CN108077026A - 一种农作物灌溉自动控制系统 - Google Patents

一种农作物灌溉自动控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种农作物灌溉自动控制系统，包括PLC控制单元、灌溉主管道、灌溉水泵、下级输送管道、传感器检测单元、WIFI模块和显示单元；所述灌溉主管道的进水口与外部供水设备相连接，出水口通过电动调节阀与所述灌溉水泵的进水口相连接；所述灌溉水泵的出水口与铺设于农田地表的所述下级输送管道的进水口相连接；所述下级输送管道的进水口处设置过滤器；所述下级输送管道由外至内包括滴头、管体和防堵凸起；所述农作物滴灌施肥自动控制系统通过所述PLC控制单元控制。本发明能够实现对农作物灌溉的自动控制，精确地根据设定的时间和水量进行灌溉，节约水资源；通过对所述下级输送管道内部结构的设计能够方便清理滴头，防止滴头堵塞。

Description

一种农作物灌溉自动控制系统
技术领域
本发明属于农作物灌溉技术领域，具体涉及一种农作物灌溉自动控制系统。
背景技术
滴灌是利用塑料管道将水通过滴头送到作物根部进行局部灌溉，是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，水的利用率可达95％。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上，可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。
但是目前的灌溉技术中，由于管道和滴头的直径较小，灌溉水中的杂质很容易造成管道和滴头的堵塞，影响灌溉的效果；同时，当外界温度降低至一定程度后，很容易造成管道或滴头冻住，不能进行灌溉；人工控制滴灌由于不能准确判断灌溉的时机和灌溉量，容易造成灌溉水的浪费，因此急需一种能够对农作物灌溉进行自动控制的系统，同时能够防止滴头的堵塞并防止由于温度过低造成系统故障。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种农作物灌溉自动控制系统。
本发明通过以下技术方案实现：
一种农作物灌溉自动控制系统，包括PLC控制单元、灌溉主管道、灌溉水泵、下级输送管道、传感器检测单元、WIFI模块和显示单元；
所述灌溉主管道的进水口与外部供水设备相连接，出水口通过电动调节阀与所述灌溉水泵的进水口相连接；所述灌溉水泵的出水口与铺设于农田地表的所述下级输送管道的进水口相连接；所述下级输送管道的进水口处设置过滤器；
所述下级输送管道由外至内包括滴头、管体和防堵凸起，所述滴头可拆卸连接于所述管体外侧，所述滴头与所述管体相连通；所述防堵凸起固定设置于所述管体内侧表面，所述防堵凸起高度小于所述管体半径；所述滴头与所述管体连通处可拆卸设置过滤网层；
所述农作物滴灌施肥自动控制系统通过所述PLC控制单元控制；
所述灌溉主管道的出水口设置用于检测出水口处水流量的流量传感器；所述PLC传感单元根据所述流量传感器的检测信号控制所述电动调价阀调节所述灌溉主管道出水口的水流量；
所述传感器检测单元包括用于检测农田土壤湿度的湿度传感器；所述PLC控制单元根据所述湿度传感器的检测信号控制所述电动调节阀的开闭；
所述流量传感器和所述湿度传感器的检测信号通过所述WIFI模块传至显示单元显示；所述显示单元包括LED和/或LCD显示屏。
进一步地，在上述技术方案中，所述传感器检测单元还包括用于检测农作物生长环境温度的温度传感器；所述下级输送管道还包括伴热单元，所述伴热单元包括伴热管和蒸汽锅炉，所述伴热管与所述下级输送管道平行设置，所述伴热管和所述下级输送管道外侧包括保温层，所述保温层外侧设置防水层；所述伴热管的进气口连接于所述蒸汽锅炉；所述温度传感器的检测信号通过所述WIFI模块传至显示单元显示；所述PLC控制单元通过所述温度传感器检测到的信号控制所述蒸汽锅炉的开关。
进一步地，在上述技术方案中，所述温度传感器采用TS105型号的温度传感器。
进一步地，在上述技术方案中，所述伴热管采用耐腐蚀的无缝钢管。
进一步地，在上述技术方案中，所述滴头与所述管体连接处设置密封橡胶圈。
进一步地，在上述技术方案中，所述流量传感器采用YK-LDG型号的流量计。
进一步地，在上述技术方案中，所述PLC控制单元为STC89C51RC型号的单片机。
本发明的有益效果为：
(1)本发明所述的一种农作物灌溉自动控制系统，能够实现对农作物灌溉的自动控制，精确地根据设定的时间和水量进行灌溉，节约水资源；
(2)本发明所述的一种农作物灌溉自动控制系统，通过对所述下级输送管道内部结构的设计能够方便清理滴头，防止滴头堵塞影响灌溉效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明作进一步详细的说明。
图1为所述农作物灌溉自动控制系统结构示意图；
图2为所述下级输送管道内部结构示意图。
具体实施方法
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
如图1-2所示一种农作物灌溉自动控制系统，包括PLC控制单元1、灌溉主管道2、灌溉水泵8、下级输送管道3、传感器检测单元4、WIFI模块5和显示单元6；
所述灌溉主管道2的进水口与外部供水设备相连接，出水口通过电动调节阀7与所述灌溉水泵8的进水口相连接；所述灌溉水泵8的出水口与铺设于农田地表的所述下级输送管道3的进水口相连接；所述下级输送管道的进水口处设置过滤器8；
所述下级输送管道3由外至内包括滴头15、管体14和防堵凸起18，所述滴头15可拆卸连接于所述管体14外侧，所述滴头15与所述管体14相连通；所述防堵凸起18固定设置于所述管体14内侧表面，所述防堵凸起18高度小于所述管体14半径；所述滴头15与所述管体14连通处可拆卸设置过滤网层17；
所述农作物滴灌施肥自动控制系统通过所述PLC控制单元1控制；
所述灌溉主管道2的出水口设置用于检测出水口处水流量的流量传感器10；所述PLC传感单元1根据所述流量传感器10的检测信号控制所述电动调价阀7调节所述灌溉主管道2出水口的水流量；
所述传感器检测单元4包括用于检测农田土壤湿度的湿度传感器11；所述PLC控制单元1根据所述湿度传感器11的检测信号控制所述电动调节阀7的开闭；
所述流量传感器10和所述湿度传感器11的检测信号通过所述WIFI模块5传至显示单元6显示；所述显示单元6包括LED和/或LCD显示屏。
在本实施方法中，通过设置所述过滤器9能够防止灌溉水中的杂质进入所述下级输送管道3，防止堵塞；对在所述下级输送管道3内部设置防堵凸起18能够使管道内的灌溉水在流动过程中发生扰动，形成涡流，防止管道发生堵塞；所述过滤网层17能够进一步防止灌溉水中的杂质堵塞所述滴头15。
进一步地，在上述技术方案中，所述传感器检测单元4还包括用于检测农作物生长环境温度的温度传感器12；所述下级输送管道3还包括伴热单元13，所述伴热单元13包括伴热管和蒸汽锅炉，所述伴热管与所述下级输送管道平行设置，所述伴热管和所述下级输送管道3外侧包括保温层，所述保温层外侧设置防水层；所述伴热管的进气口连接于所述蒸汽锅炉；所述温度传感器12的检测信号通过所述WIFI模块5传至显示单元6显示；所述PLC控制单元1通过所述温度传感器12检测到的信号控制所述蒸汽锅炉的开关。
通过设置所述伴热单元13，能够在农作物生长环境的温度过低时通过伴热管对所述下级输送管道3进行加热保温，防止温度过低影响系统的正常运行。
进一步地，在上述技术方案中，所述温度传感器12采用TS105型号的温度传感器。
进一步地，在上述技术方案中，所述伴热管采用耐腐蚀的无缝钢管。
进一步地，在上述技术方案中，所述滴头15与所述管体14连接处设置密封橡胶圈。
进一步地，在上述技术方案中，所述流量传感器10采用YK-LDG型号的流量计。
进一步地，在上述技术方案中，所述PLC控制单元1为STC89C51RC型号的单片机。
工作状态：外部供水设备将灌溉水通过所述灌溉主管道2的进水口流入；用户通过所述PLC控制单元控制所述电动调节阀7打开，使灌溉水由所述灌溉主管道依次通过所述灌溉水泵8和所述过滤器9流入所述下级输送管道3；灌溉水在所述下级输送管道3内通过所述滴头15滴水对农作物进行滴灌；
所述流量传感器10检测所述灌溉主管道2出水口处的水流量，将检测信号通过所述WIFI模块5传至所述显示单元6显示，用户根据显示结果与用户自定义的预设值判断当前系统的流量的大小，当流量大于所述预设值，通过所述PLC控制单元1减小所述电动调节阀7的打开程度，减小水流量；当流量小于所述预设值，通过所述PLC控制单元1增大所述电动调节阀7的打开程度，增大水流量；
所述湿度传感器11检测农田土壤湿度，将检测信号通过所述WIFI模块5传至所述显示单元6显示，用户设定土壤灌溉后湿度限值，当农田土壤湿度高于所述限值后，所述PLC控制单元1控制所述电动调节阀7关闭，防止灌溉水的浪费及对农作物造成不良影响；当农田土壤湿度低于所述限值，所述PLC控制单元1控制所述电动调节阀7打开，开始对农田进行灌溉。
所述温度传感器12检测农作物生长环境温度，将检测信号通过所述WIFI模块5传至所述显示单元6显示，用户设定环境温度最低限值，当环境温度低于所述限值，所述PLC控制单元1控制所述蒸汽锅炉像所述伴热管内输送蒸汽，对所述下级输送管道3进行加热保温，防止由于环境温度过低造成系统的故障；当环境温度高于所述限值，所述PLC控制单元1控制所述蒸汽锅炉停止工作。
通过上述实施例所述的技术方案，本发明所述的一种农作物灌溉自动控制系统，能够实现对农作物灌溉的自动控制，精确地根据设定的时间和水量进行灌溉，节约水资源；通过对所述下级输送管道内部结构的设计能够方便清理滴头，防止滴头堵塞影响灌溉效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方法，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发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种农作物灌溉自动控制系统，其特征在于：包括PLC控制单元、灌溉主管道、灌溉水泵、下级输送管道、传感器检测单元、WIFI模块和显示单元；
所述灌溉主管道的进水口与外部供水设备相连接，出水口通过电动调节阀与所述灌溉水泵的进水口相连接；所述灌溉水泵的出水口与铺设于农田地表的所述下级输送管道的进水口相连接；所述下级输送管道的进水口处设置过滤器；
所述下级输送管道由外至内包括滴头、管体和防堵凸起，所述滴头可拆卸连接于所述管体外侧，所述滴头与所述管体相连通；所述防堵凸起固定设置于所述管体内侧表面，所述防堵凸起高度小于所述管体半径；所述滴头与所述管体连通处可拆卸设置过滤网层；
所述农作物滴灌施肥自动控制系统通过所述PLC控制单元控制；
所述灌溉主管道的出水口设置用于检测出水口处水流量的流量传感器；所述PLC传感单元根据所述流量传感器的检测信号控制所述电动调价阀调节所述灌溉主管道出水口的水流量；
所述传感器检测单元包括用于检测农田土壤湿度的湿度传感器；所述PLC控制单元根据所述湿度传感器的检测信号控制所述电动调节阀的开闭；
所述流量传感器和所述湿度传感器的检测信号通过所述WIFI模块传至显示单元显示；所述显示单元包括LED和/或LCD显示屏。
2.根据权利要求1所述的一种农作物灌溉自动控制系统，其特征在于：所述传感器检测单元还包括用于检测农作物生长环境温度的温度传感器；所述下级输送管道还包括伴热单元，所述伴热单元包括伴热管和蒸汽锅炉，所述伴热管与所述下级输送管道平行设置，所述伴热管和所述下级输送管道外侧包括保温层，所述保温层外侧设置防水层；所述伴热管的进气口连接于所述蒸汽锅炉；所述温度传感器的检测信号通过所述WIFI模块传至显示单元显示；所述PLC控制单元通过所述温度传感器检测到的信号控制所述蒸汽锅炉的开关。
3.根据权利要求2所述的一种农作物灌溉自动控制系统，其特征在于：所述温度传感器采用TS105型号的温度传感器。
4.根据权利要求2所述的一种农作物灌溉自动控制系统，其特征在于：所述伴热管采用耐腐蚀的无缝钢管。
5.根据权利要求1所述的一种农作物灌溉自动控制系统，其特征在于：所述滴头与所述管体连接处设置密封橡胶圈。
6.根据权利要求1所述的一种农作物灌溉自动控制系统，其特征在于：所述流量传感器采用YK-LDG型号的流量计。
7.根据权利要求1所述的一种农作物灌溉自动控制系统，其特征在于：所述PLC控制单元为STC89C51RC型号的单片机。
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