CN109463264A - 一种轻型花坛的智能浇水控制装置 - Google Patents

一种轻型花坛的智能浇水控制装置 Download PDF

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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

一种轻型花坛的智能浇水控制装置
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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