CN109699460B - 城市植树造林冷凝器滴灌系统及其控制方法 - Google Patents

城市植树造林冷凝器滴灌系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了城市植树造林冷凝器滴灌系统，包括太阳能电板，抽风扇叶、半导体制冷片、收集漏斗和排水导管，太阳能电板与抽风扇叶、半导体制冷片电连接，抽风扇叶设置于半导体制冷片上方，半导体制冷片下方设置有收集漏斗，收集漏斗的出口连接有排水导管。还提供了该系统的控制方法，包括确定城市植树造林冷凝器滴灌系统所对应的植物种类；根据植物种类确定滴灌水量；控制器根据滴灌水量的值控制第一电机的转速来控制空气流经半导体制冷片的速度，进而控制冷凝水量，获得相应的滴灌水量。通过上述系统和控制方法能够实现根据不同植物的类型确定并供给不同的供水量、根据实时情况调整灌溉水量以及节能等效果。

Description

城市植树造林冷凝器滴灌系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及滴灌技术领域，尤其涉及城市植树造林冷凝器滴灌系统及其控制方法。
背景技术
近几年许多城市都在植树以提高人民的生态环境，但是新植的树木枯死的情况时有发生，这主要是对种植后的早期阶段缺乏必要的护理所致。绿化树木所需的基本条件是灌溉、施肥、修剪和防止病虫害，其中灌溉是最重要的不可忽视的一项。根据各地经验，城市树木光靠雨水是不能满足树木需要的，因为街道两旁只有树木四周土壤露出地面，难以使树木吸收足够的水分，幼树每周至少需要二点五厘米的降水量，若降水不足，每周应浇水两次，每次水量约25～40升，用15分钟使水深入根部区域。现有的灌溉技术，例如，人工浇灌(定期人工浇灌可能补充水分不足或水分过多情况)易造成新种植树木的死亡，而喷灌技术也因对植物种植及需水量没有针对性而可能造成部分树木缺水或部分树木水分太高。因此，如何实现树苗根部水分的自动供给，满足树苗对水分的要求已经成为提高树苗成活率的重要措施。
发明内容
本发明为解决上述相关技术中的一种或更多种不足而提出。根据本发明的技术方案，可以解决目前无法实现根据不同植物的类型确定并供给不同的供水量、灌溉系统无法根据实时情况调整灌溉水量以及现有的灌溉系统耗能大等问题。
为解决上述问题，本发明提供城市植树造林冷凝器滴灌系统，包括太阳能电板，抽风扇叶、半导体制冷片、收集漏斗和排水导管，太阳能电板与抽风扇叶、半导体制冷片电连接，抽风扇叶设置于半导体制冷片上方，半导体制冷片下方设置有收集漏斗，收集漏斗的出口连接有排水导管。
优选地，还包括用于驱动抽风扇叶的第一电机，太阳能电板为第一电机提供动力。
优选地，太阳能电板下方设置有用于控制太阳能电板朝东西方向转动的第二电机和用于控制太阳能电板朝南北方向转动的第三电机，太阳能电板为第二电机和第三电机提供动力。
优选地，还包括控制器，控制器与第一电机、第二电机、第三电机连接。
优选地，还包括太阳高度角检测器、太阳方位角检测器、太阳能电板高度角检测器和太阳能电板方位角检测器，太阳高度角检测器、太阳方位角检测器、太阳能电板高度角检测器和太阳能电板方位角检测器与控制器连接。
优选地，还包括空气湿度检测器，空气湿度检测器与控制器连接。
本发明还提供了城市植树造林冷凝器滴灌系统的控制方法，包括：
1)确定城市植树造林冷凝器滴灌系统所对应的植物种类；
2)根据植物种类确定滴灌水量；
3)控制器根据滴灌水量的值控制第一电机的转速来控制空气流经半导体制冷片的速度，进而控制冷凝水量，获得相应的滴灌水量。
优选地，还包括4)控制器根据太阳高度角检测器、太阳方位角检测器、太阳能电板高度角检测器和太阳能电板方位角检测器的检测数据，控制第二电机和第三电机转动，具体地，将太阳高度角与太阳能电板高度角进行比较，当两者差值超出第一阈值范围时，控制第三电机正转或反转；将太阳方位角与太阳能电板方位角行比较，当两者差值超出第二阈值范围时，控制第二电机正转或反转。
优选地，根据植物种类确定滴灌水量后，空气湿度检测器检测当前空气湿度，当空气湿度大于第三阈值时，减少滴灌水量的值，当空气湿度小于第四阈值时，增加滴灌水量的值。
优选地，根据植物种类确定滴灌水量后，空气湿度检测器检测当前空气湿度，当空气湿度大于第三阈值时，减小3)中第一电机的转速，当空气湿度小于第四阈值时，增加3)中第一电机的转速。
与现有技术相比，本发明包括但不限于以下有益效果：
本发明一方面可以满足新种植小树苗需水多少的存活问题，另一方面可以节约水资源，避免了大量的人力物力的浪费；
本发明还可根据植物的种类或类型确定不同的滴灌水量，满足不同的需求；本发明还可根据空气湿度，确定不同的滴灌水量和/或控制电机转速获得不同的滴灌水量，满足不同的需求；本发明的第二电机和第三电机能够控制太阳能电板始终与光照基本垂直，增大了发电效率和发电量。
附图说明
图1是本发明提供的城市植树造林冷凝器滴灌系统原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供的城市植树造林冷凝器滴灌系统，包括太阳能电板1，抽风扇叶2、半导体制冷片3、收集漏斗4和排水导管5，太阳能电板1与抽风扇叶2、半导体制冷片3电连接，抽风扇叶2设置于半导体制冷片3上方，半导体制冷片3下方设置有收集漏斗4，收集漏斗4的出口连接有排水导管5，其工作原理为，太阳能电板将太阳能转化为电能，为抽风扇叶和半导体制冷片提供能源，抽风扇叶将空气吸入，空气中的水分流经半导体制冷片后会冷凝下来，冷凝后的水流入收集漏斗中，收集漏斗中的水分经排水导管给植物灌溉。
优选地，还包括支架6，抽风扇叶2和半导体制冷片3设置于支架6上方，收集漏斗4设置于下方。
优选地，还包括用于驱动抽风扇叶的第一电机(图中未示出)，太阳能电板1为第一电机提供动力。
优选地，太阳能电板1下方设置有用于控制太阳能电板1东西方向转动的第二电机(图中未示出)和用于控制太阳能电板1南北方向转动的第三电机(图中未示出)，太阳能电板1为第二电机和第三电机提供动力。
优选地，还包括控制器，控制器与第一电机、第二电机、第三电机连接。
优选地，还包括太阳高度角检测器、太阳方位角检测器、太阳能电板高度角检测器和太阳能电板方位角检测器，太阳高度角检测器、太阳方位角检测器、太阳能电板高度角检测器和太阳能电板方位角检测器与控制器连接。
优选地，还包括空气湿度检测器，空气湿度检测器与控制器连接。
本发明还提了城市植树造林冷凝器滴灌系统的控制方法，包括：
1)确定城市植树造林冷凝器滴灌系统所对应的植物种类；
2)根据植物种类确定滴灌水量；
3)控制器根据滴灌水量的值控制第一电机的转速来控制空气流经半导体制冷片的速度，进而控制冷凝水量，获得相应的滴灌水量。如此控制，能够根据不同类型的植物确定不同的滴灌水量，例如有些树苗需要的水量少，有些树木需要的水量多等。
优选地，还包括4)控制器根据太阳高度角检测器、太阳方位角检测器、太阳能电板高度角检测器和太阳能电板方位角检测器的检测数据，控制第二电机和第三电机转动，具体地，将太阳高度角与太阳能电板1高度角进行比较，当两者差值超出第一阈值范围时，控制第三电机正转或反转；将太阳方位角与太阳能电板1方位角进行比较，当两者差值超出第二阈值范围时，控制第二电机正转或反转。如此控制，能够始终保证太阳的光照方向与太阳能电板基本垂直，能够最优地利用太阳能为城市植树造林冷凝器滴灌系统提供能源。
优选地，第一阈值范围为-10°-10°，第二阈值范围为-10°-10°。
优选地，根据植物种类确定滴灌水量后，空气湿度检测器检测当前空气湿度，当空气湿度大于第三阈值时，减少滴灌水量的值，当空气湿度小于第四阈值时，增加滴灌水量的值。根据空气湿度，能够适应性地改变滴灌水量，从而满足不同湿度条件下的滴灌要求。
优选地，根据植物种类确定滴灌水量后，空气湿度检测器检测当前空气湿度，当空气湿度大于第三阈值时，减小3)中第一电机的转速，当空气湿度小于第四阈值时，增加3)中第一电机的转速。根据空气湿度，通过控制电机的转速能够适应性地改变滴灌水量，从而满足不同湿度条件下的滴灌要求。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，或者对其中部分技术特征进行等同替换，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (1)

1.一种城市植树造林冷凝器滴灌系统的控制方法，其特征在于，
所述城市植树造林冷凝器滴灌系统包括太阳能电板，抽风扇叶、半导体制冷片、收集漏斗和排水导管，太阳能电板与抽风扇叶、半导体制冷片电连接，抽风扇叶设置于半导体制冷片上方，半导体制冷片下方设置有收集漏斗，收集漏斗的出口连接有排水导管；还包括用于驱动抽风扇叶的第一电机，太阳能电板为第一电机提供动力；太阳能电板下方设置有用于控制太阳能电板朝东西方向转动的第二电机和用于控制太阳能电板朝南北方向转动的第三电机，太阳能电板为第二电机和第三电机提供动力；还包括控制器，控制器与第一电机、第二电机、第三电机连接；还包括太阳高度角检测器、太阳方位角检测器、太阳能电板高度角检测器和太阳能电板方位角检测器，太阳高度角检测器、太阳方位角检测器、太阳能电板高度角检测器和太阳能电板方位角检测器与控制器连接；还包括空气湿度检测器，空气湿度检测器与控制器连接；
所述控制方法包括：
1）确定城市植树造林冷凝器滴灌系统所对应的植物种类；
2）根据植物种类确定滴灌水量；
3）控制器根据滴灌水量的值控制第一电机的转速来控制空气流经半导体制冷片的速度，进而控制冷凝水量，获得相应的滴灌水量；
4）控制器根据太阳高度角检测器、太阳方位角检测器、太阳能电板高度角检测器和太阳能电板方位角检测器的检测数据，控制第二电机和第三电机转动，具体地，将太阳高度角与太阳能电板高度角进行比较，当两者差值超出第一阈值范围时，控制第三电机正转或反转；将太阳方位角与太阳能电板方位角行比较，当两者差值超出第二阈值范围时，控制第二电机正转或反转；
5）所述根据植物种类确定滴灌水量后，空气湿度检测器检测当前空气湿度，当空气湿度大于第三阈值时，减小第一电机的转速，当空气湿度小于第四阈值时，增加第一电机的转速。
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