520791550
【發(fā)明人】藍(lán)章禮, 宋坤, 王昌賢, 何錦鋒
【申請人】重慶交通大學(xué)
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年10月14日