CN102124935B - 一种植物灌溉系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种植物灌溉系统，包括：储水系统，与灌溉水路的入口和出口以及自来水连接；储水系统中具有一浮阀，当储水系统中的水低于一设定位置时，打开自来水源向储水系统中补水；控制单元，用于根据传感器单元发送的触发信号控制给、排水；灌溉水路中包括多个盆形容器，容器的下端与灌溉水路中的水源接触，用于向容器中给水；传感器单元位于容器中，通过感测容器中存水的状况向控制单元发送触发信号；其中，储水系统与灌溉水路入口的连接处具有一水泵，当传感器单元感测到容器中缺水时，向控制单元发出给水信号，控制单元控制所述水泵打开向灌溉水路给水；当灌溉水路中多余的水通过出口流回储水系统中时，控制单元给水泵信号关闭水源。
Description
技术领域
本发明涉及设施农业中的灌溉技术领域，特别是涉及一种植物灌溉系统。
背景技术
水对于植物栽培生产是至关重要的，是园艺植物栽培生产中一项经常性的工作，不但耗时长，用工多，而且随着水资源供应的急剧减少，对园艺植物灌溉技术的要求也不断提高。依据植物的生活习性、生长发育规律等特性，合理地利用有限的水资源，适时灌溉，积极发展节水农业，对我国这样一个水资源缺乏的农业大国尤为重要。
目前，采用的灌溉方式主要包括：
①地面灌溉，地面灌溉需要很少的设备，投资少，成本低，是生产上最为常见的一种传统的灌溉方式，包括漫灌、树盘灌水或树行灌水、沟灌、渠道畦式灌溉等。地面灌溉虽简便易行，但灌水量较大，容易破坏土壤结构，造成土壤板结，而且耗水量较大，近水源部分灌水过多，远水口部分却又灌水不足；
②喷灌，是利用喷灌设备将水分在高压下通过喷嘴喷至空中降落到地面的一种半自动化的灌溉方式。但其设备投入较大，在风大地区或多风季节不能应用；
③地下灌溉，地下灌溉是将管道埋在土中，水分从管道中渗出湿润土壤，供水灌溉，是一种理想的灌溉模式。但由于管道建设费用高，维修困难，因而目前该方法正逐步被替代；
④滴灌，滴灌是直接将水分或肥料养分输送到植株根系附近土壤表层或深层的自动化与机械化结合的最先进的灌溉方式，具有持续供水、节约用水、不破坏土壤结构、维持土壤水分稳定、省工、省时等优点。但其设备投资大，而且为保证滴头不受堵塞，对水质的要求比较严格，滤水装备要精密，耗资很高。
另外，无论是采用上述哪一种灌溉方式，都要求种植者有一定农艺水平，要懂得水中的营养液的浓度、营养的比例，要求农艺师经常维护，成本加大，使得产品种植的趣味性、参与性大大降低；同时由于经常要水循环（以小时计算），又会消耗不少电能，很难达到节约省钱的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植物灌溉系统，能够实现全自动的灌溉系统。
为实现本发明的目的而提供的一种植物灌溉系统，包括：传感器单元、储水系统、控制单元以及灌溉水路，其中：
所述储水系统，与灌溉水路的入口和出口，以及自来水连接；所述储水系统中具有一浮阀，用于当储水系统中的水低于一设定位置时，打开自来水源向储水系统中补水；
所述控制单元，用于根据所述传感器单元发送的触发信号，控制给、排水；
所述灌溉水路中包括多个盆形容器，所述容器的下端与所述灌溉水路中的水源接触，用于向容器中给水；
所述传感器单元位于所述容器中，通过感测所述容器中存水的状况向所述控制单元发送触发信号；
其中，所述储水系统与灌溉水路入口的连接处具有一水泵，当所述传感器单元感测到所述容器中缺水时，向所述控制单元发出给水信号，控制单元发出控制信号控制所述水泵打开，向灌溉水路给水；当所述灌溉水路中多余的水通过所述出口流回所述储水系统中时，所述控制单元给水泵信号关闭水源。
所述储水系统，包括多个不同营养成分的养料罐，所述出水口还分别和多个所述养料罐连接，用于使从所述灌溉水路流出的水通过冲击所述养料罐，改变所述储水系统中水源的营养成分。
所述出水口与所述养料罐的连接处具有控制阀门。
所述传感器单元，包括：
土壤湿度传感器，用于测量湿度，当湿度低于某一设定值后，信号传回控制单元，控制单元给水泵开启信号，水泵工作。
土壤成分传感器，用于测量所述容器中水源的营养成分，根据水中的营养成分，并给控制单元不同信号，所述控制单元通过控制所述控制阀门控制回水向不同的所述养料罐流出，改变储水系统中水源的成分和浓度。
所述储水系统，包括：储水箱和回水箱，其中：
所述储水箱，与自来水、灌溉水路入口以及回水箱连接；所述储水箱与灌溉水路入口位于同一高度，在连接处具有一水阀；所述储水箱中包括一浮阀，用于当储水箱中的水低于一设定位置时，打开自来水源向储水系统中补水；
所述回水箱，与所述灌溉水路和储水箱连接，位于二者下方，所述回水箱与所述储水箱之间具有一水泵；所述水泵用于向位于高处的储水系统供水；
其中，当所述传感器单元感测到土壤容器中缺水时，向所述控制单元发出给水信号，控制单元发出控制信号控制所述水阀打开，向灌溉水路给水；所述灌溉水路中多余的水通过所述灌溉水路的出口回流到所述回水箱。
所述回水箱，包括多个不同营养成分的养料罐，所述出水口还分别和多个所述养料罐连接，用于使从所述灌溉水路流出的水通过冲击所述养料罐，改变所述回水箱中水源的营养成分。
所述出水口与所述养料罐的连接处具有控制阀门。
所述传感器单元，包括：
土壤湿度传感器，用于测量湿度，当湿度低于某一设定值后，信号传回控制单元，控制单元给水泵开启信号，水泵工作。
土壤成分传感器，用于测量所述容器中水源的营养成分，根据水中的营养成分，并给控制单元不同信号，所述控制单元通过控制所述控制阀门控制回水向不同的所述养料罐流出，改变储水系统中水源的成分和浓度。
所述灌溉水路的出口和入口分别具有两个不同高度的封堵，用于所述灌溉水路内的储水量及水位高度。
所述容器底部具有一虹吸条，所述虹吸条一头贯穿容器的底部并埋藏在土壤内，一头在容器外放在灌溉水路内，用于吸收水源。
本发明的有益效果是：一改原有传统种植原理，利用有限空间，因此达到智能、自动、专业、统一、规范、便捷、节省目的，与此同时解决空气质量的城市绿化等一系列问题。进而达到节能减排的效果。
附图说明
图1是本发明的一种植物灌溉系统的结构示意图；
图2是本发明中灌溉水路的剖面示意图；
图3是本发明的一种植物灌溉系统的另一实施例示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的一种植物灌溉系统进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一种植物灌溉系统，通过传感器的感测控制水源的通断，实现全自动的灌溉系统。
下面结合上述目标详细介绍本发明的一种植物灌溉系统，图1是本发明的一种植物灌溉系统的结构示意图，如图1所示，所述系统，包括：传感器单元1、储水系统2、控制单元3以及灌溉水路4，其中：
所述储水系统2，与灌溉水路4的入口41和出口42以及自来水连接，位于所述灌溉水路4的下方；
控制单元3，用于根据所述传感器单元1发送的触发信号，控制给、排水；
灌溉水路4，具有多个盆形容器，所述容器的下端与所述灌溉水路中的水源接触，用于向容器中给水；
传感器单元1，位于所述容器中，通过感测所述容器中存水的状况向所述控制单元3发送触发信号；
其中，所述储水系统2与灌溉水路入口41的连接处具有一水泵21，当所述传感器单元1感测到所述灌溉水路4中缺水时，向所述控制单元3发出给水信号，控制单元3发出控制信号控制所述水泵21打开，向位于上方的灌溉水路4给水；当所述灌溉水路4中多余的水通过所述出口42流回所述储水系统2中时，所述控制单元3给水泵21信号关闭电源，一次上水过程完毕。
较佳地，所述储水系统是灌溉系统的水源供应地同时是系统内水源的回收地及营养的添加地，它外接循环水泵、内部悬挂氮、磷、钾不同营养包。所述储水系统中包括不同营养成分的养料罐，所述出水口42还分别和多个养料罐连接。
较佳地，作为一种可实施方式，所述出水口42与所述养料罐的连接处具有控制阀门421。
作为一种可实施方式，所述传感器单元1，包括：
土壤湿度传感器，用于测量湿度，当湿度低于某一设定值后，信号传回控制单元，控制单元给水泵开启信号，水泵工作。
土壤成分传感器，用于测量所述容器中水源的营养成分，根据水中的营养成分，并给控制单元不同信号，所述控制单元通过控制所述控制阀门421控制回水向不同的所述养料罐流出，改变储水系统中水源的成分和浓度。
图2是本发明中灌溉水路的剖面示意图，如图2所示，灌溉水路主要任务完成水流的通道和水的储存并和独立土壤容器有机结合；它的两端的封堵高低直接决定着通道内的储水量及水位高度。由于每个管道的链接会有2个可选择的连接口，是二选一的设置，目的是用来调整留在水管中的水位高低以此达到植物喜水性的选择和供水次数的多少。
较佳地，作为一种可实施方式，虹吸条43由吸水性物质构成，它一头贯穿容器的底部并埋藏在土壤内，一头在容器外放在灌溉水路内，用于吸收水源。
作为一种可实施方式，本发明还提供一种植物灌溉系统，图3是本发明的一种植物灌溉系统的另一实施例示意图，如图3所示，所述系统，包括：
储水箱21’、回水箱22’、控制单元3’、灌溉水路4’和传感器单元1’，其中：
所述储水箱21’，与自来水、灌溉水路入口41’以及回水箱22’连接；所述储水箱与灌溉水路入口位于同一高度，在连接处具有一水阀211’；所述储水箱中包括一浮阀222’，用于当储水箱中的水低于一设定位置时，打开自来水源向储水系统中补水；
所述回水箱22’，与所述灌溉水路4’和储水箱21’连接，位于二者下方，所述回水箱与所述储水箱之间具有一水泵221’；所述水泵用于向位于高处的储水系统供水；
控制单元3’，用于根据所述传感器单元1’发送的触发信号，控制给、排水；
灌溉水路4’，具有多个盆形容器，所述容器的下端与所述灌溉水路中的水源接触，用于向容器中给水；
传感器单元1’，位于所述容器中，通过感测所述容器中存水的状况向所述控制单元3’发送触发信号；
其中，当所述传感器单元感测到土壤容器中缺水时，向所述控制单元发出给水信号，控制单元发出控制信号控制所述水阀打开，向灌溉水路给水；所述灌溉水路中多余的水通过所述灌溉水路的出口回流到所述回水箱。
较佳地，作为一种可实施方式，所述回水箱，包括多个不同营养成分的养料罐，所述出水口还分别和多个所述养料罐连接，用于使从所述灌溉水路流出的水通过冲击所述养料罐，改变所述回水箱中水源的营养成分。
较佳地，作为一种可实施方式，所述出水口与所述养料罐的连接处具有控制阀门421’。
较佳地，作为一种可实施方式，所述传感器单元1’，包括：
土壤湿度传感器，用于测量湿度，当湿度低于某一设定值后，信号传回控制单元，控制单元给水泵开启信号，水泵工作。
土壤成分传感器，用于测量所述容器中水源的营养成分，根据水中的营养成分，并给控制单元不同信号，所述控制单元通过控制所述控制阀门控制回水向不同的所述养料罐流出，改变储水系统中水源的成分和浓度。
下面结合一实例详细说明本发明的植物灌溉系统：
1、供水水源直接与自来水（有压水源）链接。湿度传感器插入花盆土中，当土壤中的水分低于某一指标时，插入土中的金属棒或陶瓷棒就会测出土壤的电阻、电容值发生的变化，并把这一信息传给控制电路，控制电路给储水箱出水口的电磁阀一个开启信号，打开水阀；水会由高的管道向低的管道流出。当各水管的水位都高于出水口水位时，水管中的水开始向回水箱倒流；当最低层水管的出水口收到水的倒流信号时，控制电路给储水箱电磁阀信号关闭水阀，一次上水完毕。
2、自来水的上水。在储水箱内装有一个浮阀，当水位低于设定水位时，浮阀在重力的作用下向下移动，从而打开自来水水源，向储水箱上水；当储水箱水位上升到一定的高度，水阀在浮漂的带动下关闭。
3、回水箱水泵的开启。当回水箱水位达到设定水位，控制电路给水泵信号，水泵开启；当回水箱水位低于某一水位时，控制电路给水泵信号，水泵电源断开。
4、营养成分的添加。在回水箱内设有液体成分传感器，当控制电路判断出水中缺少某一种或几种营养成份（氮、磷、钾）缺少时，出水口的流向，在控制电路的指令下关闭营养成份充足的水路，而打开营养成分缺乏额的水路，在下一次供水中延长水的倒流时间进而冲刷该养分营养包，使其养分流入水中，改变水的营养结构。
本发明的有益效果在于：
本发明一改原有家庭种植原理，利用有限空间，因此达到智能、自动、专业、统一、规范、便捷、节省目的，与此同时解决空气质量的城市绿化等一系列问题。进而达到节能减排的效果。
通过结合附图对本发明具体实施例的描述，本发明的其它方面及特征对本领域的技术人员而言是显而易见的。
以上对本发明的具体实施例进行了描述和说明，这些实施例应被认为其只是示例性的，并不用于对本发明进行限制，本发明应根据所附的权利要求进行解释。
Claims (10)
1.一种植物灌溉系统，其特征在于，所述系统，包括：传感器单元、储水系统、控制单元以及灌溉水路，其中：
所述储水系统，与灌溉水路的入口和出口，以及自来水连接；所述储水系统中具有一浮阀，用于当储水系统中的水低于一设定位置时，打开自来水源向储水系统中补水；
所述控制单元，用于根据所述传感器单元发送的触发信号，控制给、排水；
所述灌溉水路中包括多个盆形容器，所述容器的下端与所述灌溉水路中的水源接触，用于向容器中给水；
所述传感器单元位于所述容器中，通过感测所述容器中存水的状况向所述控制单元发送触发信号；
其中，所述储水系统与灌溉水路入口的连接处具有一水泵，当所述传感器单元感测到所述容器中缺水时，向所述控制单元发出给水信号，控制单元发出控制信号控制所述水泵打开，向灌溉水路给水；当所述灌溉水路中多余的水通过所述出口流回所述储水系统中时，所述控制单元给水泵信号关闭水源。
2.根据权利要求1所述的植物灌溉系统，其特征在于，所述储水系统，包括多个不同营养成分的养料罐，所述出水口还分别和多个所述养料罐连接，用于使从所述灌溉水路流出的水通过冲击所述养料罐，改变所述储水系统中水源的营养成分。
3.根据权利要求2所述的植物灌溉系统，其特征在于，所述出水口与所述养料罐的连接处具有控制阀门。
4.根据权利要求3所述的植物灌溉系统，其特征在于，所述传感器单元，包括：
土壤湿度传感器，用于测量湿度，当湿度低于某一设定值后，信号传回控制单元，控制单元给水泵开启信号，水泵工作；
土壤成分传感器，用于测量所述容器中水源的营养成分，根据水中的营养成分，并给控制单元不同信号，所述控制单元通过控制所述控制阀门控制回水向不同的所述养料罐流出，改变储水系统中水源的成分和浓度。
5.根据权利要求1所述的植物灌溉系统，其特征在于，所述储水系统，包括：储水箱和回水箱，其中：
所述储水箱，与自来水、灌溉水路入口以及回水箱连接；所述储水箱与灌溉水路入口位于同一高度，在连接处具有一水阀；所述储水箱中包括一浮阀，用于当储水箱中的水低于一设定位置时，打开自来水源向储水系统中补水；
所述回水箱，与所述灌溉水路和储水箱连接，位于二者下方，所述回水箱与所述储水箱之间具有一水泵；所述水泵用于向位于高处的储水系统供水；
其中，当所述传感器单元感测到土壤容器中缺水时，向所述控制单元发出给水信号，控制单元发出控制信号控制所述水阀打开，向灌溉水路给水；所述灌溉水路中多余的水通过所述灌溉水路的出口回流到所述回水箱。
6.根据权利要求5所述的植物灌溉系统，其特征在于，所述回水箱，包括多个不同营养成分的养料罐，所述出水口还分别和多个所述养料罐连接，用于使从所述灌溉水路流出的水通过冲击所述养料罐，改变所述回水箱中水源的营养成分。
7.根据权利要求6所述的植物灌溉系统，其特征在于，所述出水口与所述养料罐的连接处具有控制阀门。
8.根据权利要求7所述的植物灌溉系统，其特征在于，所述传感器单元，包括：
土壤湿度传感器，用于测量湿度，当湿度低于某一设定值后，信号传回控制单元，控制单元给水泵开启信号，水泵工作；
土壤成分传感器，用于测量所述容器中水源的营养成分，根据水中的营养成分，并给控制单元不同信号，所述控制单元通过控制所述控制阀门控制回水向不同的所述养料罐流出，改变储水系统中水源的成分和浓度。
9.根据权利要求1或5所述的植物灌溉系统，其特征在于，所述灌溉水路的出口和入口分别具有两个不同高度的封堵，用于所述灌溉水路内的储水量及水位高度。
10.根据权利要求1或5所述的植物灌溉系统，其特征在于，所述容器底部具有一虹吸条，所述虹吸条一头贯穿容器的底部并埋藏在土壤内，一头在容器外放在灌溉水路内，用于吸收水源。
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Application publication date: 20110720 Assignee: Beijing Tsinghua eye in the sky as the control Technology Co., Ltd. Assignor: Hao Xiaogu Contract record no.: 2013990000821 Denomination of invention: Plant irrigation system Granted publication date: 20121010 License type: Exclusive License Record date: 20131209 |
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