CN106258857A - 一种基于云计算的智能园林浇灌装置及其使用方法 - Google Patents

一种基于云计算的智能园林浇灌装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于云计算的智能园林浇灌装置及其使用方法，包括云计算服务器、浇灌装置和土壤湿度传感器；云计算服务器能够同时控制多个浇灌装置；浇灌装置包括喷头、旋转杆和太阳能装置；喷射头包括喷射孔和薄膜；旋转杆内包括控制装置、水管和电动流量阀；太阳能装置包括太阳能薄膜和储电装置；土壤湿度传感器埋在地底下，用于探测土壤湿度，并将信息发送至云计算服务器；一种基于云计算的智能园林浇灌装置及其使用方法通过云计算服务器实现园林浇灌的智能化与便捷化；通过控制流量来控制喷头喷射出来水的距离，使浇灌的更加均匀；通过在喷头上设置有薄膜，当喷头不出水的时候，薄膜自动下垂遮住喷射孔，防止杂物堵塞喷射孔。

Description

一种基于云计算的智能园林浇灌装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及园林绿化领域，具体为一种基于云计算的智能园林浇灌装置及其使用方法。
背景技术
目前市场上的浇灌装置喷射出来的水的轨迹为圆形，而且出水速度为定值，这就导致了有些地方浇灌不到，而有些地方水浇的过多，即使增加浇灌装置也解决不了这些问题；此外，浇灌装置的喷射孔常会因为堵塞而导致出水不流畅；浇灌装置每次浇灌，都依靠经验来判断这片区域大概需要浇灌多长时间，却没有一个科学的方法来判断，此外，现在水资源紧缺，每次浇灌的用水量也无法进行统计，无法更加科学的利用水资源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于云计算的智能园林浇灌装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于云计算的智能园林浇灌装置，包括云计算服务器、浇灌装置和土壤湿度传感器；所述的云计算服务器能够同时控制多个浇灌装置；所述的浇灌装置包括喷头、旋转杆和太阳能装置；所述的喷射头包括喷射孔和薄膜；所述的旋转杆内包括控制装置、水管和电动流量阀；所述的太阳能装置包括太阳能薄膜和储电装置；所述的土壤湿度传感器埋在地底下，用于探测土壤湿度，并将信息发送至云计算服务器；
所述的喷头为方形结构，所述的喷射孔均匀分布于喷头四周；所述的薄膜分布于喷头的四个侧面，并固定于喷头四个侧面的上边；
所述的云计算服务器能够发送指令到控制装置，进而通过控制装置控制旋转杆实现升高、降低或转动；所述的云计算服务器能够发送指令到电动流量阀，进而通过位于水管上的电动流量阀控制水管的流量；
所述的太阳能薄膜能够收集太阳能，并将太阳能转换为电能储存在储电装置中；所述的储电装置为浇灌装置中的控制装置和电动流量阀供电；
所述的喷头喷射出来水的距离与水管出水总流量符合以下公式：
Q=S*v；
S=n*π*R2；
x=λ*v*t；
h=0.5*g*t2；
由以上公式可以得出：x=（λ*（2h/g）1/2*Q）/n*π*R2；
其中：Q为水管出水总流量，单位为m3/s；
S为喷射孔总面积，单位为m2；
v为喷射孔出水口速度，单位为m/s；
n为喷射孔个数；
π为圆周率，取值3.14；
R为喷射孔半径，单位为m；
x为喷头喷射出来水的距离，单位为m；
λ为修正系数，取值与薄膜有关；
t为喷射孔喷出来的水落到地面的时间，单位为s；
h为旋转杆高度，单位为m；
g为重力加速度，取值为10m/s2；
所述的喷头喷射出来水的距离是不断变化的，喷头喷射出来水的距离的变化周期符合以下公式：
T=γ*x；
其中：T为喷头喷射出来水的距离的变化周期，单位为s；
γ为常数系数，能够在云计算服务器中设置。
优选的，所述的薄膜由聚对苯二甲酸乙二酯材料制成，在没有水流冲击的作用下自然下垂并遮住喷射孔。
所述的一种基于云计算的智能园林浇灌装置，其使用方法为：
第一步、设置旋转杆升高的参数发送指令到控制装置，使旋转杆升高；
第二步、设置总流量参数Q和常数系数γ，并通过云计算服务器将指令发送至电动流量阀；
第三步、土壤湿度传感器检测到的土壤湿度发送到云计算服务器上显示，当土壤湿度符合要求时，通过云计算服务器发送指令到电动流量阀和控制装置，先关闭电动流量阀，然后使旋转杆旋转降低；也可以提前设置好土壤湿度参数，当土壤湿度参数满足要求时，云计算服务器自动发送指令到电动流量阀和控制装置。
优选的，所述的云计算服务器能够通过手机、电脑或平板进行查看并控制。
优选的，所述的云计算服务器能够存储每一次发送的指令，并记录每一次浇灌的时间以及计算出浇灌的总水量。
优选的，所述的云计算服务器能够发送指令到控制装置，进而控制旋转杆进行旋转，使浇灌的区域为圆形。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：一、所述的一种基于云计算的智能园林浇灌装置及其使用方法通过云计算服务器实现园林浇灌的智能化与便捷化；二、所述的一种基于云计算的智能园林浇灌装置及其使用方法通过控制流量来控制喷头喷射出来水的距离，进而使浇灌的更加均匀，而且浇灌装置周围也能够浇灌到；三、所述的一种基于云计算的智能园林浇灌装置及其使用方法所使用的喷头为方形，能够避免浇灌装置与浇灌装置的重复浇灌，而且通过旋转杆的旋转能够实现圆形的浇灌区域；四、所述的一种基于云计算的智能园林浇灌装置及其使用方法通过在喷头上设置有薄膜，当喷头不出水的时候，薄膜自动下垂遮住喷射孔，防止杂物堵塞喷射孔；而且当出水流速小的时候，薄膜能够引导水流流向浇灌装置中心位置；五、所述的一种基于云计算的智能园林浇灌装置及其使用方法能够通过手机、电脑和平板控制云计算服务器，进而能够随时随地查看并控制园林浇灌装置，方便实用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明喷头的结构示意图；
图3为本发明的系统框图；
图4为本发明的工作时的示意图；
图5为本发明的工作时的俯视图。
图中：1、云计算服务器，2、浇灌装置，3、喷头，4、旋转杆，5、太阳能装置，6、喷射孔，7、薄膜，8、控制装置，9、水管，10、电动流量阀，11、太阳能薄膜，12、储电装置，13、土壤湿度传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种基于云计算的智能园林浇灌装置，包括云计算服务器1、浇灌装置2和土壤湿度传感器13；云计算服务器1能够同时控制多个浇灌装置2；浇灌装置2包括喷头3、旋转杆4和太阳能装置5；喷射头3包括喷射孔6和薄膜7；旋转杆4内包括控制装置8、水管9和电动流量阀10；太阳能装置5包括太阳能薄膜11和储电装置12；土壤湿度传感器13埋在地底下，用于探测土壤湿度，并将信息发送至云计算服务器1；
喷头3为方形结构，喷射孔6均匀分布于喷头3四周；薄膜7分布于喷头3的四个侧面，并固定于喷头3四个侧面的上边；
云计算服务器1能够发送指令到控制装置8，进而通过控制装置8控制旋转杆4实现升高、降低或转动；云计算服务器1能够发送指令到电动流量阀10，进而通过位于水管9上的电动流量阀10控制水管9的流量；
太阳能薄膜11能够收集太阳能，并将太阳能转换为电能储存在储电装置12中；储电装置12为浇灌装置2中的控制装置8和电动流量阀10供电；
喷头3喷射出来水的距离与水管9出水总流量符合以下公式：
Q=S*v；
S=n*π*R2；
x=λ*v*t；
h=0.5*g*t2；
由以上公式可以得出：x=（λ*（2h/g）1/2*Q）/n*π*R2；
其中：Q为水管出水总流量，单位为m3/s；
S为喷射孔6总面积，单位为m2；
v为喷射孔6出水口速度，单位为m/s；
n为喷射孔6个数；
π为圆周率，取值3.14；
R为喷射孔6半径，单位为m；
x为喷头3喷射出来水的距离，单位为m；
λ为修正系数，取值与薄膜7有关；
t为喷射孔6喷出来的水落到地面的时间，单位为s；
h为旋转杆4高度，单位为m；
g为重力加速度，取值为10m/s2；
喷头3喷射出来水的距离是不断变化的，喷头3喷射出来水的距离的变化周期符合以下公式：
T=γ*x；
其中：T为喷头3喷射出来水的距离的变化周期，单位为s；
γ为常数系数，能够在云计算服务器1中设置。
薄膜7由聚对苯二甲酸乙二酯材料制成，在没有水流冲击的作用下自然下垂并遮住喷射孔6。
一种基于云计算的智能园林浇灌装置，其使用方法为：
第一步、设置旋转杆4升高的参数h=1.8cm发送指令到控制装置8，使旋转杆4升高；
第二步、设置总流量参数Q=5.5*10-4m3/s和常数系数γ=2，并通过云计算服务器1将指令发送至电动流量阀10；
第三步、土壤湿度传感器13检测到的土壤湿度发送到云计算服务器1上显示，当土壤湿度符合要求时，通过云计算服务器1发送指令到电动流量阀10和控制装置8，先关闭电动流量阀10，然后使旋转杆4旋转降低；也可以提前设置好土壤湿度参数，当土壤湿度参数满足要求时，云计算服务器1自动发送指令到电动流量阀10和控制装置8。
云计算服务器1能够通过手机、电脑或平板进行查看并控制。
云计算服务器1能够存储每一次发送的指令，并记录每一次浇灌的时间以及计算出浇灌的总水量。
云计算服务器1能够发送指令到控制装置8，进而控制旋转杆4进行旋转，使浇灌的区域为圆形。
在设置浇灌装置2的时候，需要确定每次浇水当离地面以下10cm的位置湿度达到75%时，浇灌才符合要求，则设置浇灌装置2的时候将土壤湿度传感器13埋于地下10cm的位置，并在云计算服务器1中进行设置；喷头3上的喷射孔6共有80个，平均半径为0.5mm，所使用的薄膜7由聚对苯二甲酸乙二酯材料制成，修正系数λ=0.9，则可以得出喷头3喷射出来水的距离x=（λ*（2h/g）1/2*Q）/n*π*R2=（0.9*（2*1.8/10）1/2*5.5*10-4）/80*3.14*（0.5*10-3）2=4.73m；而且喷头3喷射出来水的距离的变化周期T=γ*x=2*4.73=9.46s，云计算服务器1还可以通过浇灌时间，浇灌周期，以及流量计算出一次浇灌的总水量。此外，喷头3有四个面，每个面只所以能够使喷出来的水呈一条直线，由于每个侧面的喷射孔6的半径从中间往两边逐渐递减。
实施例2：
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种基于云计算的智能园林浇灌装置，包括云计算服务器1、浇灌装置2和土壤湿度传感器13；云计算服务器1能够同时控制多个浇灌装置2；浇灌装置2包括喷头3、旋转杆4和太阳能装置5；喷射头3包括喷射孔6和薄膜7；旋转杆4内包括控制装置8、水管9和电动流量阀10；太阳能装置5包括太阳能薄膜11和储电装置12；土壤湿度传感器13埋在地底下，用于探测土壤湿度，并将信息发送至云计算服务器1；
喷头3为方形结构，喷射孔6均匀分布于喷头3四周；薄膜7分布于喷头3的四个侧面，并固定于喷头3四个侧面的上边；
云计算服务器1能够发送指令到控制装置8，进而通过控制装置8控制旋转杆4实现升高、降低或转动；云计算服务器1能够发送指令到电动流量阀10，进而通过位于水管9上的电动流量阀10控制水管9的流量；
太阳能薄膜11能够收集太阳能，并将太阳能转换为电能储存在储电装置12中；储电装置12为浇灌装置2中的控制装置8和电动流量阀10供电；
喷头3喷射出来水的距离与水管9出水总流量符合以下公式：
Q=S*v；
S=n*π*R2；
x=λ*v*t；
h=0.5*g*t2；
由以上公式可以得出：x=（λ*（2h/g）1/2*Q）/n*π*R2；
其中：Q为水管出水总流量，单位为m3/s；
S为喷射孔6总面积，单位为m2；
v为喷射孔6出水口速度，单位为m/s；
n为喷射孔6个数；
π为圆周率，取值3.14；
R为喷射孔6半径，单位为m；
x为喷头3喷射出来水的距离，单位为m；
λ为修正系数，取值与薄膜7有关；
t为喷射孔6喷出来的水落到地面的时间，单位为s；
h为旋转杆4高度，单位为m；
g为重力加速度，取值为10m/s2；
喷头3喷射出来水的距离是不断变化的，喷头3喷射出来水的距离的变化周期符合以下公式：
T=γ*x；
其中：T为喷头3喷射出来水的距离的变化周期，单位为s；
γ为常数系数，能够在云计算服务器1中设置。
薄膜7由聚对苯二甲酸乙二酯材料制成，在没有水流冲击的作用下自然下垂并遮住喷射孔6。
一种基于云计算的智能园林浇灌装置，其使用方法为：
第一步、设置旋转杆4升高的参数h=2cm发送指令到控制装置8，使旋转杆4升高；
第二步、设置总流量参数Q=30*10-4m3/s和常数系数γ=2.5，并通过云计算服务器1将指令发送至电动流量阀10；
第三步、土壤湿度传感器13检测到的土壤湿度发送到云计算服务器1上显示，当土壤湿度符合要求时，通过云计算服务器1发送指令到电动流量阀10和控制装置8，先关闭电动流量阀10，然后使旋转杆4旋转降低；也可以提前设置好土壤湿度参数，当土壤湿度参数满足要求时，云计算服务器1自动发送指令到电动流量阀10和控制装置8。
云计算服务器1能够通过手机、电脑或平板进行查看并控制。
云计算服务器1能够存储每一次发送的指令，并记录每一次浇灌的时间以及计算出浇灌的总水量。
云计算服务器1能够发送指令到控制装置8，进而控制旋转杆4进行旋转，使浇灌的区域为圆形。
在设置浇灌装置2的时候，需要确定每次浇水当离地面以下15cm的位置湿度达到60%时，浇灌才符合要求，则设置浇灌装置2的时候将土壤湿度传感器13埋于地下15cm的位置，并在云计算服务器1中进行设置；喷头3上的喷射孔6共有120个，平均半径为0.8mm，所使用的薄膜7由聚对苯二甲酸乙二酯材料制成，修正系数λ=0.9，则可以得出喷头3喷射出来水的距离x=（λ*（2h/g）1/2*Q）/n*π*R2=（0.9*（2*2/10）1/2*30*10-4）/120*3.14*（0.8*10-3）2=7.16m；而且喷头3喷射出来水的距离的变化周期T=γ*x=2.5*7.16=17.9s，云计算服务器1还可以通过浇灌时间，浇灌周期，以及流量计算出一次浇灌的总水量。此外，喷头3有四个面，每个面只所以能够使喷出来的水呈一条直线，由于每个侧面的喷射孔6的半径从中间往两边逐渐递减。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于云计算的智能园林浇灌装置，其特征在于：包括云计算服务器（1）、浇灌装置（2）和土壤湿度传感器（13）；所述的云计算服务器（1）能够同时控制多个浇灌装置（2）；所述的浇灌装置（2）包括喷头（3）、旋转杆（4）和太阳能装置（5）；所述的喷射头（3）包括喷射孔（6）和薄膜（7）；所述的旋转杆（4）内包括控制装置（8）、水管（9）和电动流量阀（10）；所述的太阳能装置（5）包括太阳能薄膜（11）和储电装置（12）；所述的土壤湿度传感器（13）埋在地底下，用于探测土壤湿度，并将信息发送至云计算服务器（1）；
所述的喷头（3）为方形结构，所述的喷射孔（6）均匀分布于喷头（3）四周；所述的薄膜（7）分布于喷头（3）的四个侧面，并固定于喷头（3）四个侧面的上边；
所述的云计算服务器（1）能够发送指令到控制装置（8），进而通过控制装置（8）控制旋转杆（4）实现升高、降低或转动；所述的云计算服务器（1）能够发送指令到电动流量阀（10），进而通过位于水管（9）上的电动流量阀（10）控制水管（9）的流量；
所述的太阳能薄膜（11）能够收集太阳能，并将太阳能转换为电能储存在储电装置（12）中；所述的储电装置（12）为浇灌装置（2）中的控制装置（8）和电动流量阀（10）供电；
所述的喷头（3）喷射出来水的距离与水管（9）出水总流量符合以下公式：
Q=S*v；
S=n*π*R2；
x=λ*v*t；
h=0.5*g*t2；
由以上公式可以得出：x=（λ*（2h/g）1/2*Q）/n*π*R2；
其中：Q为水管出水总流量，单位为m3/s；
S为喷射孔（6）总面积，单位为m2；
v为喷射孔（6）出水口速度，单位为m/s；
n为喷射孔（6）个数；
π为圆周率，取值3.14；
R为喷射孔（6）半径，单位为m；
x为喷头（3）喷射出来水的距离，单位为m；
λ为修正系数，取值与薄膜（7）有关；
t为喷射孔（6）喷出来的水落到地面的时间，单位为s；
h为旋转杆（4）高度，单位为m；
g为重力加速度，取值为10m/s2；
所述的喷头（3）喷射出来水的距离是不断变化的，喷头（3）喷射出来水的距离的变化周期符合以下公式：
T=γ*x；
其中：T为喷头（3）喷射出来水的距离的变化周期，单位为s；
γ为常数系数，能够在云计算服务器（1）中设置。
2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的智能园林浇灌装置，其特征在于：所述的薄膜（7）由聚对苯二甲酸乙二酯材料制成，在没有水流冲击的作用下自然下垂并遮住喷射孔（6）。
3.根据权利要求1所述的一种基于云计算的智能园林浇灌装置，其使用方法为：
第一步、设置旋转杆（4）升高的参数发送指令到控制装置（8），使旋转杆（4）升高；
第二步、设置总流量参数Q和常数系数γ，并通过云计算服务器（1）将指令发送至电动流量阀（10）；
第三步、土壤湿度传感器（13）检测到的土壤湿度发送到云计算服务器（1）上显示，当土壤湿度符合要求时，通过云计算服务器（1）发送指令到电动流量阀（10）和控制装置（8），先关闭电动流量阀（10），然后使旋转杆（4）旋转降低；也可以提前设置好土壤湿度参数，当土壤湿度参数满足要求时，云计算服务器（1）自动发送指令到电动流量阀（10）和控制装置（8）。
4.根据权利要求3所述的一种基于云计算的智能园林浇灌装置及其使用方法，其特征在于：所述的云计算服务器（1）能够通过手机、电脑或平板进行查看并控制。
5.根据权利要求4所述的一种基于云计算的智能园林浇灌装置及其使用方法，其特征在于：所述的云计算服务器（1）能够存储每一次发送的指令，并记录每一次浇灌的时间以及计算出浇灌的总水量。
6.根据权利要求5所述的一种基于云计算的智能园林浇灌装置及其使用方法，其特征在于：所述的云计算服务器（1）能够发送指令到控制装置（8），进而控制旋转杆（4）进行旋转，使浇灌的区域为圆形。
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