CN104126486A - 一种灌溉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种灌溉系统,其包括主管道、给水管道、主控制器、土壤湿度传感器和支控制器;主管道的主进水口管道上装设有主控阀,主控阀的进水口装设有主过滤装置;主管道上还连接有支管道,支管道上装设有水压传感器;位于水压传感器两侧的支管道上分别装设有手动球阀和支管道控制阀;手动球阀与水压传感器之间装设有过滤器;主控制器由主供电模块供电且与主控阀电连接;土壤湿度传感器与主控制器电连接;支控制器由支路供电模块供电且分别电连接水压传感器和支管道控制阀;给水管道与支管道连接,给水管道上均匀装设有喷头。本发明结构设计简单、合理,功能齐全,灌溉效果好、效率高,能耗低,节能环保,可实现全智能灌溉且造价低。

Description

一种灌溉系统
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及涉及园林绿化灌溉技术领域,尤其涉及一种灌溉系统。
[0003]
背景技术
[0004] 随着生活条件的提高,城市建设越来越完善,绿化做的越来越好,养护绿化的成本也越来越高,而目前招工难等问题,绿化慢慢呈现出不平衡发展。
[0005]目前市面上有多种浇灌措施能达到节水灌溉的目的,但大多数的节水措施造价昂贵,需要建立小型气象站或者增加其他众多的额外设备,布置复杂的电缆,将节水设施连接至电脑终端,依靠人员根据实时的数据、天气情况等报告来进行资料整合,从而判断是否予以浇灌。然而这类节水灌溉设施对于需要在城市的公园大面积推广来说缺乏足够的经费并且需要更多额外的人员投入,非但不能减轻财政负担,反而更是给养护增加成本。
[0006] 现有的灌溉系统,通常要先要布置复杂电缆或采用太阳能供电,总的造价成本特别高;一般采用定时方式定时浇水时间,如果数量特别多时就给调试带来很大的麻烦,如果有其中一个出现故障,如果没原先没记录好,那下次再调整时就有可能调试不准;另外如8:00^8:30同时定在这段时间的有5个同时开,如果有些天水压较低,那就会导致后端喷头无法正常喷水;采用人工电脑操作,通过远程无线控制,成本高且不易控制;如果采用太阳能供电方式,数量多且都在表面,一方面影响美观,一方面容易遭到破坏;施工量大且总体成本闻,不易改造。
[0007] 现有的绿化灌溉方式主要包括有以下几种:
1)采用人工接管浇水
然而,人工拖拽管道不便,浇水效率低,公路行车快,安全没保障,人工成本高,不科学的浇水浪费水资源,不及时关闭水龙头,带来不必要的水资源浪费;
2)采用洒水车烧水
洒水车成本、维护成本、人员成本都比较高,造成长期的养护成本很高,行车缓慢,易造成交通拥堵,不科学的浇水,不环保;
3)采用布置管网,实现手动开启阀门自动浇水
由人工开启球阀半自动浇水,由于人工散漫有时忘记关闭球阀导致水资源浪费,植物被泡水中,植物存活率下降;当水压不够时,导致无法喷灌,人工专门看护是否浇水。
[0008]
发明内容
[0009] 针对以上问题,本发明而提出了一种结构设计简单、合理,功能齐全,灌溉效果好、效率高,能耗低,节能环保,可实现全智能灌溉且造价低的灌溉系统。
[0010] 本发明的技术方案如下:
上述的灌溉系统,包括主管道及与所述主管道连接的给水管道;所述主管道连接有主进水口管道;所述主进水口管道上装设有主控阀;所述主控阀的进水口一端装设有主过滤装置;所述主管道上还连接有支管道,所述支管道上装设有水压传感器;位于所述水压传感器两侧的所述支管道上分别装设有手动球阀和支管道控制阀;所述手动球阀与水压传感器之间的所述支管道上还装设有过滤器;所述灌溉系统还包括主控制器、土壤湿度传感器和支控制器;所述主控制器匹配设置于所述主管道一侧,其由主供电模块供电且通过电缆与所述主控阀电连接;所述土壤湿度传感器插设于土壤内部且通过电缆与所述主控制器电连接;所述支控制器匹配设置于所述支管道一侧,其由支路供电模块供电且通过电缆分别电连接所述水压传感器和支管道控制阀;所述给水管道与所述支管道连接,所述给水管道上均匀装设有喷头。
[0011] 所述灌溉系统,其中:所述支管道控制阀靠近所述给水管道一侧,其采用脉冲电磁阀。
[0012] 所述灌溉系统,其中:所述主控制器配置有用于检测土壤湿度、光照强度、空气温度、土壤温度、雨水、雨量、风速等相应的传感器,同时还配置有用于数据传输以实现远程控制的无线设备。
[0013] 所述灌溉系统,其中:所述支控制器还配置有温度传感器,其通过所述温度传感器来判断是否高温天气,以实时控制浇水时长。
[0014] 所述灌溉系统,其中:所述支控制器还具有用于实时设置开启时长的定时模块以及用于实时设置水压的压力检测模块;所述压力检测模块采用的是间断检测,即检测值达到所设压力值,才允许开启所述支管道控制阀。
[0015] 所述灌溉系统,其中:所述主供电模块采用可充电电池或者风能发电装置或者干电池,其通过电缆与所述主控制器电连接。
[0016] 所述灌溉系统,其中:所述支控制器采用的是超低功耗单片机,并采用多节干电池作为所述支路供电模块进行供电。
[0017] 有益效果:
本发明灌溉系统结构设计简单、合理,功能齐全,灌溉效果好、效率高,能耗低,节能环保,可实现全智能的灌溉,加上总体的造价较低,给园林绿化灌溉、农业灌溉等带来很大的便利,降低了浇水的成本;无需人工操作,无需外部电源供电即能实现全智能灌溉,且整体造价成本低,安装后埋置土里不影响园林绿化的美观。其中,整个系统可包含温度检测、土壤湿度检测、供水水压检测等功能,系统可根据主控器对温度、土壤湿度、供水压力等检测数据进行智能的有效分析处理,判定周围环境以及植物需水性,再控制主控阀,达到智能灌溉的目的,无需人工操作,节省人工,节省资源,同时可根据土壤湿度情况进行合理的浇水;湿度足够时,在高温天气,自动选合适时间进行适当浇水;雨天湿度足够时自动不浇水。系统调试完成后,可深埋至土壤中,具有很强的隐蔽性、防水性、稳定性,并且无需外接电源供电,后续维护简单便捷,节省电缆节省能源,且长时免维护,维护时间正常两年以上集中维护一次。在大面积灌溉主系统中,单个系统会自动切换水压力检测模式,确保水压足够顺序灌溉;支管道可都埋在地下(也有的把支管铺在地面,但在整个灌溉季节都不移动),利用管道在地面下形成有序高效的管道网,再配上喷头,解决单条管道水压不足问题,这样管理更省人力,可靠性高,使用寿命长,整体方案智能环保、节约水资源、减轻政府负担。可在农业、林业、园艺、体育场、高尔夫球场及庭院等处应用广泛,它不仅能减少劳动量,更重要的是它能准确、定时、定量、控制、节水,适于推广与应用。
[0018]
附图说明
[0019] 图1为本发明灌溉系统的结构示意图;
图2为本发明灌溉系统的图1中A区域的放大图;
图3为本发明灌溉系统的图1中B区域的放大图。
[0020]
具体实施方式
[0021] 如图1至3所示,本发明灌溉系统,包括主管道1、主控制器2、给水管道3、土壤湿度传感器4和支控制器5。
[0022] 该主管道I中段通过三通接头6连接有主进水口管道11,两端通过三通接头6连接有多条支管道12 ;该主进水口管道11上还装设有主控阀110,该主控阀110的进水口一端装设有主过滤装置111,每条支管道12上都装设有水压传感器120 ;位于水压传感器120一侧的支管道12上装设有手动球阀121,该手动球阀121靠近主管道I 一侧;该手动球阀121与水压传感器120之间的支管道12上装设有过滤器122 ;位于水压传感器120另一侧的支管道12上还装设有支管道控制阀123,该支管道控制阀123靠近给水管道3 —侧,其采用是脉冲控制阀,即开启时瞬间给一个脉冲,关闭时也给一个脉冲,开启后就不会再持续供电。其中,开启支管道控制阀123时,由于脉冲阀的特性,只需再开启和关闭时给予瞬间的脉冲,本实施例中给支管道控制阀123脉冲时通电时间正常为50毫秒(理论及测试值),我们正常给予通电80毫秒(保守通电时间),一天按浇水2次来算,每天开关4次,总通电时间为320毫秒,通电时正常的电流为230ma,经计算,平均功耗为20uAh。
[0023] 该主控制器2匹配设置于主管道I 一侧,其由主供电模块8供电且通过电缆7与该主管道I的主控阀I1电连接;本实施例中该主控制器2装设于立杆21上,该立杆21位于该主管道I 一侧,其顶端还装设有主供电模块8,该主供电模块采用的是太阳能电池板,该太阳能电池板通过电缆7与主控制器2电连接,用于给主控制器2供电;其中,该主控制器2还可根据需求配置有用于检测土壤湿度、光照强度、空气温度、土壤温度、雨水、雨量、风速等相应的传感器(图中未示),可通过需求综合的判定是否进行开启主阀给后端供水及开启的时长;该主控制器2还可配置有无线设备(图中未示)进行远程通讯,如可进行将数据传输至需求的接收端,远程可通过互相通讯进行实现远程控制;该主控制器2除了采用太阳能电池板8供电外,还可采用可充电电池或者风能进行供电,若在没有实现无线通讯的情况下,可采用干电池供电。
[0024] 该给水管道3通过三通接头6与主管道I的支管道12连接;该给水管道3上通过三通接头6还均匀装设有多个喷头31,其中,本实施例中该给水管道3与主管道I呈平行布直,该嗔头31可米用伸缩嗔头。
[0025] 该土壤湿度传感器4通过电缆7与主控制器2电连接,同时该土壤湿度传感器4通常插设于土壤内部,以感知土壤湿度。
[0026] 该支控制器5设置于主管道I的支管道12 —侧,其由支路供电模块(图中未示)供电,一端通过电缆7电连接该主管道I的支管道12上的水压传感器120,另一端通过电缆7电连接该主管道I的支管道12上的支管道控制阀123 ;该支控制器5采用多节干电池作为支路供电模块进行供电,采用超低功耗单片机(如PIC16LF1934),待机时的功耗只需15uA左右,每小时的平均功耗控制在10ua以下,这样使用多节1.5V干电池即可实现很长时间的供电,即无需外部供电,节省了造价成本。同时,该支控制器5还具有用于实时设置开启时长的定时模块以及用于实时设置水压的压力检测模块,压力可设置,开启的时长可设置;压力检测模块采用的是间断检测,即检测值达到所设压力值,才允许开启支管道控制阀123,具体是10分钟检测一次,以最大限度降低支控制器5的功耗;再则,该支控制器5还配置有温度传感器(图中未示),通过温度传感器来判断是否高温天气,判断高温的值可调,过高温检测实现调整不同的浇水时长,如判断的高温点为30度,检测值超过30度,每加一度则在设置的原浇水时长自动延长相应的时间,延长的时间可设置更改,也可设置极限值。本实施例中,该支控制器5总的功耗为60mah左右,即采用6节1.5V1000mah电池进行三节串联再并联,输出电压为4.5V,直接稳压后给其供电,再通过升压芯片(2^5V升至5V稳压,如PIC)升至5V给支管道控制阀123供电,则容量为2400mah左右,电池压降的区间为
1.4V、.8V时最慢,充分的利用了电池的容量,从而可使6节电池可给支路控制器5维持5年以上的工作时间。
[0027] 本发明灌溉系统的浇灌原理:
主管道I的主控阀I1的主进水口管道11上的主控阀110打开后,水流至支管道12,此时支管道12存在一定的水压,每一个支控制器5检测到水压满足设定值,则就将各自控制的支管道控制阀123打开,从而实现自动有序的分部浇水。如果支控制器5上设置允许开启支管道控制阀123的压力为0.2Mpa,假设在此管道上总的分布100根支管道12,每条支管道12各安装有支管道控制阀123和支控制器5,则总的为100个支管道控制阀123和支控制器5,当主控阀110打开时,总水源的水压假设为0.6Mpa,假设开启5个支管道12后,水通过分流后,水压急剧下降至0.19Mpa,平均每开一个下降0.084Mpa,那也相当于这100个支控制器5中前5个先检测到0.2Mpa以上,则先打开所控制的支管道控制阀123,实现这5个后端的所有喷头进行给植物浇水,等喷水到所设定的时长后,这5个则自动关闭,水压恢复到0.6MPA左右,而再有5个检测到水压0.2MPA以上的,同样再开启,如此循环,达到智能控制分部浇水的目的,另外还解决了在附近用水高峰时,水压比较低,整个控制网则会根据水压自动调节总开启的数量。
[0028] 本发明灌溉系统结构设计简单、合理,功能齐全,灌溉效果好、效率高,能耗低,可实现全智能灌溉,造价低且节能环保,适于推广与应用。
[0029] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作任何其他形式的限制,而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化,仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种灌溉系统,包括主管道及与所述主管道连接的给水管道;所述主管道连接有主进水口管道;其特征在于:所述主进水口管道上装设有主控阀;所述主控阀的进水口一端装设有主过滤装置; 所述主管道上还连接有支管道,所述支管道上装设有水压传感器;位于所述水压传感器两侧的所述支管道上分别装设有手动球阀和支管道控制阀;所述手动球阀与水压传感器之间的所述支管道上还装设有过滤器; 所述灌溉系统还包括主控制器、土壤湿度传感器和支控制器; 所述主控制器匹配设置于所述主管道一侧,其由主供电模块供电且通过电缆与所述主控阀电连接; 所述土壤湿度传感器插设于土壤内部且通过电缆与所述主控制器电连接; 所述支控制器匹配设置于所述支管道一侧,其由支路供电模块供电且通过电缆分别电连接所述水压传感器和支管道控制阀; 所述给水管道与所述支管道连接,所述给水管道上均匀装设有喷头。
2.如权利要求1所述的灌溉系统,其特征在于:所述支管道控制阀靠近所述给水管道一侧,其米用脉冲电磁阀。
3.如权利要求1所述的灌溉系统,其特征在于:所述主控制器配置有用于检测土壤湿度、光照强度、空气温度、土壤温度、雨水、雨量、风速等相应的传感器,同时还配置有用于数据传输以实现远程控制的无线设备。
4.如权利要求1所述的灌溉系统,其特征在于:所述支控制器还配置有温度传感器,其通过所述温度传感器来判断是否高温天气,以实时控制浇水时长。
5.如权利要求1所述的灌溉系统,其特征在于:所述支控制器还具有用于实时设置开启时长的定时模块以及用于实时设置水压的压力检测模块;所述压力检测模块采用的是间断检测,即检测值达到所设压力值,才允许开启所述支管道控制阀。
6.如权利要求1所述的灌溉系统,其特征在于:所述主供电模块采用可充电电池或者风能发电装置或者干电池,其通过电缆与所述主控制器电连接。
7.如权利要求1所述的灌溉系统,其特征在于:所述支控制器采用的是超低功耗单片机,并采用多节干电池作为所述支路供电模块进行供电。
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