CN105518546B - 喷灌控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于控制至少一个喷灌器(12)的喷灌控制系统(10)。并提出了一种程序系统(14)，该程序系统设置用于，借助区域地图(18)确定喷灌器(12)的喷灌面积(16)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于控制至少一个喷灌器的喷灌控制系统。
背景技术
从DE10 2005 058 798 A1中已知一种具有喷灌器的喷灌装置，其带有喷灌控制系统。喷灌控制系统具有带有可编程的储存器的控制装置，用户为了对于喷嘴装置的多个角位置确定喷灌区域，将与分别对应的有效距离相应的控制值程序化输入在储存器中。另外的控制值通过控制装置内插。控制值由用户通过“试验”得出。该方法是耗时的，此外还存在巨大的风险，即在测定控制值时喷灌在喷灌区域外的不期望的区域。
从US 2012/018532已知一种具有喷灌器的喷灌装置，其具有喷灌控制系统。喷灌控制系统包括程序系统，其设置用于，借助区域地图手动地确定至少一个喷灌面积。
由DE 10 2005 056798 A1同样已知一种具有喷灌器的喷灌装置，其具有喷灌控制系统。喷灌控制系统包括程序系统，其设置用于，借助区域地图手动地确定至少一个喷灌面积。
发明内容
本发明的目的特别在于，在确定喷灌器的喷灌区域方面提供用于控制至少一个喷灌器的具有改善的性能的喷灌控制系统。
本发明涉及一种用于控制至少一个喷灌器的喷灌控制系统。
提出了一种程序系统，该程序系统设置用于，借助区域地图确定喷灌器的至少一个喷灌面积，其中程序系统设置用于，使区域地图的几何数据转换成喷灌器的控制装置的喷灌控制参数。
“喷灌器”在本文中应特别理解为利用液体、特别是水，喷灌一定面积、如农业的作业面积，特别是公园和/或花园面积的装置。该面积能够用于植物的种植和养殖和/或该面积内用户的业余活动和休息。该面积能够是公共花园或公园的一部分。优选是私人花园的一部分。该面积能够全部或部分地环绕建筑物，如公共建筑物、旅馆、和/或医院、或者优选是住宅。该面积也能够是建筑物的一部分，如特别是屋顶花园或露台的一部分。该面积也能够是高尔夫球场或类似的作业面积的一部分。“用户”在本文中应特别理解为在待通过喷灌器喷灌的面积的区域内停留的人。另外，动物，特别是在花园中停留的家畜也能够是该面积的用户。优选地，喷灌器具有喷嘴，通过该喷嘴能够将液体射束偏转到该面积上。已知不同种类的喷灌器，特别是具有能够围绕水平轴线震荡摆动的喷嘴装置的四角喷灌器和具有能够围绕垂直轴线旋转的喷嘴装置的圆形或扇形喷灌器。也能够考虑其他形状的喷灌器，特别是具有在凸出的、特别是半球型的表面上延伸的喷嘴装置的喷灌器。“喷灌面积”在本文中应理解为应被喷灌器喷灌的面积。优选该喷灌器具有部件，借助该部件能够调节和/或影响喷灌面积的形状。特别能够调整和/或影响调节运动，在该调节运动中喷嘴装置能够运动。此外，能够调节和/或影响对于全部的和/或对于单个的喷嘴的液压，喷嘴加载有该液压。优选喷灌器能够如下地构造，即喷灌器在控制时以合适的喷灌控制参数能够喷灌能自由限定的喷灌面积，该喷灌面积从喷灌器的位置出发位于喷灌器的最大射束有效距离内，该有效距离限定喷灌器的最大运动面积。“区域地图”在本文中应特别理解为具有带有活动区域的花园的地图。区域地图能够包括区域的地形以及边界。“喷灌区域”在本文中应特别理解为花园的区域，该区域应通过喷灌来灌溉。如果喷灌区域通过喷灌器来喷灌，则该区域能够与喷灌器的喷灌面积一致。同样可行的是，一个喷灌区域通过多个喷灌器喷灌并且包括多个喷灌面积的至少部分。同样可行的是，一个喷灌器喷灌多个喷灌面积，并且喷灌器的喷灌面积全部或部分地包括多个喷灌区域。特别地，区域地图具有至少一个喷灌区域的轮廓。“程序系统”在本文中应特别理解为一种系统，其设置用于如下地处理区域地图的信息和其他的信息，即该信息适用于确定喷灌器的喷灌面积。程序系统能够特别具有机械的和优选电气的和/或电子的控制、数据处理和储存单元。程序系统能够至少部分地集成到喷灌器中。喷灌器的喷灌面积以及喷灌区域能够有利地借助区域地图确定。喷灌控制系统的耗费的通过用户的程序化能够被取消。在喷灌区域外的区域的错误喷灌能够避免。
本发明提出，程序系统具有至少一个程序单元，其设置用于，将喷灌控制参数传递到喷灌器的控制装置处。“喷灌器的控制装置”在本文中应特别理解为喷灌器的装置，其设置用于，影响从喷灌器的喷嘴射出的射束的射束有效距离和/或射束方向。控制装置能够特别具有驱动装置和/或调节阀、以及根据传递的喷灌控制参数进行调节的部件。程序单元能够特别设置用于，在喷灌过程期间通过喷灌器将喷灌控制参数的顺序传递到控制单元处，以实现喷灌期望的喷灌面积。程序单元有利地具有参数储存器。程序单元能够有利地设置用于，在一种运行模式中借助在参数储存器中存储的信息自主地控制喷灌面积的喷灌。喷灌器能够与程序单元无关地引用。同样可行的是，控制单元具有用于储存对于喷灌过程的喷灌控制参数的顺序的储存单元。在该情况下，程序单元能够将喷灌控制参数的顺序有利地传递到控制单元处，并且控制单元能够自主地控制喷灌过程。程序单元能够借助用于传递喷灌控制参数的数据连接与喷灌器的控制单元连接。特别有利地，程序单元能够是喷灌器的一部分并特别布置在与喷灌器的共同的壳体中。程序单元能够设置用于，借助于传递到程序单元的几何数据确定对于喷灌器合适的喷灌控制参数。几何数据能够特别地借助区域地图测定并描述喷灌区域的绝对坐标和/或喷灌面积。“绝对坐标”在本文中应理解为，特别是在与喷灌器模型和/或喷灌器位置无关的坐标系中示出的坐标，特别是在笛卡尔坐标系中的坐标。“喷灌器位置”在本文中应特别理解为喷灌器关于区域地图的位置和方向。特别地，几何数据能够与适合于喷灌器的喷灌控制参数的种类和/或喷灌器模型无关。在多个喷灌器时，优选每个喷灌器具有与喷灌器模型匹配的程序单元，和/或程序单元能够调节到待控制的喷灌模型上。相对于喷灌控制系统的布置在程序单元上一级的部件，几何数据能够与喷灌器的实施无关地确定。在本发明的另一有利的设计方案中，喷灌控制系统的布置在程序单元上一级的部件能够具有喷灌器模型，特别是圆形喷灌器和/或四角喷灌器，以便从喷灌区域和/或喷灌面积的几何数据测定出相对坐标并传递到程序单元处。“相对坐标”在本文中应理解为特别是在以下坐标系中示出的坐标，该坐标系特定地用于喷灌器模型和/或在该模型中考虑在区域地图内部的喷灌器位置。特别地，坐标能够具有用于喷灌喷灌面积的喷灌器的调节参量，如调节阀的调节和/或角位置。程序单元能够特别简单地构建。从上一级的绝对坐标到喷灌器特定的相对坐标的转换能够在相对于程序单元上一级的系统中发生。
本发明还提出，程序系统具有用于限定喷灌区域和/或喷灌面积的程序设备。“程序设备”在本文中应特别理解为一种设备，其设置用于在与用户的互动中限定喷灌区域和/或喷灌面积。优选将程序设备构造为通过用户可携带的设备。优选地，程序设备特别地具有与程序单元无线的数据连接。特别优选地，程序单元和/或程序系统具有无线的、基于因特网的数据连接。程序设备能够优选构造为智能手机和/或特别优选构造为具有提供对于程序系统需要功能的程序软件的平板电脑。优选地，程序设备具有图像的显示装置，特别是显示屏。优选程序设备至少对用户图像地显示区域地图、喷灌面积和喷灌区域、以及喷灌器位置。对于用户输入来说，程序设备优选具有用于用户输入的输入工具，特别是触摸屏。特别优选地，用户在区域地图上借助于触摸屏图像地标记喷灌区域和/或喷灌器位置。优选地，程序设备能够在区域地图上显示与喷灌器位置和喷灌器模型相关的最大的可行的喷灌面积。程序设备能够优选经由因特网连接从外部系统，特别是地图服务器接收区域地图。优选程序设备能够具有用于测定区域地图和/或喷灌区域和/或喷灌器位置的另外的辅助部件，如特别是照相机和/或指南针和/或运动和/或加速度传感器和/或定位系统，例如基于激光测距仪的定位系统，和/或GPS接收器或其他支持无线电的定位系统。优选地，定位设备能够具有软件，该软件设置用于，借助相机摄影测定区域地图和/或喷灌区域和/或喷灌器位置，和/或借助相机摄影补充区域地图的特征。附加地和/或替换地，能够使用3D照相机、激光测距仪、或者其他的，对于本领域技术人员来说合适的用于调节和/或补充区域地图的设备。优选程序设备能够设置用于，利用程序设备的定位系统确定相机摄影的地点。优选地，程序设备能够设置用于，通过相机摄影和/或视频录制和/或路径跟踪测定喷灌区域和喷灌器位置。特别地，用户能够将具有激活的照相机功能和/或定位功能的程序设备沿着待限定的喷灌区域的边界运动。程序设备能够追踪该运动的路径，与区域地图连接，并且通过该方法确定在区域地图内的喷灌器位置。同样可行的是，区域地图依据运动路径生成。喷灌面积和/或喷灌区域能够特别简单地限定。利用其他的辅助工具测量喷灌区域能够被取消。喷灌区域的限定能够与喷灌器的性能和类型无关。限定的喷灌区域能够用于控制不同的喷灌器。能够避免在限定喷灌区域期间在喷灌区域外的区域中的喷灌。优选地，喷灌器具有至少一个定位部件，其设置用于，使程序设备以限定的位置和/或方向指向喷灌器。定位部件能够特别地由一个或多个凹槽和/或止挡件构成，其适合于优选的形状配合的位置传递。程序设备能够有利地依据其自身的、通过程序设备的定位功能已知的位置测定喷灌器位置。
特别有利地，程序系统具有在至少一种运行状态下与程序单元和/或程序设备连接的区域服务器。“区域服务器”在本文中应特别理解为一种服务器，其设置用于，管理在区域地图内的区域和/或协调区域内的活动和/或储存区域上的信息。该区域能够是喷灌区域，也能够是其他种类的区域，如应由割草机进行割草的割草区、或者也可以是肥料区、灌溉区、照明区、和其他的对于本领域技术人员来说有意义区域。该区域能够重叠，使得区域地图的一个区域能够配属于多个区域和/或区域类型。例如，喷灌区域也能够完全地或者部分地是割草区域。区域服务器能够有利地是基于因特网的服务器。区域服务器特别地能够与程序单元、程序设备、用户、和/或其他的基于因特网的服务，如特别的地图服务器、日历服务和/或天气服务交换简单的数据。区域服务器能够有利地提供用于控制喷灌器的信息，特别能够使用天气报告和/或日历信息，以确定最佳的喷灌时间点和/或最佳灌水量。优选地，为了测定喷灌时间点和/或灌水量，区域服务器能够使用外部的专家系统的信息和/或区域服务器能够自身具有专家系统。“专家系统”在本文中应特别理解为一种系统，该系统的信息与储存的数据、模型和算法结合并评估。特别地，专家系统能够具有带有植物的地点和种类的数据库，和植物模型以及护理算法，植物模型能够描述不同植物的与环境参数如温度、湿度、照明、营养成分和风无关的预期成长，护理算法能够描述用于不同植物的优选的护理方法。专家系统能够依据这些信息特别优选地确定优选的喷灌时间点和灌水量。区域服务器能够协调其他的花园设备和/或用户的活动，和/或避免在喷灌和其他的花园设备和/或用户的活动之间的冲突。区域服务器能够是程序系统的一部分和/或具有程序系统的部分功能。特别地，区域地图和/或喷灌区域能够储存在区域服务器上。程序系统能够具有特别有利的用于确定喷灌面积和/或喷灌时间点和/或灌水量的信息。为了确定喷灌区域和/或喷灌面积，区域服务器使用另外的花园设备的信息。特别地，割草机器人能够具有自动检测割草区域的功能。割草机器人能够将检测的割草区域的几何数据传递到区域服务器上并且区域服务器能够基于割草区域的几何数据确定喷灌区域和/或一个或多个喷灌面积。程序系统能够提供给区域服务器信息。程序系统的信息能够由区域服务器与其他的花园设备的信息连接和/或特别简单地、特别是基于因特网地提供给用户。有利地，区域服务器能够具有喷灌器数据库，其中储存有喷灌器位置和/或不同喷灌器的技术数据。区域服务器能够有利地将集合数据从绝对的、与喷灌器模型和/或喷灌器位置无关的坐标转换到相对的、与喷灌器模型和/或喷灌器位置匹配的坐标。区域服务器能够在考虑可能的喷灌面积的情况下确定用于喷灌喷灌区域的优选的喷灌器位置。
特别有利地，程序系统设置用于将区域地图的几何数据转换为喷灌器的控制装置的喷灌控制参数。喷灌控制参数能够特别地以相应的喷灌器的相对坐标示出。“几何数据”在本文中应特别理解为喷灌区域和/或喷灌面积的边界。特别地，几何数据能够在绝对的，与喷灌器模型和/或喷灌器位置无关的坐标中存在。程序系统能够将几何数据根据喷灌器模型和喷灌器位置转换为相应的喷灌器的相对坐标并且传递到喷灌器中。程序系统能够特别灵活地利用不同的喷灌器模型和喷灌器位置使用。程序系统能够具有学习模式，其设置用于确定和/或学习喷灌器的参数。特别地，射束有效距离能够与喷灌器的调节阀的调节有关。在学习模式中，射束有效距离能够在调节阀的不同调节中测量，并且利用程序系统、特别是程序单元中的程序系统储存。程序系统能够有利地自动地借助几何数据测定喷灌控制参数。用于喷灌喷灌区域和/或喷灌面积的喷灌控制参数的学习能够取消。特别地，在喷灌器位置改变或以一个喷灌器更换一个喷灌器时，程序系统在不同的实施方式中得出匹配的喷灌控制参数。喷灌控制系统能够是特别灵活的。
特别有利地，程序系统设置用于，将至少一个保护区域从喷灌区域和/或喷灌面积中排除。“保护区域”在本文中应理解为应从喷灌中排除的区域。优选在重叠的区域中，保护区域优先于灌溉区域。保护区域能够持久地、暂时地和/或动态地限定。持久的保护区域能够是在喷灌区域内部的区域，其应从喷灌中排除，例如是通过灌溉区域引导的路径。暂时的保护区域能够是在时间间隔中设置的保护区域，例如在灌溉区域中的以下区域，其中一个或多个人和/或用户在该时间间隔中停留。动态的保护区域能够是改变其位置的区域。特别地，围绕在喷灌区域中运动的用户的区域从喷灌中排除。优选地，该用户具有设备，该设备将其当前位置传递到程序系统、特别是区域服务器处，设备例如是具有定位功能的智能手机、智能手表、或智能眼镜。用户同样能够携带其将信息传递到程序系统处的芯片和/或标签。特别地，芯片和/或标签能够用于测定和/或传递用户的停留位置。保护区域能够通过围绕用户的当前位置的圆来限定。保护区域从喷灌中排除。能够避免其他的人和/或用户的不期待的喷灌。
另外还提出，程序系统用于在至少一种运行模式中通过用户直接控制喷灌器。“直接控制”在本文中应特别理解为，用户能够直接确定喷灌器的喷灌控制参数例如调节调节阀和定向喷嘴。优选地，程序设备能够具有至少一种运行模式，其设置用于通过用户直接控制喷灌器。用户能够有利地借助喷灌器喷灌区域。
优选地，程序系统能够在至少一种运行模式中设置用于，喷灌器的喷灌面积由用户直接控制喷灌器来确定。用户能够利用喷灌器通过直接控制喷灌器通过以下方式喷灌待喷灌的喷灌区域，即用户手动地如下调节喷灌控制参数，即实现喷灌面积的喷灌。优选地，设置输入部件，用户能够借助其储存喷灌控制参数。优选程序设备能够具有输入部件，特别是显示在程序设备的触摸屏上的输入部件。用户能够通过改变喷灌控制参数使液体射束在喷灌面积范围内移动，直到完全地喷灌了喷灌面积为止。程序系统能够将喷灌控制参数的对于喷灌面积的喷灌必要的顺序自主地或者在用户输入时储存。随后如此确定的喷灌面积用于自动的、由程序系统控制的喷灌而使用。特别地，程序系统能够将学习的喷灌控制参数从相对的坐标转换为绝对的坐标并借助于区域地图服务器储存喷灌面积。通过直接控制喷灌器确定的喷灌面积能够有利地用于通过喷灌器的喷灌，该喷灌器具有不同的喷灌器位置和/或不同的喷灌类型。
另外提出，程序系统设置用于测定用于圆形喷灌器的喷灌控制参数，圆形喷灌器具有通过喷灌器的控制装置围绕垂直的轴线能旋转的喷嘴装置和能调节的射束有效距离，和/或测定用于四角喷灌器的喷灌控制参数，该四角喷灌器具有围绕水平的轴线能摆动的喷嘴装置。优选地，控制装置能具有至少一个调节阀和至少一个驱动装置。圆形喷灌器能够特别地适合于喷灌通过区域地图限定的喷灌区域。特别地，喷灌器的喷灌面积的轮廓能够通过以下方式与喷灌区域匹配，即圆形喷灌器的喷灌控制参数适当地改变。四角喷灌器能够特别是成本低廉的。四角喷嘴器能够特别有效地和/或经济地喷灌至少基本上为矩形的喷灌面积。
特别提出，用于圆形喷灌器的喷灌控制参数包括至少一个射束有效距离矢量和/或角矢量和/或停留时长矢量，和/或用于四角喷灌器的喷灌控制参数包括至少一个摆动角矢量和/或停留时长矢量。“射束有效距离矢量”在本文中应特别理解为一种矢量，其包括射束有效距离和/或与射束有效距离协调的对喷灌器的调节阀的调节的顺序。“角矢量”在本文中应特别理解为一种矢量，其包括喷灌器的喷嘴装置的角位置的顺序，特别是围绕垂直的轴线的角位置。“停留时长矢量”在本文中应特别理解为包括停留时长的顺序的矢量，在停留时长上应当调节停留具有对于距离和/或角矢量的相应的调节参量的喷灌器，直到过渡到下面的调节参量，和/或包括速度的顺序，借助于速度应改变喷灌器的喷灌控制参数。喷灌控制参数能够特别良好地适合于控制圆形喷灌器。“摆动角矢量”在本文中应特别理解为一种矢量，其中包括四角喷灌器的围绕水平轴线可摆动的喷嘴装置的角位置的顺序。能够有利地调节垂直于水平轴线的喷灌面积的宽度。优选地，用于四角喷灌器的喷灌控制参数能够附加地包括从喷嘴装置中射出的液体射束的相对于水平轴线测量的张角范围。有利地，能够调节喷灌面积的在水平轴线的方向上的长度。优选地，控制单元和/或程序单元能够设置用于，内插矢量的中间值。能够改善边界的精确性。替代于应用矢量，喷灌控制参数也能够作为时间函数示出。特别有利的是，喷灌控制参数的分布能够描述为时间的函数。
另外，提出具有至少一个喷灌器和喷灌控制系统的喷灌装置。特别地，喷灌器具有程序单元和用于与喷灌控制系统的程序系统的另外的部件通讯的合适的接口。喷灌装置能够特别灵活地用于喷灌喷灌区域。
另外提出了利用喷灌控制系统确定喷灌面积和/或喷灌区域的方法。能够特别方便地确定喷灌面积和/或喷灌区域。喷灌面积的数据能够利用不同的喷灌器模型用于喷灌喷灌区域。
根据本发明的喷灌控制装置在此不应限制在上述的应用和实施方式中。特别地，根据本发明的喷灌控制系统为了实现在此描述的功能原理而具有与在此提及的数量不同的各个元件、部件和单元。
附图说明
其他的优点从接下来的附图描述中得出。在附图中示出了本发明的实施例。附图、说明书包括多个组合的特征。本领域技术人员也适宜地单独地观察该特征并且整合为有意义的另外的组合。
图中示出：
图1示意性示出了用于利用喷灌面积并利用喷灌单元和喷灌设备控制喷灌器的喷灌控制系统，
图2示意性示出了带有具有喷灌区域的区域地图的程序设备，
图3示意性示出了喷灌区域和保护区域，
图4示意性示出了喷灌控制系统的运行模式，
图5示意性示出了利用喷灌控制系统使喷灌器的喷灌面积的程序化的流程，
图6示意性示出了喷灌控制参数的测定，
图7示意性示出了喷灌器构造为圆形喷灌器时的喷灌控制参数，
图8示意性示出了程序系统的数据流，
图9示意性示出了在圆形喷灌器时的喷灌区域中喷灌面积的确定，
图10示意性示出了四角喷灌器和四角喷灌器的喷灌控制参数，和
图11示意性示出了在四角喷灌器时的喷灌区域中的喷灌面积的确定。
具体实施方式
图1示意性地示出了具有用于控制在花园中布置的喷灌器12的喷灌器位置54的喷灌控制系统10的花园52的部分示意图，具有程序系统14，其设置用于借助区域地图18确定喷灌器12的喷灌面积16。
程序系统14具有程序单元20，其设置用于，将喷灌控制参数22传递到喷灌器12的控制装置24处。程序单元20与喷灌器12布置在共同的壳体单元56中，并且程序单元具有用于将喷灌控制参数22传递到喷灌器12的控制装置24处的数据连接58。控制装置24包括用于储存喷灌过程的喷灌控制参数22的储存单元60。此外，程序单元20具有用于储存喷灌控制参数22和/或几何数据的参数储存器94。
此外，程序系统14具有构造为具有程序软件的平板电脑的程序设备26，其用于限定包括在喷灌器12的喷灌面积16和喷灌区域28中的几何数据。程序设备26经由无线的因特网连接与程序单元20连接。图2示出了程序设备26的屏幕62的示意图。为了用户输入而构造为触敏的触摸屏的屏幕62示出了花园52的区域地图18。在区域地图18中示出了三个区域64、66、68的轮廓70。区域64、66、68是喷灌区域28。每个区域64、66、68配属有期待的灌水量，其由程序系统14连同区域64、66、68的轮廓70一起储存。第一喷灌器12′在区域64中布置在喷灌器位置54′处，第二喷灌器12〞在区域68中布置在喷灌器位置54〞处。喷灌器位置54分别包括喷灌器12的位置和方向。区域66通过区域64和68的喷灌器12′和12〞喷灌。区域64、66、68的轮廓70和喷灌器位置54能够由用户在屏幕62上示出。对此程序设备26从因特网中的服务器中加载包括花园52的区域地图，使得该地图能够补充用于花园52的区域地图18。程序设备26附加地在此具有没有另外示出的定位工具以及照相机。在替选的运行模式中，用户能够利用程序设备26勾勒区域64、66、68的轮廓70。程序设备26借助定位工具检测勾勒的轮廓70。附加地，区域边界能够借助相机图像通过程序设备26检测。喷灌区域28的确定也能够如此通过程序设备26支持。喷灌器12′和12〞的喷灌面积16′和16〞由程序设备26如下地确定，即这些喷灌区域覆盖喷灌区域28。区域66设置用于特别密集的喷灌并且由两个喷灌器12′和喷灌器12〞的喷灌面积16′和16〞覆盖。
程序系统14还具有与程序单元20和程序设备26连接的区域服务器30。区域服务器30用于储存区域地图18、喷灌面积16、喷灌区域28、喷灌器位置54、和喷灌控制系统10的另外的数据。区域服务器30是另外的、在此没有示出的花园控制系统的附加部分并且与使其应用协调。附加地，区域服务器30从外部的信息系统32中调取数据，特别是天气报告。该数据能够由喷灌控制系统10用于规划喷灌。此外，区域服务器30将喷灌器12的程序单元20以及喷灌器12的喷灌面积16与喷灌区域28的对应关系协调，特别是当没有可用的程序设备26时。因此，程序设备26仅必须当要借助程序设备26修改区域地图数据时被使用。
程序系统14设置用于，将区域地图18的、具有喷灌区域28的轮廓70的几何数据转换为喷灌器12′和喷灌器12〞的控制装置24的喷灌控制参数22。喷灌器12构造为圆形喷灌器38。圆形喷灌器38具有通过喷灌器12的控制装置24围绕垂直轴线40能够以角α旋转的喷嘴装置42，喷嘴装置具有可调节的射束有效距离s。程序单元20由喷灌区域28的轮廓70算出，该喷灌区域为通过相应的喷灌器12进行喷灌而设置，其是对于喷灌器12合适的喷灌控制参数22，使得喷灌器12的射束喷灌了由喷灌区域28的轮廓70包围的面积。
图3示出了区域地图18的部分。用户36横穿构造为喷灌区域28的区域64。用户36携带智能手机74，其具有定位功能并且经由无线的因特网连接与程序系统14连接。替换地，用户74能够利用智能手表或智能眼镜或类似的合适的设备接收消息。保护区域34以保护半径76围绕用户36设置。智能手机74将用户36的当前位置传递到程序系统14的区域服务器30。区域服务器30将保护区域34从喷灌区域28中排除并且将如此改变的喷灌区域28和喷灌面积16传递到喷灌器12的程序单元20处。区域64的轮廓70修改为新的轮廓70′，使得围绕用户36的保护区域34从喷灌中排除。如果用户36在花园52中运动，则保护区域34的位置借助相应的由智能手机74传递的用户36的位置动态地更新。具有GPS项圈或类似设施的家畜同样能够是用户74。程序系统14能够识别家畜的停留地并且喷灌区域28和喷灌面积16能够在描述的类型上修改，使得家畜不被喷淋。
图4示出了喷灌控制系统10的可行的运行模式78。在独立运行80中，喷灌器12自主地执行喷灌区域28的喷灌。通过程序单元20测定的喷灌控制参数22储存在喷灌器12的控制装置24的储存单元60上并且根据规定的时间表执行。
用户控制的运行82设置用于通过用户36直接控制喷灌器12。用户36借助程序设备26将喷灌控制参数22直接传递到程序单元20并且喷灌器12能够按需自行控制。由用户36传递到程序单元20上的喷灌控制参数22附加地由程序单元20储存并传递和储存到区域服务器30处。程序系统14在这种运行模式中设置用于，喷灌器12的喷灌面积16借助通过用户36直接控制喷灌器12来确定。区域服务器30从喷灌控制参数22中测定由喷灌器12喷灌的喷灌区域16。程序单元20能够使用储存的喷灌控制参数22，以便未来自主在独立运行中喷灌喷灌面积16。区域服务器30能够使用由喷灌控制参数22测定的喷灌区域16，以便未来自动地控制该喷灌区域16的喷灌。特别地，区域服务器30能够从测定的喷灌面积16出发产生用于其他种类喷灌器12的喷灌控制参数22。
系统运行84对于系统的、通过区域服务器30协调的运行设置多个喷灌器12，如果存在的话，设置另外的花园设备。区域服务器30管理喷灌区域28并确定最佳的喷灌时间点和喷灌量。区域服务器30将喷灌区域28指派给喷灌器12、确定喷灌器12的喷灌区域16并将该喷灌区域传递到喷灌器12的程序单元20处。程序单元20由区域服务器30的数据计算出喷灌器12的喷灌控制参数22并将该喷灌控制参数传递到喷灌器12的控制装置24处。
图5示出了喷灌区域28的程序的流程。在步骤I中，喷灌区域28借助程序设备26限定。在步骤II中，检测具有位置和方向的喷灌器位置54。喷灌器12能够具有用于检测其位置和其方向的部件，如GPS接收器，指南针和/或激光测距仪，使得喷灌器位置54的测定能够自动地进行。喷灌器位置54的检测也能够通过程序设备26实现。有利地，喷灌器12，如在在图10中构造为四角喷灌器86的喷灌器12示出的，具有凹槽88，用于测定关于喷灌器12的具有限定的位置和方向的喷灌器位置54的程序设备26能够嵌入到该凹槽中。在步骤III中，计算几何数据和其他的数据用于喷灌喷灌面积16，并且接着传递到程序单元20。步骤III能够由程序设备26或区域服务器30执行。如果几何数据通过区域服务器30计算出，则程序设备26将喷灌区域28的数据和喷灌器位置54传递到区域服务器30处，区域服务器从该数据中计算几何数据和用于喷灌喷灌面积16的其他数据并传递到程序单元20处。
图6示出了生成喷灌控制系统10例如在喷灌器12处的喷灌控制参数22的框图，该喷灌器12构造为圆形喷灌器38。程序设备26对于喷灌器12依据喷灌区域28的几何数据和/或喷灌面积16和喷灌器12的喷灌器位置54测定喷灌控制参数22，并将喷灌控制参数以相对坐标传递到程序单元20处。在另外的运行模式中，该任务能够由区域服务器30执行。此外，区域服务器30在天气报告的基础上协调喷灌器12的使用并且将开始喷灌的指令发给程序单元20。程序单元20将喷灌器12的喷灌控制参数22转发到喷灌器12的控制装置24处(图7)。喷灌控制参数22包括具有射束有效距离矢量vs、角矢量vα、和停留时长矢量vt的喷灌控制矩阵T，利用该矩阵控制圆形喷灌器38，使得其喷灌喷灌区域28。在替选的设计方案中，区域服务器30或程序设备26将待通过喷灌器12喷灌的喷灌面积16的几何数据以绝对坐标传递给程序单元20。程序单元20从绝对的几何数据和喷灌器位置54中测定喷灌控制参数22。
图8示出了用于计算喷灌控制参数22的程序系统14的数据流的示意图。根据运行模式，该计算能够由程序设备26、区域服务器30或程序单元20执行。在数据模型90中，喷灌区域28以绝对的坐标储存。喷灌器模型92包括喷灌器12的描述，例如圆形喷灌器28或四角喷灌器86的描述。借助喷灌器模型92计算用于喷灌器12的喷灌控制参数22并将该参数传递到程序单元20处。程序单元20将其转发到控制装置24处并因此控制喷灌器12。程序单元20具有用于储存喷灌控制参数22的参数储存器94。例如在用户控制的运行82中，喷灌控制参数22也能够直接由用户36产生并且传递给程序单元20。程序单元20将其储存在参数储存器94中并将其传递到喷灌器模型92处。借助于喷灌器模型92，喷灌面积16换算成绝对坐标并且集成到喷灌区域28的数据模型90中。数据模型90和喷灌器模型92在示出的实例中是区域服务器30的一部分，区域服务器执行喷灌控制参数22的计算。
图9示出了在圆形喷灌器30时的喷灌区域28中的喷灌面积16的确定。图9-I示出了圆形喷灌器38在其当前的喷灌器位置54处的最大喷灌面积16和喷灌区域28。图9-II示出了最大的喷灌面积16和喷灌区域28的交集，喷灌控制参数22如下地确定，即喷灌器38喷灌与交集相应的、在图9-II中示出的喷灌面积16′。为了喷灌该喷灌区域28的其余区域，需要另外的喷灌器12。替选地，圆形喷灌器38的喷灌器位置54能够改变并且能够实施另外的喷灌过程，直到喷灌全部的喷灌区域28。
图10示意性示出了构造为四角喷灌器86的喷灌器12的侧视图(图9-I)和俯视图(图9-II)以及四角喷灌器86的喷灌控制参数22′。根据期待的喷灌面积16，能够有利地使用圆形喷灌器38或者四角喷灌器86。四角喷灌器86具有围绕水平的轴线96可摆动的喷嘴装置42′。喷灌宽度能够通过确定喷嘴装置42′围绕轴线96从角β1直到β2的摆动角β来确定(图9-I)，这些角分别从水平线测量。喷灌长度a能够通过从喷嘴装置42′射出的流体射束的张角γ1和γ2确定(图10-II)，这些张角相对于水平轴线96测量。如果在四角喷灌器86中所有的参数β1、β2、γ1和γ2能够通过控制装置24′来调节，则用于四角喷灌器86的喷灌控制参数22′在停留时长t上具有从β1到β2的摆动角β以及从γ1到γ2的张角γ的顺序。在示出的实例中，固定地设置在四角喷灌器86处的参数γ1和γ2，使得喷灌控制参数22′包括摆动角矢量vβ和停留时长矢量vt，在此示出的四角喷灌器86还具有凹槽88，用于测量喷灌器位置54的程序设备26能够插入到其中。凹槽88也能够设置在其他的喷灌器12处、例如圆形喷灌器38处。
在图11中示出在四角喷灌器86时的喷灌区域28中的喷灌面积16和配属的喷灌控制参数22′的确定。四角喷灌器86的最大喷灌面积16是矩形的并且在图11-I中在当前喷灌器位置54时示出。喷灌控制参数22′如下地确定，即四角喷灌器86喷灌在图11-I中示出的相应于交集的喷灌面积16′。为了测定喷灌控制参数22′，在该参数中四角喷灌器86喷灌与交集相应的喷灌面积16′，测量喷灌长度a并且利用喷灌长度确定角γ1和γ2(图11-III)。此外，测量基于轴线96划分并成到b1和b2的喷灌长度b，以确定摆动角β的摆动区范围β1到β2。通过摆动角β在停留时长t上的变化喷灌喷灌面积16′。停留时长矢量vt在此确定速度，并借助该速度改变摆动角β。
附图标记
10 喷灌控制系统
12 喷灌器
14 程序系统
16 喷灌面积
18 区域地图
20 程序单元
22 喷灌控制参数
24 控制装置
26 程序设备
28 喷灌区域
30 区域服务器
32 信息系统
34 保护区域
36 用户
38 圆形喷灌器
40 轴线
42 喷嘴装置
52 花园
54 喷灌器位置
56 壳体单元
58 数据连接
60 储存单元
62 屏幕
64 (第一)区域
66 (第二)区域
68 (第三)区域
70 轮廓
74 智能手机
76 保护半径
78 运行模式
80 独立运行
82 用户控制的运行
84 系统运行
86 四角喷灌器
88 凹槽
90 数据模型
92 喷灌器模型
94 参数储存器
96 轴线
Vs 射束有效距离
Vα 角矢量
Vt 停留时长矢量
Vβ 摆动角矢量
T 喷灌控制矩阵
s 射束有效距离
t 时间
α 角
β 摆动角
γ 张角
b 喷灌宽度
a 喷灌长度。
Claims (14)
1.一种用于控制至少一个喷灌器(12)的喷灌控制系统，所述喷灌控制系统具有程序系统(14)，所述程序系统设置用于，借助于区域地图(18)确定所述喷灌器(12)的至少一个喷灌面积，其特征在于，所述区域地图(18)的几何数据转换成所述喷灌器(12)的控制装置(24)的喷灌控制参数(22)，其中所述程序系统(14)设置用于，测定圆形喷灌器(38)的喷灌控制参数(22)，所述圆形喷灌器具有通过所述控制装置(24)能围绕垂直轴线(40)旋转的喷嘴装置(42)和能调节的射束有效距离(s)，和/或测定四角喷灌器(86)的喷灌控制参数(22′)，所述四角喷灌器具有能围绕水平轴线(96)摆动的喷嘴装置(42′)。
2.根据权利要求1所述的喷灌控制系统，其特征在于，所述程序系统(14)具有至少一个程序单元(20)，所述程序单元设置用于，使所述喷灌控制参数(22)传递到所述喷灌器(12)的所述控制装置(24)处。
3.根据权利要求2所述的喷灌控制系统，其特征在于，所述程序系统(14)具有用于限定喷灌区域(28)和/或喷灌面积(16)的程序设备(26)。
4.根据权利要求3所述的喷灌控制系统，其特征在于，所述程序系统(14)具有区域服务器(30)，所述区域服务器在至少一个运行状态中与所述程序单元(23)和/或所述程序设备(26)连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的喷灌控制系统，其特征在于，所述程序系统(14)设置用于，从喷灌区域(28)和/或所述喷灌面积(16)中排除至少一个保护区域(34)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的喷灌控制系统，其特征在于，所述程序系统(14)在至少一个运行模式中设置用于通过用户(36)直接控制所述喷灌器(12)。
7.根据权利要求5所述的喷灌控制系统，其特征在于，所述程序系统(14)在至少一个运行模式中设置用于通过用户(36)直接控制所述喷灌器(12)。
8.根据权利要求6所述的喷灌控制系统，其特征在于，在所述程序系统(14)在至少一种运行模式中设置用于，借助通过所述用户(36)直接控制所述喷灌器(12)确定所述喷灌器(12)的喷灌面积(16)。
9.根据权利要求7所述的喷灌控制系统，其特征在于，在所述程序系统(14)在至少一种运行模式中设置用于，借助通过所述用户(36)直接控制所述喷灌器(12)确定所述喷灌器(12)的喷灌面积(16)。
10.根据权利要求9所述的喷灌控制系统，其特征在于，所述程序系统(14)设置用于，测定圆形喷灌器(38)的喷灌控制参数(22)，所述圆形喷灌器具有通过控制装置(24)能围绕垂直轴线(40)旋转的喷嘴装置(42)和能调节的射束有效距离(s)，和/或测定四角喷灌器(86)的喷灌控制参数(22′)，所述四角喷灌器具有能围绕水平轴线(96)摆动的喷嘴装置(42′)。
11.根据权利要求1所述的喷灌控制系统，其特征在于，所述圆形喷灌器(38)的所述喷灌控制参数(22)包括至少一个射束有效距离矢量(vs)和/或至少一个角矢量(vα)和/或至少一个停留时长矢量(vt)，和/或所述四角喷灌器(86)的所述喷灌控制参数(22′)包括至少一个摆动角矢量(vβ)和/或至少一个停留时长矢量(vt)。
12.根据权利要求10所述的喷灌控制系统，其特征在于，所述圆形喷灌器(38)的所述喷灌控制参数(22)包括至少一个射束有效距离矢量(vs)和/或至少一个角矢量(vα)和/或至少一个停留时长矢量(vt)，和/或所述四角喷灌器(86)的所述喷灌控制参数(22′)包括至少一个摆动角矢量(vβ)和/或至少一个停留时长矢量(vt)。
13.一种喷灌装置，所述喷灌装置具有至少一个喷灌器(12)和根据权利要求1至12中任一项所述的喷灌控制系统(10)。
14.一种用于利用根据权利要求1至12中任一项所述的喷灌控制系统(10)确定喷灌面积(16)和/或喷灌区域(28)的方法。
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