CN104686046A - 一种植物自动浇灌系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种植物自动浇灌系统，包括：蓄水单元、电源模块、栽培容器、处理器电路、控制终端和营养液储存灌，其中，所述的蓄水单元包括储水箱，储水箱上方设置有第一进水口、第二进水口、第三进水口和上出水口，储水箱下方设有下出水口，营养液储存灌下方设有第一出水管，营养液储存灌通过第一出水管与栽培容器相连，下出水口通过第二出水管与栽培容器相连，其中第一出水管和第二出水管与栽培容器相连的一端均设有高度调节管并设有固定阀；所述的处理器电路包括单片机、电磁阀、排风扇、窗户电机、窗户驱动模块、传感器、蜂鸣报警器和气象检测器；本发明实现了按期、按需、按量自动供水，使灌溉技术可持续、和谐发展。
Description
技术领域
本发明涉及一种浇灌系统，尤其涉及一种植物自动浇灌系统。
背景技术
随着生活水平的日益提高，人们开始养植各种各样的植物，植物既可以陶冶人们的情操，又改善了居住环境，而水对于园艺植物的栽培至关重要。随着我国水资源日益匮乏，如何有效合理的利用水资源成为人们所关注的问题。要真正提高水资源的利用率，实现水资源的高效，单凭单项节水灌溉技术是不可能解决的，必须将水资源开发、输配水、灌溉技术和降雨蒸发、土壤情况和农作物需水规律等各方面统一考虑，做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水联合调用，实现按期、按需、按量自动供水，才能实现园林智能灌溉的可持续、和谐发展。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的不足，提供了一种植物自动浇灌系统，以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种植物自动浇灌系统，其特征在于，包括：蓄水单元、电源模块、栽培容器、处理器电路、控制终端和营养液储存灌，其中，所述的蓄水单元包括储水箱，储水箱上方设置有第一进水口、第二进水口、第三进水口和上出水口，储水箱下方设有下出水口，第一进水口通过过滤器、抽水泵与地下井相连，第二进水口与自来水水管相连，第三进水口通过过滤器与至少一组雨水收集器相连，上出水口通过1号控制阀与营养液储存灌上方相连接，营养液储存灌下方设有第一出水管，营养液储存灌通过第一出水管与栽培容器相连，第一出水管上设有2号控制阀，下出水口通过第二出水管与栽培容器相连，第二出水管上设有3号控制阀，其中第一出水管和第二出水管与栽培容器相连的一端均设有高度调节管并设有固定阀；所述的处理器电路包括单片机、电磁阀、排风扇、窗户电机、窗户驱动模块、传感器、蜂鸣报警器和气象检测器，所述的电磁阀一端通过光电耦合器与单片机相连，另一端与储水箱相连；所述的排风扇、蜂鸣报警器、气象检测器分别与单片机相连；所述的窗户电机通过驱动器与单片机相连；所述的窗帘驱动模块通过步进电机驱动器与单片机相连；所述的传感器包括空气环境传感器和土壤传感器，所述的空气传感器通过A/D转换电路与单片机相连，所述的土壤传感器一端通过A/D转换电路与单片机相连，另一端与栽培容器相连接；所述的栽培容器下方设有过滤网。
作为本发明的一种改进，所述的雨水收集器内设有蓄水板和过滤网，蓄水板上设有通孔。
作为本发明的一种改进，所述的电源模块包括太阳能发电模块和蓄电池供电组，太阳能发电模块和蓄电池供电组相连接，蓄电池供电组与单片机相连接。
作为本发明的一种改进，所述的空气传感器包括室内二氧化碳传感器、室内光照传感器和室内温度传感器。
作为本发明的一种改进，所述土壤传感器包括土壤湿度传感器、土壤酸碱度传感器和土壤养分传感器。
作为本发明的一种改进，所述控制终端包括显示器和键盘。
作为本发明的一种改进，所述处理器电路还包括与单片机相连的网络适配器，所述的网络适配器通过INTERNET与移动终端相连接。
作为本发明的一种改进，所述网络适配器为GPRS网络适配器或3G网络适配器或4G网络适配器或WLAN网络适配器。
作为本发明的一种改进，所述移动终端为手机或者电脑。
作为本发明的一种改进，所述的第一出水管和第二出水管均设置在植物根部以上的位置处。
由于采用了以上技术，本发明较现有技术相比，具有的有益效果如下：
（1）本发明将水资源开发、输配水、灌溉技术和降雨蒸发、土壤情况和农作物需水规律等各方面统一考虑，做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水联合调用，实现按期、按需、按量自动供水，实现园林了智能灌溉的可持续、和谐发展；
（2）本发明设有至少一个雨水收集器，实现了水资源的循环合理利用，节约了水资源；
（3）本发明采用太阳能资源发电，并运用太阳能资源为整个系统供电，充分利用了自然资源，减少了自然资源的浪费；
（4）本发明将空气环境传感器、土壤传感器与处理器电路相连接，实现了浇水、补给营养液的无人值守自动完成；
（5）本发明设有网络适配器，并通过INTERNET与移动终端相连接，用户可以借助电脑或者手机等终端查看植物的生长状况，对浇灌参数和施加营养液参数进行操作，实现远程控制；
（6）本发明中第一出水管和第二出水管与栽培容器相连的一端均设有高度调节管并设有固定阀，可以针对不同的植物调节出水管的高度，并将出水管设置在植物根部以上的位置处，可以实现植物对水和营养液的有效吸收，不造成资源的浪费；
（7）本发明中栽培容器下方设有过滤网，可以使容器内多余的水回收，循环利用。
附图说明
图1是植物自动浇灌系统的结构示意图；
图2是植物自动浇灌控制系统结构示意图；
图中：1、储水箱，2、过滤器，3、抽水泵，4、自来水水管，5、雨水收集器，6、蓄水板，7、过滤网，8、1号控制阀，9、营养液储存灌，10、第一出水管，11、第二出水管，12、土壤传感器，13、2号控制阀，14、3号控制阀，15、高度调节管，16、固定阀，17、栽培容器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。
结合附图可见，一种植物自动浇灌系统，包括：蓄水单元、电源模块、栽培容器17、处理器电路、控制终端和营养液储存灌9，蓄水单元包括储水箱1，储水箱1上方设置有第一进水口、第二进水口、第三进水口和上出水口，储水箱1下方设有下出水口，第一进水口通过过滤器2、抽水泵3与地下井相连，第二进水口与自来水水管4相连，第三进水口通过过滤器2与6组雨水收集器5相连，上出水口通过1号控制阀8与营养液储存灌9上方相连接，营养液储存灌9下方设有第一出水管10，营养液储存灌9通过第一出水管10与栽培容器17相连，第一出水管10上设有2号控制阀13，下出水口通过第二出水管11与栽培容器17相连，第二出水管11上设有3号控制阀14，其中第一出水管10和第二出水管11与栽培容器17相连的一端均设有高度调节管15并设有固定阀16。
处理器电路包括单片机、电磁阀、排风扇、窗户电机、窗户驱动模块、传感器、蜂鸣报警器、气象检测器和网络适配器，电磁阀一端通过光电耦合器与单片机相连，另一端与储水箱相连，排风扇、蜂鸣报警器、气象检测器分别与单片机相连，窗户电机通过驱动器与单片机相连，窗帘驱动模块通过步进电机驱动器与单片机相连， 传感器包括空气环境传感器和土壤传感器12，空气传感器包括室内二氧化碳传感器、室内光照传感器和室内温度传感器，土壤传感器12包括土壤湿度传感器、土壤酸碱度传感器和土壤养分传感器，空气传感器通过A/D转换电路与单片机相连，土壤传感器12一端通过A/D转换电路与单片机相连，另一端与栽培容器17相连接；控制终端包括显示器和键盘。
本发明的工作步骤如下：
电源模块包括太阳能发电模块和蓄电池供电组，太阳能发电模块和蓄电池供电组相连接，蓄电池供电组与单片机相连接，太阳发电模块吸收太阳能后将太阳能转变为电能，储存于蓄电池供电组中，并为整个系统供电。
当储存箱1的存水量不足时，可以启动蓄水单元进行蓄水：当气象检测器检测到天气为雨天时，启动雨水收集器5，雨水经过雨水收集器5内部带有通孔的蓄水板6和过滤网7，再经过滤器2过滤，最后流入储水箱1储存；当气象检测器检测到天气为晴天时，启动抽水泵3，抽出地下水，地下水经过过滤器2后流入储水箱1储存；当气象检测器检测到天气炎热、干燥或者天气寒冷时，打开自来水龙头，通过自来水水管4将水送入储存箱1储存。
将第一出水管10和第二出水管11与栽培容器17相连的一端的置入栽培容器17的土壤中，调整高度调节管15将两个出水管置于植物根部以上的位置，放置好后旋紧固定阀16。启动系统，先向对植物的采样周期进行设置，并根据不同的植物、不同的生长阶段分别对土壤湿度、土壤酸碱度、土壤养分、二氧化碳的含量、光照强度和温度的上下限值进行设置，将设置数据存入存储单元，然后启动空气传感器，通过室内二氧化碳传感器、室内光照传感器、室内温度传感器对室内的空气环境进行检测，并将信号通过A/D转换电路传送给单片机，当环境温度高于上限值时，系统通过驱动器启动窗户电机，并打开窗户进行自动降温，当自动降温效果不明显时，可以打开排风扇来加速空气的流动；当环境温度低于下限值时，系统通过驱动器启动窗户电机，并将窗户关闭；当室内光照强度低于下限值时，系统通过步进电机驱动器驱动窗帘驱动模块，并将窗帘打开便于阳光的照射，当室内光照强度高于上限值时，系统通过步进电机驱动器驱动窗帘驱动模块，将窗帘关闭避免阳光的照射；当室内的二氧化碳的含量高于上限值时，系统通过驱动器启动窗户电机，并打开窗户进行通风，当室内的二氧化碳的含量低于下限值时，系统通过驱动器启动窗户电机，并关闭窗户。
启动土壤传感器12，并对土壤湿度、土壤酸碱度、土壤养分进行检测，并将信号通过A/D转换电路传送给单片机，当土壤的湿度低于下限值时，通过光电耦合器驱动电磁阀，并打开储水箱1与3号控制阀14，水经过第二出水管11并对土壤进行供水，当土壤的湿度高于上限值时，通过光电耦合器驱动电磁阀，并关闭储水箱1与3号控制阀14停止对土壤进行供水；当土壤的酸碱度低于下限值时，向营养液储存灌9中注入酸碱调节肥料，通过光电耦合器驱动电磁阀打开储水箱1、1号控制阀8和2号控制阀13，并按照规定比例对营养液储存灌进行供水，并将酸碱调节肥料通过第一出水管10流入土壤中，调节土壤的酸碱度，当土壤的酸碱度高于上限值时，通过光电耦合器驱动电磁阀关闭储水箱1、1号控制阀8和2号控制阀13，停止酸碱调节肥料的注入；当土壤的养分低于下限值时，向营养液储存灌9中注入植物营养液，通过光电耦合器驱动电磁阀打开储水箱1、1号控制阀8和2号控制阀13，并按照规定比例对营养液储存灌9进行供水，并将植物营养液通过第一出水管10流入土壤中，给植物补充营养，当土壤的养分高于上限值时，通过光电耦合器驱动电磁阀关闭储水箱1、1号控制阀8和2号控制阀13，停止植物营养液的注入。
当植物的采样数据与输入的植物生长周期的相关数据有较大差别时，系统驱动蜂鸣报警器，提醒用户对植物的具体状况进行详细分析。
所述的栽培容器下方设有过滤网7，当土壤中注入的水过多时，多余的水分从过滤网7流入第二出水管11，当土壤的湿度低于下限值时，流入第二出水管11的水再次送入土壤中，减少水资源的浪费。
处理器电路还包括与单片机相连的网络适配器，所述的网络适配器通过INTERNET与移动终端相连接，其移动终端为手机或者电脑，其网络适配器为GPRS网络适配器或3G网络适配器或4G网络适配器或WLAN网络适配器。除了通过控制终端对植物的采样周期以及不同的植物、不同的生长阶段分别对土壤湿度、土壤酸碱度、土壤养分、二氧化碳的含量、光照强度和温度的上下限值进行设置之外，还可以通过手机或者电脑来输入相关的数据。
上述实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围，即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种植物自动浇灌系统，其特征在于，包括：蓄水单元、电源模块、栽培容器（17）、处理器电路、控制终端和营养液储存灌（9），其中，所述的蓄水单元包括储水箱（1），储水箱（1）上方设置有第一进水口、第二进水口、第三进水口和上出水口，储水箱（1）下方设有下出水口，第一进水口通过过滤器（2）、抽水泵（3）与地下井相连，第二进水口与自来水水管（4）相连，第三进水口通过过滤器（2）与至少一组雨水收集器（5）相连，上出水口通过1号控制阀（8）与营养液储存灌（9）上方相连接，营养液储存灌（9）下方设有第一出水管（10），营养液储存灌（9）通过第一出水管（10）与栽培容器（17）相连，第一出水管（10）上设有2号控制阀（13），下出水口通过第二出水管（11）与栽培容器（17）相连，第二出水管（11）上设有3号控制阀（14），其中第一出水管（10）和第二出水管（11）与栽培容器（17）相连的一端均设有高度调节管（15）并设有固定阀（16）；所述的处理器电路包括单片机、电磁阀、排风扇、窗户电机、窗户驱动模块、传感器、蜂鸣报警器和气象检测器，所述的电磁阀一端通过光电耦合器与单片机相连，另一端与储水箱（1）相连；所述的排风扇、蜂鸣报警器、气象检测器分别与单片机相连；所述的窗户电机通过驱动器与单片机相连；所述的窗帘驱动模块通过步进电机驱动器与单片机相连；所述的传感器包括空气环境传感器和土壤传感器（12），所述的空气传感器通过A/D转换电路与单片机相连，所述的土壤传感器（12）一端通过A/D转换电路与单片机相连，另一端与栽培容器（17）相连接；所述的栽培容器（17）下方设有过滤网（7）。
2.根据权利要求1所述的一种植物自动浇灌系统，其特征在于：所述的雨水收集器（5）内设有蓄水板（6）和过滤网（7），蓄水板（6）上设有通孔。
3.根据权利要求1所述的一种植物自动浇灌系统，其特征在于：所述的电源模块包括太阳能发电模块和蓄电池供电组，太阳能发电模块和蓄电池供电组相连接，蓄电池供电组与单片机相连接。
4.根据权利要求1所述的一种植物自动浇灌系统，其特征在于：所述的空气传感器包括室内二氧化碳传感器、室内光照传感器和室内温度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种植物自动浇灌系统，其特征在于：所述土壤传感器（12）包括土壤湿度传感器、土壤酸碱度传感器和土壤养分传感器。
6.根据权利要求1所述的一种植物自动浇灌系统，其特征在于：所述控制终端包括显示器和键盘。
7.根据权利要求1所述的一种植物自动浇灌系统，其特征在于：所述处理器电路还包括与单片机相连的网络适配器，所述的网络适配器通过INTERNET与移动终端相连接。
8.根据权利要求7所述的一种植物自动浇灌系统，其特征在于：所述网络适配器为GPRS网络适配器或3G网络适配器或4G网络适配器或WLAN网络适配器。
9.根据权利要求7所述的一种植物自动浇灌系统，其特征在于：所述移动终端为手机或者电脑。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种植物自动浇灌系统，其特征在于：所述的第一出水管（10）和第二出水管（11）均设置在植物根部以上的位置处。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150610 |