CN107409949A - 一种集成式多功能滴灌头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及滴灌技术领域，尤其是一种集成式多功能滴灌头，包括滴灌头本体，所述滴灌头本体的内部具有中空结构，所述中空结构内容纳有流量调节组件，所述滴灌头本体的外壁上还固定有视频模块和信号传输模块。本发明的集成式多功能滴灌头可以实现对出水的全开、半开和全关三种模式的控制，有效控制水量，提高水资源的利用率。此外，本发明ZigBee网络的应用解决了现有的人工取样困难、滴灌系统无法远程监控的问题，智能化程度更高，此外ZigBee网络通信使用方便，工作可靠，价格低。

Description

一种集成式多功能滴灌头
技术领域
本发明涉及滴灌技术领域，尤其是一种集成式多功能滴灌头。
背景技术
我国是一个水资源缺乏的国家，而且我国的水资源的分布很不平衡。我国的农业用水量约占总用水量的75％，主要消耗于灌溉，但是农业灌溉用水的利用率普遍低下。
自滴灌技术引进国内以来，在我国尤其是缺水的西北部地区得到了重视，获得了广泛的应用。然而在使用此类灌溉技术的同时，仍存在一些问题：长期以来，我国的农业滴灌系统大多靠人工经验控制，并没有进行实时数据的采集、分析与决策，灌溉的随意性较大，节水率并不是很高，而且作物生长过程得不到有效监视，作物生长所需的水分不能得到合理的分配，造成水资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种可以有效控制水量提高水资源利用率的集成式多功能滴灌头。
为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：
本发明的集成式多功能滴灌头包括滴灌头本体，所述滴灌头本体的内部具有中空结构，所述中空结构内容纳有流量调节组件，所述流量调节组件包括壳体，壳体上设有至少两个进水孔和至少一个出水孔，所述进水孔与所述滴灌头本体的进水口连通，所述出水孔与所述滴灌头本体的出水口连通，所述壳体内设有止水通道、容纳在止水通道中的止水电磁阀和至少两个档位电磁阀，所述止水通道分别与所述进水孔和出水孔连通，所述止水电磁阀的阀杆在止水通道内移动以打开或封堵进水孔，档位电磁阀设于止水通道的一侧，所述档位电磁阀的阀杆与所述止水电磁阀的阀杆相垂直，所述档位电磁阀的阀杆伸张状态下限定住所述止水电磁阀的阀杆的位置，所述滴灌头本体的外壁上还固定有视频模块和信号传输模块，所述视频模块包括摄像头、视频压缩模块和微处理器，所述摄像头用于采集视频信息并将视频信息发送给视频压缩模块，所述视频压缩模块压缩视频信息后发送给微处理器，所述信号传输模块包括存储器、控制单元和ZigBee收发器，所述控制单元通过串行总线与所述微处理器相连，所述控制单元通过所述ZigBee收发器收发信号，所述止水电磁阀和档位电磁阀分别与所述控制单元相连。
本发明所述滴灌头本体的外壁上还设有电源盒，所述电源盒内设有蓄电池和逆变器，所述蓄电池为所述视频模块、信号传输模块和流量调节组件供电，所述逆变器用于转换电压。
本发明所述视频模块还包括至少一个补光光源，所述补光光源与所述蓄电池电连接。
本发明所述ZigBee收发器将视频信息通过网络协调器发送给网关服务器，所述网关服务器用于ZigBee协议转换并与上位机建立通讯，所述上位机接收所述视频信息，所述上位机将控制信号发送给所述控制单元，所述控制单元根据控制信号控制所述流量调节组件。
本发明所述网关服务器连接有多个网络协调器，所述网络协调器连接有多个视频模块，所述网络协调器对其覆盖范围内的多个视频模块进行路由管理和数据转发。
本发明的集成式多功能滴灌头的有益效果是：本发明的集成式多功能滴灌头可以实现对出水的全开、半开和全关三种模式的控制，有效控制水量，提高水资源的利用率。此外，本发明ZigBee网络的应用解决了现有的人工取样困难、滴灌系统无法远程监控的问题，智能化程度更高，此外ZigBee网络通信使用方便，工作可靠，价格低，每个ZigBee“基站”不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料，每一个ZigBee网络节点还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点无线连接，解决了野外网络覆盖差导致采集信息传输不畅、数据易丢失的问题。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的集成式多功能滴灌头的结构示意图；
图2是本发明的流量调节组件半开状态示意图；
图3是本发明的流量调节组件全开状态示意图。
其中：滴灌头本体1、进水口11、出水口12、流量调节组件2、壳体21、止水电磁阀22、档位电磁阀23、止水通道24、进水孔25、出水孔26、视频模块3、信号传输模块4、电源盒5、补光光源6。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-3所示，本实施例的集成式多功能滴灌头包括滴灌头本体1，滴灌头本体1的内部具有中空结构，中空结构内容纳有流量调节组件2，流量调节组件2包括壳体21，壳体21上设有至少两个进水孔25和至少一个出水孔26，进水孔25与滴灌头本体1的进水口11连通，出水孔26与滴灌头本体1的出水口12连通，壳体21内设有止水通道24、容纳在止水通道24中的止水电磁阀22和至少两个档位电磁阀23，止水通道24分别与进水孔25和出水孔26连通，止水电磁阀22的阀杆在止水通道24内移动以打开或封堵进水孔25，档位电磁阀23设于止水通道24的一侧，档位电磁阀23的阀杆与止水电磁阀22的阀杆相垂直，档位电磁阀23的阀杆伸张状态下限定住止水电磁阀22的阀杆的位置，在本实施例中，进水孔25和档位电磁阀23的数量均为两个，可以实现对出水的全开、半开和全关三种模式的控制。其控制方式如下：当需要对出水全开时，靠近止水电磁阀22的档位电磁阀23的阀杆伸出，挡住止水电磁阀22的阀杆，此时两个进水孔25均打开，水流从两个进水孔25进入然后汇聚并经由出水孔26和滴灌头本体1的出水口12流出。需要对出水量减半时，靠近止水电磁阀22的档位电磁阀23的阀杆收缩，远离止水电磁阀22的档位电磁阀23伸出，挡住止水电磁阀22的阀杆，此时靠近止水电磁阀22的进水孔25被止水电磁阀22的阀杆堵住，水流从另外一个进水孔25进入，流量减半。需要断开出水时，两个档位电磁阀23的阀杆均收缩，止水电磁阀22的阀杆完全封堵止水通道24，将两个进水孔25堵住，此时没有水流出，完成对水流关闭的目的。
为了实现更好地流量调节控制，滴灌头本体1的外壁上还固定有视频模块3和信号传输模块4，视频模块3包括摄像头、视频压缩模块和微处理器，摄像头用于采集视频信息并将视频信息发送给视频压缩模块，视频压缩模块压缩视频信息后发送给微处理器，信号传输模块4包括存储器、控制单元和ZigBee收发器，控制单元通过串行总线与微处理器相连，控制单元通过ZigBee收发器收发信号。
其中，ZigBee收发器将视频信息通过网络协调器发送给网关服务器，网关服务器用于ZigBee协议转换并与上位机建立通讯，上位机接收视频信息，上位机将控制信号发送给控制单元，控制单元根据控制信号控制流量调节组件2。通过视频模块3可以实时采集作物的生长过程的视频信息发送给上位机，上位机结合水分、光照时间和药物含量等分析，可以得到作物生长的准确条件信息，从而可以做出更好地决策，分配好水量，从而提高水资源的利用率。
本实施例网关服务器连接有多个网络协调器，网络协调器连接有多个视频模块3，网络协调器对其覆盖范围内的多个视频模块3进行路由管理和数据转发。
本实施例的ZigBee网络的应用解决了现有的人工取样困难、滴灌系统无法远程监控的问题，智能化程度更高，此外ZigBee网络通信使用方便，工作可靠，价格低，每个ZigBee“基站”不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料，每一个ZigBee网络节点还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点无线连接，解决了野外网络覆盖差导致采集信息传输不畅、数据易丢失的问题。
本实施例中的止水电磁阀22和档位电磁阀23分别与控制单元相连，止水电磁阀22和档位电磁阀23由控制单元控制伸缩。
本实施例滴灌头本体1的外壁上还设有电源盒5，电源盒5内设有蓄电池和逆变器，蓄电池为视频模块3、信号传输模块4和流量调节组件2供电，逆变器用于转换电压。
本实施例视频模块3还包括至少一个补光光源6，补光光源6与蓄电池电连接。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种集成式多功能滴灌头，包括滴灌头本体(1)，其特征在于：所述滴灌头本体(1)的内部具有中空结构，所述中空结构内容纳有流量调节组件(2)，所述流量调节组件(2)包括壳体(21)，壳体(21)上设有至少两个进水孔(25)和至少一个出水孔(26)，所述进水孔(25)与所述滴灌头本体(1)的进水口(11)连通，所述出水孔(26)与所述滴灌头本体(1)的出水口(12)连通，所述壳体(21)内设有止水通道(24)、容纳在止水通道(24)中的止水电磁阀(22)和至少两个档位电磁阀(23)，所述止水通道(24)分别与所述进水孔(25)和出水孔(26)连通，所述止水电磁阀(22)的阀杆在止水通道(24)内移动以打开或封堵进水孔(25)，档位电磁阀(23)设于止水通道(24)的一侧，所述档位电磁阀(23)的阀杆与所述止水电磁阀(22)的阀杆相垂直，所述档位电磁阀(23)的阀杆伸张状态下限定住所述止水电磁阀(22)的阀杆的位置，所述滴灌头本体(1)的外壁上还固定有视频模块(3)和信号传输模块(4)，所述视频模块(3)包括摄像头、视频压缩模块和微处理器，所述摄像头用于采集视频信息并将视频信息发送给视频压缩模块，所述视频压缩模块压缩视频信息后发送给微处理器，所述信号传输模块(4)包括存储器、控制单元和ZigBee收发器，所述控制单元通过串行总线与所述微处理器相连，所述控制单元通过所述ZigBee收发器收发信号，所述止水电磁阀(22)和档位电磁阀(23)分别与所述控制单元相连。
2.根据权利要求1所述的集成式多功能滴灌头，其特征在于：所述滴灌头本体(1)的外壁上还设有电源盒(5)，所述电源盒(5)内设有蓄电池和逆变器，所述蓄电池为所述视频模块(3)、信号传输模块(4)和流量调节组件(2)供电，所述逆变器用于转换电压。
3.根据权利要求2所述的集成式多功能滴灌头，其特征在于：所述视频模块(3)还包括至少一个补光光源(6)，所述补光光源(6)与所述蓄电池电连接。
4.根据权利要求3所述的集成式多功能滴灌头，其特征在于：所述ZigBee收发器将视频信息通过网络协调器发送给网关服务器，所述网关服务器用于ZigBee协议转换并与上位机建立通讯，所述上位机接收所述视频信息，所述上位机将控制信号发送给所述控制单元，所述控制单元根据控制信号控制所述流量调节组件(2)。
5.根据权利要求4所述的集成式多功能滴灌头，其特征在于：所述网关服务器连接有多个网络协调器，所述网络协调器连接有多个视频模块(3)，所述网络协调器对其覆盖范围内的多个视频模块(3)进行路由管理和数据转发。
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