CN109329008A - 一种智能灌溉装置及灌溉方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种智能灌溉装置及灌溉方法，智能灌溉装置包括水箱，所述水箱具有出水管，所述出水管连接有主管道，所述主管道分别连接有若干分管道，所述出水管上设置有灌溉水泵，所述分管道上设置有电磁阀，所述电磁阀和所述灌溉水泵均连接可编程控制器，所述可编程控制器包括CPU、时钟和定时器，所述可编程控制器还连接有光照度传感器。本发明的有益效果：根据各地的经度和纬度不同，自动计算出当地的日出日落时间，并根据不同地区、不同季节日出日落时间测量光照累积量，充分考虑光照累积量对植物生长的影响，从而调整开始灌溉的时间，更加精确的对植物进行灌溉，减少水和肥料的浪费。

Description

一种智能灌溉装置及灌溉方法
技术领域
本发明涉及灌溉装置技术领域，具体来说，涉及一种智能灌溉装置及灌溉方法。
背景技术
现有设施农业的环境控制系统的灌溉一般采用按量定时控制，无法精确的根据植物的生长需求及外部环境进行灌溉。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种智能灌溉装置，可在日出后根据光照累积量来对植物进行灌溉，通过更加精确的灌溉，可减少水和肥料的浪费。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种智能灌溉装置，包括水箱，所述水箱具有出水管，所述出水管连接有主管道，所述主管道分别连接有若干分管道，所述出水管上设置有灌溉水泵，所述分管道上设置有电磁阀，所述电磁阀和所述灌溉水泵均连接可编程控制器，所述可编程控制器包括CPU、时钟和定时器，所述可编程控制器还连接有光照度传感器。
进一步地，所述水箱中设置有液位传感器，所述液位传感器连接所述可编程控制器。
进一步地，所述可编程控制器与所述灌溉水泵之间设置有水泵控制箱，所述水泵控制箱内设置有控制开关。
进一步地，所述主管道上设置有总阀和止回阀。
进一步地，所述分管道上设置有球阀。
进一步地，所述分管道远离所述主管道的一端设置有滴箭滴头、滴灌滴头或灌溉喷头。
进一步地，所述主管道与所述出水管之间设置有挠性接头。
本发明还公开了一种智能灌溉装置的灌溉方法，包括以下步骤：
S1向可编程控制器中输入需灌溉地区的经度和纬度，以计算得到所述需灌溉地区的日出时间及日落时间；
S2所述可编程控制器通过时钟得到实时时间，并将所述实时时间分别与灌溉设定时间、所述日出时间进行对比；
S3当所述实时时间达到所述日出时间，所述可编程控制器通过光照度传感器测得光照度数据，并累计所述光照度数据，得到光照累积量；
S4当所述实时时间达到所述灌溉设定时间后，判断所述实时时间距所述日落时间是否满足设定范围；
S5若所述实时时间距所述日落时间满足设定范围，判断所述光照累积量是否达到累积量设定值；
S6若所述光照累积量达到所述累积量设定值，所述可编程控制器开启电磁阀开始对所述需灌溉地区灌溉，并通过定时器计时；
S7当所述定时器测得累计时间达到设定的灌溉时长后，所述可编程控制器关闭所述电磁阀停止灌溉。
本发明的有益效果：根据各地的经度和纬度不同，自动计算出当地的日出日落时间，并根据不同地区、不同季节日出日落时间测量光照累积量，充分考虑光照累积量对植物生长的影响，从而调整开始灌溉的时间，更加精确的对植物进行灌溉，减少水和肥料的浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的传统灌溉方式的流程图；
图2是根据本发明实施例所述的智能灌溉装置的示意图；
图3是根据本发明实施例所述的智能灌溉装置使用时的流程图。
图中：
1、水箱；2、主管道；3、分管道；4、电磁阀；5、可编程控制器；6、光照度传感器；7、液位传感器；8、水泵控制箱；9、总阀；10、止回阀；11、球阀；12、灌溉水泵；13、挠性接头。
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2-3所示，根据本发明实施例所述的一种智能灌溉装置，包括水箱1，所述水箱1具有出水管，所述出水管连接有主管道2，所述主管道2分别连接有若干分管道3，所述出水管上设置有灌溉水泵12，所述分管道3上设置有电磁阀4，所述电磁阀4和所述灌溉水泵12均连接可编程控制器5，所述可编程控制器5包括CPU（中央处理单元）、时钟和定时器，所述可编程控制器5还连接有光照度传感器6。
在本发明的一个具体实施例中，所述水箱1中设置有液位传感器7，所述液位传感器7连接所述可编程控制器5。
在本发明的一个具体实施例中，所述可编程控制器5与所述灌溉水泵12之间设置有水泵控制箱8，所述水泵控制箱8内设置有控制开关。
在本发明的一个具体实施例中，所述主管道2上设置有总阀9和止回阀10。
在本发明的一个具体实施例中，所述分管道3上设置有球阀11。
在本发明的一个具体实施例中，所述分管道3远离所述主管道2的一端设置有滴箭滴头、滴灌滴头或灌溉喷头。
在本发明的一个具体实施例中，所述主管道2与所述出水管之间设置有挠性接头13。
本发明还公开了一种智能灌溉装置的灌溉方法，包括以下步骤：
S1向可编程控制器5中输入需灌溉地区的经度和纬度，以计算得到所述需灌溉地区的日出时间及日落时间；
S2所述可编程控制器5通过时钟得到实时时间，并将所述实时时间分别与灌溉设定时间、所述日出时间进行对比；
S3当所述实时时间达到所述日出时间，所述可编程控制器5通过光照度传感器6测得光照度数据，并累计所述光照度数据，得到光照累积量；
S4当所述实时时间达到所述灌溉设定时间后，判断所述实时时间距所述日落时间是否满足设定范围；
S5若所述实时时间距所述日落时间满足设定范围，判断所述光照累积量是否达到累积量设定值；
S6若所述光照累积量达到所述累积量设定值，所述可编程控制器5开启电磁阀4开始对所述需灌溉地区灌溉，并通过定时器计时；
S7当所述定时器测得累计时间达到设定的灌溉时长后，所述可编程控制器5关闭所述电磁阀4停止灌溉。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式对本发明的上述技术方案进行详细说明。
如图1所示，传统灌溉方式一般采用按量定时控制的方式，具体为可编程控制器5通过时钟得到实时时间，在每个时间段中设定该时间段的开始时间，判别实时时间是否进入灌溉程序设定的时间段，当实时时间到达该时间段时，自动进入该时间段，电磁阀4由关闭状态变为开启状态，灌溉开始，灌溉时用定时器计时，当累积时间到达设定的灌溉时长后，电磁阀4由开启状态变为关闭状态，灌溉结束。
如图2-3所示，本发明将传统灌溉方式中加入日出日落时间对灌溉时间及方式的影响。除了传统的按时定量控制外还加入了光照累计控制，本发明通过判断实时时间距日落的时间，避免灌溉时水对植物呼吸作用产生抑制。
本发明充分考虑各季节、各种天气的不同阳光对植物的影响，如植物的蒸腾作用、呼吸作用、有效光合作用率等对植物的影响，对植物实行按需灌溉。
本发明所述的智能灌溉装置由水箱1、出水管、主管道2、分管道3、电磁阀4、可编程控制器5、光照度传感器6、液位传感器7、灌溉水泵12。水箱1内的灌溉水泵12通过主管道2与支管道3连接，主管道2设置止回阀10（防止灌溉水倒流）和总阀9（检修时可关闭主管道2）。支管道3分别连接主管道2和需灌溉地区，支管道3的末端可采用多种灌溉模式（如滴箭滴头、滴灌滴头、灌溉喷头等），支管道3上配置球阀11（检修时可关闭该支管道3，不影响其他支管道3的灌溉，或根据种植的分布情况有选择的关闭无种植的区域处的支管道3）和电磁阀4（用于自动控制）。
水泵控制箱8通过电源线连接灌溉水泵12，水泵控制箱8内具有电机驱动器和控制开关，电机驱动器用于驱动灌溉水泵12，控制开关可实现灌溉水泵12的手动控制和自动控制。
光照度传感器6用于检测光照量，并通过传感器信号线将检测的值传输给可编程控制器5；液位传感器7用于检测水箱1内的液位，并通过传感器信号线将检测的值传输给可编程控制器5（检测水箱1的液位，防止水箱1液位太低，灌溉水泵12空转，保护灌溉水泵12的驱动电动机）。
可编程控制器5连接电磁阀4，控制对应需灌溉地区电磁阀4的开启和关闭；可编程控制器5连接灌溉水泵12，再任一电磁阀4开启后，控制灌溉水泵12的开启和关闭。
具体灌溉时，向可编程控制器5输入需灌溉地区的经度和纬度，根据经、纬度，可编程控制器5自动计算出需灌溉地区的日出日落时间；时钟初始化后进行同步时间的操作，通过时钟得到实时时间后将实时时间与灌溉设定时间对比，判断实时时间是否进入灌溉程序设定的时间段，同时在实时时间达到日出时间后，根据光照度传感器6采集的光照度数据，开始自动累计植物接收的光照能量得到光照累积量，在判断实时时间已进入灌溉程序设定的时间段，实时时间距日落的时间满足设定范围且光照累积量达到所述累积量设定值后，电磁阀4由关闭状态变为开启状态，灌溉开始，灌溉时用定时器计时，当累积时间到达设定的灌溉时长后，电磁阀4由开启状态变为关闭状态，灌溉结束。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，根据各地的经度和纬度不同，自动计算出当地的日出日落时间，并根据不同地区、不同季节日出日落时间测量光照累积量，充分考虑光照累积量对植物生长的影响，从而调整开始灌溉的时间，更加精确的对植物进行灌溉，减少水和肥料的浪费。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能灌溉装置，包括水箱（1），所述水箱（1）具有出水管，所述出水管连接有主管道（2），所述主管道（2）分别连接有若干分管道（3），所述出水管上设置有灌溉水泵（12），所述分管道（3）上设置有电磁阀（4），所述电磁阀（4）和所述灌溉水泵（12）均连接可编程控制器（5），其特征在于，所述可编程控制器（5）包括CPU、时钟和定时器，所述可编程控制器（5）还连接有光照度传感器（6）。
2.根据权利要求1所述的智能灌溉装置，其特征在于，所述水箱（1）中设置有液位传感器（7），所述液位传感器（7）连接所述可编程控制器（5）。
3.根据权利要求1所述的智能灌溉装置，其特征在于，所述可编程控制器（5）与所述灌溉水泵（12）之间设置有水泵控制箱（8），所述水泵控制箱（8）内设置有控制开关。
4.根据权利要求1所述的智能灌溉装置，其特征在于，所述主管道（2）上设置有总阀（9）和止回阀（10）。
5.根据权利要求1所述的智能灌溉装置，其特征在于，所述分管道（3）上设置有球阀（11）。
6.根据权利要求1所述的智能灌溉装置，其特征在于，所述分管道（3）远离所述主管道（2）的一端设置有滴箭滴头、滴灌滴头或灌溉喷头。
7.根据权利要求1所述的智能灌溉装置，其特征在于，所述主管道（2）与所述出水管之间设置有挠性接头（13）。
8.一种利用权利要求1所述的智能灌溉装置的灌溉方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1向可编程控制器（5）中输入需灌溉地区的经度和纬度，以计算得到所述需灌溉地区的日出时间及日落时间；
S2所述可编程控制器（5）通过时钟得到实时时间，并将所述实时时间分别与灌溉设定时间、所述日出时间进行对比；
S3当所述实时时间达到所述日出时间，所述可编程控制器（5）通过光照度传感器（6）测得光照度数据，并累计所述光照度数据，得到光照累积量；
S4当所述实时时间达到所述灌溉设定时间后，判断所述实时时间距所述日落时间是否满足设定范围；
S5若所述实时时间距所述日落时间满足设定范围，判断所述光照累积量是否达到累积量设定值；
S6若所述光照累积量达到所述累积量设定值，所述可编程控制器（5）开启电磁阀（4）开始对所述需灌溉地区灌溉，并通过定时器计时；
S7当所述定时器测得累计时间达到设定的灌溉时长后，所述可编程控制器（5）关闭所述电磁阀（4）停止灌溉。
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