CN109463264A - 一种轻型花坛的智能浇水控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轻型花坛的智能浇水控制装置，包括单片机，所述单片机的输入端与湿度传感器相连，所述单片机的输出端依次通过继电器、12V直流适配器、电磁阀与水阀相连，所述的单片机与继电器均与电源相连，所述的单片机与电源之间还设有电压转换器，所述的继电器为常闭型继电器，所述的电磁阀为常闭型电磁阀，所述的水阀设置在进水管上用以控制进水管水路的通断，所述的进水管与预埋在花坛内的喷水系统相连，所述的湿度传感器埋设在花坛内的土壤中。由上述技术方案可知，本发明通过湿度传感器来感知土壤的湿度，并通过单片机来控制进水管的通断，实现了智能化浇水。
Description
技术领域
本发明涉及一种轻型花坛的智能浇水控制装置。
背景技术
传统的屋顶花坛采用木质材料组装而成，其结构为下部封装、上部开口、四周木板间隔围成的5面结构木箱，此种结构的花坛的种植养护方式是将营养土放置其中，再将灌木种植在营养土内，再用水壶浇水的方式进行养护，此种结构较为传统，需要人工浇水施肥、浇水不容易浇透营养土根部，而且容易从上部营养土中溢水到花坛外部，造成泥土流失和污染、故此花坛绿植的养护成本较高，已不适于当今智能化和节省人工的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轻型花坛的智能浇水控制装置，该花坛可实现自动浇水施肥，且水流不会溢到花坛外部。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括单片机，所述单片机的输入端与湿度传感器相连，所述单片机的输出端依次通过继电器、12V直流适配器、电磁阀与水阀相连，所述的单片机与继电器均与电源相连，所述的单片机与电源之间还设有电压转换器，所述的继电器为常闭型继电器，所述的电磁阀为常闭型电磁阀，所述的水阀设置在进水管上用以控制进水管水路的通断，所述的进水管与预埋在花坛内的喷水系统相连，所述的湿度传感器埋设在花坛内的土壤中。
所述的花坛包括方形的围栏，所述围栏的底部设有承重渗水板，所述承重渗水板的上方铺设有透水层，所述透水层的上方铺设有土壤层，所述承重渗水板的下方设有集水板，所述的集水板上设有出水口，所述出水口的正下方设有排水槽。
所述的喷水系统包括竖直方向预埋在花坛内的喷水管，所述喷水管的顶部高于土壤层，且喷水管的顶部设有喷头，所述喷水管的底部与输水管连通，所述输水管的一端或两端悬伸于花坛的外侧，且输水管与进水管的出口连通。
所述的花坛内还预埋有溢水管，所述溢水管的顶部设有喇叭状的进水口，所述溢水管的底部位于集水板的上方。
所述的透水层由煤渣、粗砂粒、碎石组成，所述透水层的铺设厚度大于等于10mm。
所述的土壤层为无菌椰土层，且土壤层的上表面铺设为斜面，该斜面的一端距离围栏上边缘40mm，该斜面的另一端距离围栏上边缘20mm，所述的溢水管设置在土壤层较低的一侧，且溢水管顶部的进水口高于该侧土壤层5mm。
所述集水板与承重渗水板之间的间距为100mm。
所述的承重渗水板由防腐木或复合工程塑料制成，所述的承重渗水板包括平板，所述的平板上开设有多个相平行的长条孔，所述长条孔的宽度小于等于10mm，所述平板的下方设有与花坛支腿相连的加强横杆。
所述围栏的内侧面及四角处分别设有花坛支腿，所述的花坛支腿沿花坛的高度方向设置，花坛支腿的上平面与围栏的上平面相平齐，花坛支腿的下平面低于围栏的下平面。
由上述技术方案可知，本发明通过湿度传感器来感知土壤的湿度，并通过单片机来控制进水管的通断，实现了智能化浇水。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的控制框图；
图3是本发明花坛的立体结构示意图；
图4是本发明花坛的的剖面图；
图5是承重渗水板的主视图；
图6是图5的俯视图；
图7是集水板的主视图；
图8是图7的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1、图2所示的一种轻型花坛的智能浇水控制装置，包括单片机1，单片机1的输入端与湿度传感器2相连，单片机1的输出端依次通过继电器3、12V直流适配器4、电磁阀5与水阀6相连，单片机1与继电器3均与电源7相连，单片机1与电源7之间还设有电压转换器8，继电器3为常闭型继电器，电磁阀5为常闭型电磁阀，水阀6设置在进水管9上用以控制进水管水路的通断，进水管9与预埋在花坛内的喷水系统相连，湿度传感器2埋设在花坛内的土壤中。具体地说，电压转化器8用于将220V的交流电转为5V的直流电，给单片机1供电；电磁阀5用于控制水阀6的打开或关闭，电磁阀5为常闭型电磁阀，即浇水时电磁阀5导通，水阀6打开，不浇水时电磁阀5断开，水阀6关闭；12V直流适配器用于将220V的交流电转为12V的直流电，继电器3用于控制12V直流适配器的通断。
进一步的，如图3、图4所示，喷水系统包括竖直方向预埋在花坛内的喷水管10，喷水管10的顶部高于土壤层50，且喷水管10的顶部设有喷头11，喷水管10的底部与输水管12连通，输水管12的一端或两端悬伸于花坛的外侧，且输水管12与进水管9的出口连通。优选的，本实施例中设置3根喷水管10，喷水管10通过三通接头与输水管12连通。更为优选的，进水管9可以同时与多个花坛的输水管相连，也可以同时与草坪植被的输水管相连。
进一步的，花坛内还预埋有溢水管80，溢水管80的顶部设有喇叭状的进水口81，溢水管80的底部位于集水板60的上方。浇水时，土壤层50上方的积水通过溢水管80向下流动，直至进入集水板60；喇叭状的进水口81的位置高于土壤层50的上表面5mm是为了便于收集溢水处的水，并且能阻挡一部分土壤进入溢水管。
进一步的，花坛包括方形的围栏20，围栏20的底部设有承重渗水板30，承重渗水板30的上方铺设有透水层40，透水层40的上方铺设有土壤层50，承重渗水板30的下方设有集水板60，如图7、图8所示，集水板60上设有出水口61，出水口61的正下方设有排水槽70；集水板60的作用是收集从承重渗水板30渗透过的水滴或溢水管80的水流，水滴和水流汇集后通过出水口61流到排水槽70。排水槽70用于排出花坛土壤的渗漏水和浇水时溢出的水，排水槽70可直接通过水泥凝固的方式固定在屋顶上，或者通过钢丝悬挂在花坛底部。湿度传感器2预先埋在土壤层50中，以测量土壤的湿度。
具体的，透水层40由煤渣、粗砂粒、碎石组成，透水层40的铺设厚度大于等于10mm。即透水层40铺设在承重渗水板30与土壤层50之间，其作用是隔开土壤层与承重渗水板，防止土壤腐蚀承重渗水板30，同时又能将土壤中的水简单粗滤，过滤的水流经过承重渗水板滴到集水板60上。透水层40由煤渣、粗砂粒、碎石等材料铺设而成，厚度铺设10毫米及以上即可。
进一步的，土壤层50为无菌椰土层，且土壤层50的上表面铺设为斜面，该斜面的一端距离围栏20上边缘40mm，该斜面的另一端距离围栏20上边缘20mm，溢水管80设置在土壤层50较低的一侧，且溢水管80顶部的进水口高于该侧土壤层5mm。
进一步的，集水板60与承重渗水板30之间的间距为100mm。
进一步的，如图5、图6所示，承重渗水板30由防腐木或复合工程塑料制成，承重渗水板30包括平板31，平板31上开设有多个相平行的长条孔32，长条孔32的宽度小于等于10mm，平板31的下方设有与花坛支腿相连的加强横杆33。承重渗水板30对土壤起到承重的作用，浇水后，液态水能够从上向下渗透。
进一步的，围栏20的内侧面及四角处分别设有花坛支腿21，花坛支腿21沿花坛的高度方向设置，花坛支腿21的上平面与围栏20的上平面相平齐，花坛支腿21的下平面低于围栏20的下平面。
本发明的工作原理如下：
当湿度传感器感知的湿度低于设定值时，湿度传感器传递信号给单片机，单片机开始工作，继电器导通，12V直流适配器通电，电磁阀打开，并通过磁力控制水阀打开，进水管向输水管供水，水流进入喷水管，由喷头喷出，对花坛内的植被和土壤层进行浇水；当湿度传感器感知的湿度到达设定值时，单片机停止工作，继电器断开，电磁阀及水阀关闭，进水管停止向输水管供水。浇水时，水流由土壤层流至透水层，再通过承重渗水板上的长条孔渗出，进入集水板，并由集水板上的出水口流至排水槽。
本发明中花坛的装配过程如下：
1、先将围栏与承重渗水板通过铁钉装配成一体；
2、在承重渗水板上铺装透水层，最低厚度不低于10毫米（铺装烁石材料时不应低于20毫米），铺装均匀，表面水平；
3、铺装土壤厚度为20毫米时，将输水管、喷水管和溢水管预先埋入土壤内，使喷水管的喷头垂直朝上、溢水管的进水口朝上；
4、继续铺装土壤，使土壤层的上表面形成一个坡度，坡度低的一端是溢水管预埋的位置，且要求溢水管的进水口高于土壤层上表面5毫米左右；
5、在承重渗水板下方100毫米的位置处装配集水板；集水板采用木螺钉紧固在围栏上；
6、在集水板出水口的正下方固定排水槽。
本发明的有益效果在于：1）通过湿度传感器来感知土壤的湿度，并通过单片机来控制进水管的通断，实现智能化浇水；2）土壤层采用无菌椰土，质量轻，花坛整体对屋顶的承重要求低；3）喷水管总成、溢水管、透水层、承重渗水板、集水板、排水槽组成了一个水循环系统，即在浇水时不会有液态水溢出花坛，通过土壤渗透的水有集水板收集亦可排出花坛，从而保证了浇水不怕溢水，浇多了不怕淹根（水过渡时对花坛植物根系的副作用）的技术设计；4）本发明的花坛没有水的溢出，避免了水渗透到屋顶水泥层，既可以免做屋顶防水，又从根本上杜绝了普通屋顶花坛渗水穿透屋顶层造成对楼房的危害。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种轻型花坛的智能浇水控制装置，其特征在于：包括单片机（1），所述单片机（1）的输入端与湿度传感器（2）相连，所述单片机（1）的输出端依次通过继电器（3）、12V直流适配器（4）、电磁阀（5）与水阀（6）相连，所述的单片机（1）与继电器（3）均与电源（7）相连，所述的单片机（1）与电源（7）之间还设有电压转换器（8），所述的继电器（3）为常闭型继电器，所述的电磁阀（5）为常闭型电磁阀，所述的水阀（6）设置在进水管（9）上用以控制进水管水路的通断，所述的进水管（9）与预埋在花坛内的喷水系统相连，所述的湿度传感器（2）埋设在花坛内的土壤中。
2.根据权利要求1所述的轻型花坛的智能浇水控制装置，其特征在于：所述的花坛包括方形的围栏（20），所述围栏（20）的底部设有承重渗水板（30），所述承重渗水板（30）的上方铺设有透水层（40），所述透水层（40）的上方铺设有土壤层（50），所述承重渗水板（30）的下方设有集水板（60），所述的集水板（60）上设有出水口（61），所述出水口（61）的正下方设有排水槽（70）。
3.根据权利要求1所述的轻型花坛的智能浇水控制装置，其特征在于：所述的喷水系统包括竖直方向预埋在花坛内的喷水管（10），所述喷水管（10）的顶部高于土壤层（50），且喷水管（10）的顶部设有喷头（11），所述喷水管（10）的底部与输水管（12）连通，所述输水管（12）的一端或两端悬伸于花坛的外侧，且输水管（12）与进水管（9）的出口连通。
4.根据权利要求1所述的轻型花坛的智能浇水控制装置，其特征在于：所述的花坛内还预埋有溢水管（80），所述溢水管（80）的顶部设有喇叭状的进水口（81），所述溢水管（80）的底部位于集水板（60）的上方。
5.根据权利要求1所述的轻型花坛的智能浇水控制装置，其特征在于：所述的透水层（40）由煤渣、粗砂粒、碎石组成，所述透水层（40）的铺设厚度大于等于10mm。
6.根据权利要求4所述的轻型花坛的智能浇水控制装置，其特征在于：所述的土壤层（50）为无菌椰土层，且土壤层（50）的上表面铺设为斜面，该斜面的一端距离围栏（20）上边缘40mm，该斜面的另一端距离围栏（20）上边缘20mm，所述的溢水管（80）设置在土壤层（50）较低的一侧，且溢水管（80）顶部的进水口高于该侧土壤层5mm。
7.根据权利要求2所述的轻型花坛的智能浇水控制装置，其特征在于：所述集水板（60）与承重渗水板（30）之间的间距为100mm。
8.根据权利要求2所述的轻型花坛的智能浇水控制装置，其特征在于：所述的承重渗水板（30）由防腐木或复合工程塑料制成，所述的承重渗水板（30）包括平板（31），所述的平板（31）上开设有多个相平行的长条孔（32），所述长条孔（32）的宽度小于等于10mm，所述平板（31）的下方设有与花坛支腿相连的加强横杆（33）。
9.根据权利要求2所述的轻型花坛的智能浇水控制装置，其特征在于：所述围栏（20）的内侧面及四角处分别设有花坛支腿（21），所述的花坛支腿（21）沿花坛的高度方向设置，花坛支腿（21）的上平面与围栏（20）的上平面相平齐，花坛支腿（21）的下平面低于围栏（20）的下平面。
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