CN106613789A - 一种嵌入式智能园林景观灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及园林景观灌溉领域，具体涉及一种嵌入式智能园林景观灌溉系统，在灌溉园林的边缘环绕设置有蓄水槽、灌溉设备、太阳能电池板以及控制器，蓄水槽设置在地面内；蓄水槽的上部设置有安装槽，安装槽内设置有安装台阶，安装台阶上设置有支撑网，灌溉设备安装在支撑网上；支撑网上还铺设有盖板；灌溉设备与灌溉园林之间通过排水管连通，灌溉设备的下部连接有抽水管，抽水管的另一端连接有吸水泵；太阳能电池板固定安装在支撑杆顶部，支撑杆的底端固定安装在盖板上；太阳能电池板、灌溉设备以及控制器之间通电连接；控制器通过信号传输导线连接有水位探测器，水位探测器安装在灌溉园林内侧面。本发明结构简单、环保高效、成本较低，易于推广。

Description

一种嵌入式智能园林景观灌溉系统

技术领域

本发明涉及园林景观灌溉系统领域，具体涉及一种嵌入式智能园林景观灌溉系统。

背景技术

所谓智能就是不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；系统可以自动开启灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌量，太湿时减少喷灌量。要实现此功能就要充分利用可编程控制器的控制作用。系统要实现自动感测土壤湿度的功能必须要有土壤湿度传感器。要实现灌溉水量的多与少的调节，必须要有变频器。在可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度，传感器采集的湿度模拟信号经A/D模块转换成数字信号。

针对灌溉水利用系数较低,文中提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。依托无线传感器网络采集灌区作物需水信息,汇聚到网关节点发送给主控中心,中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌水量,控制灌溉设备工作实现智能灌溉;依托Internet管理员有权对系统远程管理,满足了规模化灌溉的需求。根据示范区观测,灌溉水利用系数由原来的0.6提高到0.9。系统结合了无线传感、计算和网络通信技术,解决了精确农业亟待解决的关键技术问题。

智能园林景观灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。

智能园林景观灌溉系统可以根据植物和土壤种类，光照数量来优化用水量，还可以在雨後监控土壤的湿度。有研究现实，和传统灌溉系统相比，智能园林景观灌溉系统的成本差不多，却可节水16%到30%。 加州出台的新法案要求2012年起新公司必须使用智能园林景观灌溉系统。

美国每年浪费掉的水资源高达8,520亿升，而若安装一种智能园林景观灌溉系统则可有效地控制水流量，达到节水目的。

HydroPoint公司负责可持续领域业务的Chris Spain援引美国用水工程协会的报告称，美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了30%到300%。

水资源被浪费的原因是技术不行，美国有4,500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统，它们在时间控制上还可以，但精准度不高。Spain称，城市灌溉系统占城市用水的58%，这些被浪费的水资源每年生产54.4万吨温室气体。

在中国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能园林景观灌溉系统在这种背景下应运而生了。

不仅美国，英国也开始关注节水问题。英国节能信托基金会和能源部警告，随着越来越多的家庭开始节约能源，使用热水可能会超过取暖成为制造二氧化碳的主要途径。

现有的智能园林景观灌溉系统主要工作原理为：灌溉系统工作时，湿度传感器采集土壤里的干湿度信号，检测到的湿度信号通过A/D模块转换，将标准的电流模拟信号转换为湿度数字信号，输入到可编程控制器。可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度值，实际测得的湿度信号与50%—60%RH比较，可以分为：在这个范围内，超出这个范围，小于这个范围三种情况。可编程控制器将控制信号传给变频器，变频器根据湿度值，相应的调节电动机的转速，电动机带动水泵从水源抽水，需要灌溉时，电磁阀就自动开启，通过主管道和支管道为喷头输水，喷头以各自的旋转角度自动旋转。灌溉结束时电磁阀自动关闭。为了避免离水源远的喷头不能被供给足够的压力，在电磁阀的一侧安装一块压力表，保证个喷头的水压满足设定的喷灌射程，避免发生因为水压不足，喷头射程减少的现象。整个系统协调工作，实现对草坪灌溉的智能控制。

但是，这些智能园林景观灌溉系统大部分用于花卉、草坪等灌溉，在农业使用的情况由于成本较高，难以普及；同时，现有技术的灌溉系统主要以湿度作为探测和传输信号，探测精度不高，受局部环境的约束较大；最后，现有系统由于结构复杂，制造成本较高，能耗较大，难以满足当今社会节能环保的高标准要求。

因此，基于上述，本发明提供一种嵌入式智能园林景观灌溉系统，主要用于水生植物园林景观灌溉或农业水田灌溉，以解决现有技术存在的使用难以普及、探测精度不高、制造成本较高、能耗较大等不足和缺陷。

发明内容

本发明的目的就在于：提供一种嵌入式智能园林景观灌溉系统，主要用于水生植物园林景观灌溉或农业水田灌溉，以解决现有技术存在的使用难以普及、探测精度不高、制造成本较高、能耗较大等不足和缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种嵌入式智能园林景观灌溉系统，在灌溉园林的边缘环绕设置有蓄水槽、灌溉设备、太阳能电池板以及控制器，所述蓄水槽设置在地面内；所述蓄水槽的上部设置有安装槽，所述安装槽内设置有安装台阶，所述安装台阶上设置有支撑网，所述灌溉设备安装在所述支撑网上；所述支撑网上还铺设有盖板；所述灌溉设备与所述灌溉园林之间通过排水管连通，所述灌溉设备的下部连接有抽水管，所述抽水管的另一端连接有吸水泵；所述太阳能电池板固定安装在支撑杆顶部，所述支撑杆的底端固定安装在所述盖板上；所述太阳能电池板、灌溉设备以及所述控制器之间通电连接；所述控制器通过信号传输导线连接有水位探测器，所述水位探测器安装在所述灌溉园林的内侧面；所述灌溉设备、支撑网以及盖板通过嵌入所述安装槽的方式进行拼接安装。

优选的，所述支撑网的材质为不锈钢或碳纤维复合材料，采用不锈钢条或碳纤维复合材料条拼接固定而成，其外形尺寸与所述安装槽相匹配。

优选的，所述支撑杆的底端与所述盖板之间通过螺钉固定方式连接为一个整体。

优选的，所述盖板的材质为石材、混泥土或砖块材料，其尺寸宽度小于所述安装槽的宽度，盖板采用拼接方式拼接安装于所述安装槽中。

优选的，所述灌溉设备嵌入安装在所述安装槽中，与所述盖板拼接安装。

优选的，所述抽水管与所述吸水泵封闭连接，其直径小于所述蓄水槽的宽度。

优选的，所述吸水泵的轮廓尺寸小于所述蓄水槽的宽度。

优选的，所述安装槽的内侧面与其相邻的所述灌溉园林的内侧面相距5cm～10cm。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

首先，本发明的系统结构主要针对水生植物园林景观、农田水利灌溉等领域进行设计，其针对性强，在水生植物园林景观灌溉或农田灌溉领域易于推广使用和实现；

其次，本发明能够将多余的水分蓄积在蓄水槽中，通过盖板之间的拼接缝隙进行渗水收集，能够有效避免夏季枯水季节找不到水源灌溉的情况发生；

再次，本发明的支撑网、盖板能够对安装槽设置的区域进行有效支撑，避免安装槽顶部向下崩塌凹陷；所述灌溉设备、抽水管、排水管以及吸水泵能够有效实现农田排水灌溉功能，其结构简单，易于实现；

最后，所述控制器和所述水位探测器，能够有效根据探测水位的高低确定是否对水生植物园林景观或者农田进行灌溉，探测针对性强，探测精度较高，不受局部区域湿度控制和影响，因此控制方法也比较稳定；所述太阳能电池板和支撑杆，能够对太阳能进行有效收集和储存，环保高效，能耗小，成本低，能够实现可再生资源的循环利用。

本发明具有结构简单、环保高效、成本较低，易于推广等优点。

附图说明

图1为本发明的剖面结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明的安装槽结构示意图；

图4为本发明的支撑网结构示意图。

图中：1、灌溉园林；2、地面；3、盖板；4、支撑网；5、蓄水槽；6、灌溉设备；7、支撑杆；8、太阳能电池板；9、信号传输导线；10、水位探测器；11、抽水管；12、吸水泵；13、控制器；14、安装槽；15、安装台阶；16、排水管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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，如图1～4所示：

一种嵌入式智能园林景观灌溉系统，在灌溉园林1的边缘环绕设置有蓄水槽5、灌溉设备6、太阳能电池板8以及控制器13，所述蓄水槽5设置在地面2内；所述蓄水槽5的上部设置有安装槽14，所述安装槽14内设置有安装台阶15，所述安装台阶15上设置有支撑网4，所述灌溉设备6安装在所述支撑网4上；所述支撑网4上还铺设有盖板3；所述灌溉设备6与所述灌溉园林之间通过排水管16连通，所述灌溉设备6的下部连接有抽水管11，所述抽水管11的另一端连接有吸水泵12；所述太阳能电池板8固定安装在支撑杆7顶部，所述支撑杆7的底端固定安装在所述盖板3上；所述太阳能电池板8、灌溉设备6以及所述控制器13之间通电连接；所述控制器13通过信号传输导线9连接有水位探测器10，所述水位探测器10安装在所述灌溉园林1的内侧面；所述灌溉设备6、支撑网4、盖板3通过嵌入所述安装槽14方式进行拼接安装。

本发明的系统结构主要针对水生植物园林景观及农田灌溉进行设计，其针对性强，在园林景观灌溉及农田灌溉领域易于推广使用和实现，能够将多余的水分蓄积在蓄水槽5中，通过盖板3之间的拼接缝隙进行渗水收集，能够有效避免夏季枯水季节找不到水源灌溉的情况发生；所述支撑网4、盖板3能够对安装槽14设置的区域进行有效支撑，避免田埂向下崩塌凹陷；所述灌溉设备6、抽水管11、排水管16以及吸水泵12能够有效实现农田排水灌溉功能，其结构简单，易于实现；所述控制器13和所述水位探测器10，能够有效根据探测水位的高低确定是否对水生植物园林景观或农田进行灌溉，探测针对性强，探测精度较高，不受局部区域湿度控制和影响，因此控制方法也比较稳定；所述太阳能电池板8和支撑杆7，能够对太阳能进行有效收集和储存，环保高效，能耗小，成本低，能够实现可再生资源的循环利用。

优选的，所述支撑网4的材质为不锈钢或碳纤维复合材料，采用不锈钢条或碳纤维复合材料条拼接固定而成，其外形尺寸与所述安装槽14相匹配。

优选的，所述支撑杆7的底端与所述盖板3之间通过螺钉固定方式连接为一个整体。

优选的，所述盖板3的材质为石材、混泥土或砖块材料，其尺寸宽度小于所述安装槽14的宽度，盖板3采用拼接方式拼接安装于所述安装槽14中。

优选的，所述灌溉设备6嵌入安装在所述安装槽14中，与所述盖板3拼接安装。

优选的，所述抽水管11与所述吸水泵12封闭连接，其直径小于所述蓄水槽5的宽度。

优选的，所述吸水泵12的轮廓尺寸小于所述蓄水槽5的宽度。

优选的，所述安装槽14的内侧面与其相邻的所述灌溉园林1的内侧面相距5cm～10cm。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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披露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种嵌入式智能园林景观灌溉系统，其特征在于：在灌溉园林（1）的边缘环绕设置有蓄水槽（5）、灌溉设备（6）、太阳能电池板（8）以及控制器（13），所述蓄水槽（5）设置在地面（2）内；所述蓄水槽（5）的上部设置有安装槽（14），所述安装槽（14）内设置有安装台阶（15），所述安装台阶（15）上设置有支撑网（4），所述灌溉设备（6）安装在所述支撑网（4）上；所述支撑网（4）上还铺设有盖板（3）；所述灌溉设备（6）与所述灌溉园林之间通过排水管（16）连通，所述灌溉设备（6）的下部连接有抽水管（11），所述抽水管（11）的另一端连接有吸水泵（12）；所述太阳能电池板（8）固定安装在支撑杆（7）顶部，所述支撑杆（7）的底端固定安装在所述盖板（3）上；所述太阳能电池板（8）、灌溉设备（6）以及所述控制器（13）之间通电连接；所述控制器（13）通过信号传输导线（9）连接有水位探测器（10），所述水位探测器（10）安装在所述灌溉园林（1）的内侧面；所述灌溉设备（6）、支撑网（4）、盖板（3）通过嵌入所述安装槽（14）方式进行拼接安装。

2.如权利要求1所述的一种嵌入式智能园林景观灌溉系统，其特征在于：所述支撑网（4）的材质为不锈钢或碳纤维复合材料，采用不锈钢条或碳纤维复合材料条拼接固定而成，其外形尺寸与所述安装槽（14）相匹配。

3.如权利要求1所述的一种嵌入式智能园林景观灌溉系统，其特征在于：所述支撑杆（7）的底端与所述盖板（3）之间通过螺钉固定方式连接为一个整体。

4.如权利要求1或3所述的一种嵌入式智能园林景观灌溉系统，其特征在于：所述盖板（3）的材质为石材、混泥土或砖块材料，其尺寸宽度小于所述安装槽（14）的宽度，盖板（3）采用拼接方式拼接安装于所述安装槽（14）中。

5.如权利要求1所述的一种嵌入式智能园林景观灌溉系统，其特征在于：所述灌溉设备（6）嵌入安装在所述安装槽（14）中，与所述盖板（3）拼接安装。

6.如权利要求1所述的一种嵌入式智能园林景观灌溉系统，其特征在于：所述抽水管（11）与所述吸水泵（12）封闭连接，其直径小于所述蓄水槽（5）的宽度。

7.如权利要求1或6所述的一种嵌入式智能园林景观灌溉系统，其特征在于：所述吸水泵（12）的轮廓尺寸小于所述蓄水槽（5）的宽度。

8.如权利要求1或2所述的一种嵌入式智能园林景观灌溉系统，其特征在于：所述安装槽（14）的内侧面与其相邻的所述灌溉园林（1）的内侧面相距5cm～10cm。