CN110178706A - 一种园林自动化远程遥控灌溉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种园林自动化远程遥控灌溉装置，属于现代化农业技术领域。数据监测采集单元，包括光照传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤pH传感器、温度传感器、监控摄像头，并与CPU一一相连；数据传输处理单元，包括存储器、CPU、LED显示屏、信号接收器、数据传输端、电源，所述CPU与存储器、显示屏、数据传输端、信号接收器分别相连；自动化控制单元，包括保险管、灌溉系统、手动总开关、手动单元和自动单元组成，所述自动单元包括遥控开关、计时开关、温控开关、光控开关和土壤湿度控制开关。本发明通过将各类传感器、数据传输处理系统和自动化控制系统的耦合，实现了园林灌溉的现场控制、在线远程遥控和自动化控制的一体化。
Description
技术领域
本发明涉及现代化农业技术领域，特别是一种园林自动化远程遥控灌溉装置。
背景技术
现有技术中，为了满足内植物生长的需求，需要配备相应的灌溉系统，通常灌溉系统为设置在植物生长区域内的沟渠或人为现场控制的喷灌/滴灌系统，这会造成灌溉不均，不能根据土壤湿度、温度等环境因素进行科学的自动化控制，且不能实现在线远程遥控控制等问题，园林的管理需要经验丰富的专业人员才能实现园林内灌溉得当，否则将出现植物干枯或浇水过多导致烂根等现象，但对于非专业人士，则需要耗费大量的时间在园林现场进行实时的观察与灌溉控制。
通过运用本发明的一种园林自动化远程遥控灌溉装置，能够解决上述传统园林灌溉系统不能进行远程遥控、不能根据实时的现场环境因素进行科学的自动化控制和避免一直呆在园林中耗费时间等技术问题，达到了可实时根据园林的实际温度、土壤湿度、浇水时间等因素科学的进行自动化控制浇水；可在线远程遥控灌溉系统；可通过手机、电脑端进行实时的园林现场环境及植物长势的在线监测的技术效果。
发明内容
本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种园林自动化远程遥控灌溉装置，通过将各类传感器、数据传输处理系统和自动化控制系统进行耦合，实现了园林灌溉的现场控制、在线远程遥控和自动化控制的一体化，且可以根据土壤湿度、温度等监控信息科学的进行灌溉处理，也可以通过手机、电脑端的APP进行实时的园林现场环境及植物长势的在线监测。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是。
一种园林自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于。
包括数据监测采集单元，包括光照传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤pH传感器、温度传感器、监控摄像头，并与CPU一一相连。
数据传输处理单元，包括存储器、CPU、LED显示屏、信号接收器、数据传输端、电源，所述CPU与存储器、显示屏、数据传输端、信号接收器分别相连。
自动化控制单元，包括保险管、灌溉系统、手动总开关、手动单元和自动单元组成，所述自动单元包括遥控开关、计时开关、温控开关、光控开关和土壤湿度控制开关。
其中，数据监测采集单元对园林的光照强度、温度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH和园林内植物生长的实时状态进行监测，并进行数据信号的采集；数据传输处理单元用于对实时监测的园林数据进行存储、无线传输、接收和处理；自动化控制单元可根据土壤湿度、空气温度、光照强度和设定的时间范围进行灌溉系统的控制，也可通过现场手动总开关与灌溉系统的直接相连实现现场的灌溉控制，还可以通过手动总开关与自动单元的闭合和遥控开关与灌溉系统的直接相连，并在用户的控制信号的作用下，实现远程遥控灌溉的控制，从而实现对园林灌溉的现场控制、在线远程遥控和自动化控制的一体化。
上述装置中，通过手动总开关与手动单元的闭合实现园林灌溉系统的现场控制；手动总开关与自动单元相连接，通过遥控开关根据用户发出的远程控制信号与灌溉系统直接相连实现在线远程遥控功效；通过遥控开关与计时开关、土壤湿度控制开关、温控开关、光控开关和灌溉系统的相连，可达到在设定的灌溉范围内根据园林内土壤的湿度、温度判定是否需要自动灌溉浇水，实现了科学的自动化灌溉功效。
优选的，所述数据监测采集单元的土壤pH计、土壤湿度传感器、光照传感器、温度传感器、空气湿度传感器的探头需根据园林中苗木的密度、种类、长势均匀分布。
优选的，土壤pH计和土壤湿度传感器的探头入土深度为5-30cm。
优选的，所述数据监测采集单元的监控摄像头为360度环形摄像头，在园林的两端、出入口和中部位置分别设置。
优选的，所述数据传输处理单元的存储器用于存储数据监测采集单元采集的园林实时数据，并经过CPU的处理后将数据上传至LED显示屏上，并将数据通过数据传输端上传至网络，与用户的电脑端和手机端口通过APP相连，实现用户对园林内光照强度、温度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH和园林实时状态的在线监控。
优选的，所述数据传输处理单元的信号接收器与CPU相连，用户根据可需求通过手机端或电脑端的APP对园林的灌溉系统、遥控开关及监控摄像头的监控角度下达控制信号，再将控制信号上传至网络，通过信号接收器进行接收，并反馈至CPU，CPU将控制信号进行处理并传输至自动化控制单元。
优选的，所述自动化控制单元通过手动总开关分别与自动单元和手动单元相连；所述自动单元通过遥控开关分别与灌溉系统和计时开关、土壤湿度控制开关、温控开关、光控开关相连；所述计时开关、土壤湿度控制开关、光控开关和温控开关串联接入电路中。
优选的，所述自动化控制单元在用户处于园林现场时，可通过手动总开关人工转拨至手动单元实现对园林内植物的实时现场灌溉控制。
优选的，所述遥控开关在用户未在园林现场且无在线遥控灌溉需求时，遥控开关与计时开关、温控开关、土壤湿度控制开关、光控开关和灌溉系统相连；所述灌溉系统由潜水泵、主管、支管、喷灌组成；所述管道根据园林的形状大小及田垄宽度、间距均匀布置，管道末端连接喷灌的喷头；所述灌溉系统可在计时开关设置的灌溉时间范围内，根据温控开关设置的温度范围光控开关设置的光照范围和土壤湿度控制开关设置的土壤湿度范围确定灌溉的时间、时长。
优选的，所述计时开关设置的灌溉时间范围为每天上午8:00-10：30，下午16:00-18:00自动接通电路，否则断开电路。
优选的，所述温控土壤湿度控制开关的湿度设置为小于12%时接通电路，否则断开电路。
优选的，所述的温控开关的温度设置为小于35℃时接通电路，否则断开电路；所述光控开关的光照强度设置为小于10000lux时接通电路，否则断开电路。
优选的，所述自动化控制单元在用户未在园林现场时，手动总开关处于自动单元状态；所述自动化控制单元在需要在线遥控灌溉时，可在接收到由用户发出的CPU控制信号后，远程控制遥控开关与灌溉系统直接闭合实现园林在线的实时灌溉。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果。
能够解决上述传统园林灌溉系统不能进行远程遥控、不能根据实时的现场环境因素进行科学的自动化控制和避免一直呆在园林中耗费时间等技术问题，达到了可实时根据园林的实际温度、土壤湿度、浇水时间等因素科学的进行自动化控制浇水；可在线远程遥控灌溉系统；物联网，可通过手机、电脑端进行实时的园林现场环境及植物长势的在线监测，实现园林灌溉的现场控制、在线远程遥控和自动化控制的一体化的技术效果。
1.本发明能够根据各类传感器及监控摄像头等数据监测采集单元实时在线监测园林内的光照、空气湿度、土壤湿度、土壤pH、温度和园林内植物的实时生长状况；并根据园林内实时的环境因素，通过手机或电脑端的APP实现园林内灌溉系统的远程遥控。
2.本发明可通过计时开关、遥控开关、温控开关、光控开关和土壤湿度控制开关的耦合，实现在设定的灌溉时间范围内，根据园林内实时的温度、光照和土壤湿度状况自动控制灌溉系统的闭合或断开，能较为科学的实现园林自动化灌溉控制，且节水、省水。
3.本发明在园林现场设有LED显示屏，可实时监测园林内的环境因子与植物生长状况。当用户在园林现场时，也可通过手动总开关实现现场的灌溉控制；园林内的灌溉系统为喷灌，且喷头的布置是根据园林的形状大小及田垄宽度、间距均匀布置，保证园林内植物的均匀灌溉。
附图说明
发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述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它的附图。
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明灌溉系统的结构示意图。
附图中，1-光照传感器、2-空气湿度传感器、3-土壤湿度传感器、4-土壤pH传感器、5-温度传感器、6-监控摄像头、7-存储器、8-CPU、9-LED显示屏、10-信号接收器、11-数据传输端、12-电源、13-保险管、14-手动总开关、15-自动单元、16-手动单元、17-遥控开关、18-计时开关、19-土壤湿度控制开关、20-温控开关、21-光控开关、22-灌溉系统、23-潜水泵、24-总管、25-支管、26-喷头、27-水、28-边坡、29-覆土保护层、30-园林灌溉田块
具体实施方式
一种园林自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于。
包括数据监测采集单元，包括光照传感器1、空气湿度传感器2、土壤湿度传感器3、土壤pH传感器4、温度传感器5、监控摄像头6，并与CPU8一一相连。
数据传输处理单元，包括存储器7、CPU8、LED显示屏9、信号接收器10、数据传输端11、电源12，所述CPU8与存储器7、显示屏9、数据传输端11、信号接收器10分别相连。
自动化控制单元，包括保险管13、灌溉系统22、手动总开关14、手动单元16和自动单元组成15，所述自动单元包括遥控开关17、计时开关18、温控开关20、光控开关21和土壤湿度控制开关19。
其中，数据监测采集单元对园林的光照强度、温度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH和园林内植物生长的实时状态进行监测，并进行数据信号的采集；数据传输处理单元用于对实时监测的园林数据进行存储、无线传输、接收和处理；自动化控制单元可根据土壤湿度、空气温度、光照强度和时间设定的范围进行灌溉系统22的控制，也可通过现场手动总开关14与灌溉系统22的直接相连实现现场的灌溉控制，还可以通过手动总开关14与自动单元15的闭合和遥控开关17与灌溉系统22的直接相连，并在用户的控制信号的作用下，实现远程遥控灌溉的控制，从而实现对园林灌溉的现场控制、在线远程遥控和自动化控制的一体化。
上述装置中，通过手动总开关14与手动单元16的闭合实现园林灌溉系统的现场控制；手动总开关14与自动单元15相连接，通过遥控开关17根据用户发出的远程控制信号与灌溉系统22直接相连实现在线远程遥控功效；通过遥控开关17与计时开关18、土壤湿度控制开关19、温控开关20、光控开关21和灌溉系统22的相连，可达到在设定的灌溉范围内根据园林内土壤的湿度、温度判定是否需要自动灌溉浇水，实现了科学的自动化灌溉功效。
以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。
如图1所示，数据监控采集单元中的光照传感器1、空气湿度传感器2、土壤pH传感器4、土壤湿度传感器3、温度传感器5和监控摄像头6相互串联接入电路中，且与数据传输处理单元即存储器7、CPU8、LED显示屏9、信号接收器10、数据传输端11及电源12直接串联。数据监控采集单元分别监控和采集园林内植物所处的光照强度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH、温度、及在线监控影像等数据，由电源12供电，数据监控采集单元所采集的数据均储存于存储器7中，并由CPU8进行运算、转换和处理，之后将处理后的监控数据同步上传至LED显示屏9中，以完成园林植物环境及生长状况的现场数据展示功能。
CPU8将数据监控采集单元采集的信号进行处理并通过数据传输端11上传至网络云端，用户提供手机或电脑端的APP实时查看园林内的数据和植物生长状况。当用户有远程遥控灌溉的需求时，通过手机或电脑端的APP下达控制指令数据，并上传至云端，在信号接收器接10收到信号后，将控制指令数据传输至CPU8，CPU8将控制指令数据经手动总开关14至自动单元15，再传送至遥控开关17，直接控制遥控开关17与灌溉系统22闭合，实现在线远程遥控功能。
灌溉完成后，用户可在APP中断开遥控开关17与灌溉系统22的连接，转接至计时开关18、土壤湿度控制开关19、光控开关21、温控开关20的线路上，此时，若计时开关18处于上午8:00-10：30，下午16:00-18:00的灌溉时间范围内，则计时开关18处于闭合状态；此时若光控开关21检测到光照强度小于10000lux时，光控开关处于闭合状态，否则处于断开状态；若土壤湿度控制开关19检测到湿度大于12%时断开电路，则之后的温控开关20无论检测到温度为多少均不能接通电路进行灌溉，若土壤湿度控制开关19检测到湿度仍小于12%时，闭合电路；最后再根据温控开关20实时监测的温度，若园林内温度大于35℃时，温控开关20自动断开，防止温度过高时灌溉造成植物冷热过激，影响植物的生长，若园林温度小于35℃时，自动闭合温控开关20。只有当灌溉时间、温度、光照、土壤湿度均处于设置的范围内，整个灌溉系统22的电路才能形成闭合通路，实现在设置的灌溉时间内，根据设定的光照、温度、土壤湿度控制灌溉系统22进行自动化灌溉。
当自动单元15的遥控开关17与计时开关18、光控开关21、土壤湿度控制开关19、温控开关20和灌溉系统22相连时，则会根据计时开关18设置好的灌溉时间和园林内实际的空气温度、光照强度和土壤湿度状况进行综合判断，当灌溉时间、光照强度、空气温度和土壤湿度均符合灌溉条件时，即灌溉时间在上午8:00-10：30，下午16:00-18:00；光照强度小于10000lux；灌溉温度小于 35℃；灌溉的土壤湿度小于12%时，所述的计时开关18、光控开关21、温控开关20和土壤湿度控制开关19才会闭合，形成闭合回路，控制灌溉系统22进行自动化灌溉。而当光照强度、土壤湿度、温度和灌溉时间的任意因素不在设定的范围内时，电路均处于断开状态，灌溉系统22不会进行灌溉操作，防止灌溉操作不当对园林内植物的生长造成负面影响。
当用户处于现场时，若对园林有灌溉需求，可通过手动总开关14与灌溉系统22的直接闭合实现现场的灌溉操作。综上所述，本发明可根据用户的不同需求实现在线远程遥控、现场控制和自动化控制一体化的技术效果，并且，可通过手机、电脑端的APP进行实时的园林现场环境及植物长势的在线监测。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种园林自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：包括
数据监测采集单元，包括光照传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤pH传感器、温度传感器、监控摄像头，并与CPU一一相连；
数据传输处理单元，包括存储器、CPU、LED显示屏、信号接收器、数据传输端、电源，所述CPU与存储器、显示屏、数据传输端、信号接收器分别相连；
自动化控制单元，包括保险管、灌溉系统、手动总开关、手动单元和自动单元组成，所述自动单元包括遥控开关、计时开关、温控开关、光控开关和土壤湿度控制开关；
其中，数据监测采集单元对园林的光照强度、温度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH和园林内植物生长的实时状态进行监测，并进行数据信号的采集；数据传输处理单元用于对实时监测的园林数据进行存储、无线传输、接收和处理；自动化控制单元可根据土壤湿度、空气温度、光照强度和设定的时间范围进行灌溉系统的控制，也可通过现场手动总开关与灌溉系统的直接相连实现现场的灌溉控制，还可以通过手动总开关与自动单元的闭合和遥控开关与灌溉系统的直接相连，并在用户的控制信号的作用下，实现远程遥控灌溉的控制，从而实现对园林灌溉的现场控制、在线远程遥控和自动化控制的一体化。
2.如权利要求1所述的一种园林自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述数据监测采集单元的土壤pH计、土壤湿度传感器、光照传感器、温度传感器、空气湿度传感器的探头需根据园林中苗木的密度、种类、长势均匀分布，其中土壤pH计和土壤湿度传感器的探头入土深度为5-30cm。
3.如权利要求1所述的一种园林自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述数据监测采集单元的监控摄像头为360度环形摄像头，在园林的两端、出入口和中部位置分别设置。
4.如权利要求1所述的一种园林自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述数据传输处理单元的存储器用于存储数据监测采集单元采集的园林实时数据，并经过CPU的处理后将数据上传至LED显示屏上，并将数据通过数据传输端上传至网络，与用户的电脑端和手机端口通过APP相连，实现用户对园林内光照强度、温度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH和园林实时状态的在线监控。
5.如权利要求1所述的一种园林自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述数据传输处理单元的信号接收器与CPU相连，用户根据可需求通过手机端或电脑端的APP对园林的灌溉系统、遥控开关及监控摄像头的监控角度下达控制信号，再将控制信号上传至网络，通过信号接收器进行接收，并反馈至CPU，CPU将控制信号进行处理并传输至自动化控制单元。
6.如权利要求1所述的一种园林自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述自动化控制单元通过手动总开关分别与自动单元和手动单元相连；所述自动单元通过遥控开关分别与灌溉系统和计时开关、土壤湿度控制开关、温控开关、光控开关相连；所述计时开关、土壤湿度控制开关、光控开关和温控开关串联接入电路中。
7.如权利要求1所述的一种园林自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述自动化控制单元在用户处于园林现场时，可通过手动总开关人工转拨至手动单元实现对园林内植物的实时现场灌溉控制。
8.如权利要求1所述的一种园林自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述遥控开关在用户未在园林现场且无在线遥控灌溉需求时，遥控开关与计时开关、温控开关、土壤湿度控制开关、光控开关和灌溉系统相连；所述灌溉系统由潜水泵、主管、支管、喷灌组成；所述管道根据园林的形状大小及田垄宽度、间距均匀布置，管道末端连接喷灌的喷头；所述灌溉系统可在计时开关设置的灌溉时间范围内，根据温控开关设置的温度范围光控开关设置的光照范围和土壤湿度控制开关设置的土壤湿度范围确定灌溉的时间、时长。
9.如权利要求1所述的一种园林自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述计时开关设置的灌溉时间范围为每天上午8:00-10：30，下午16:00-18:00自动接通电路，否则断开电路；所述温控土壤湿度控制开关的湿度设置为小于12%时接通电路，否则断开电路；所述的温控开关的温度设置为小于35℃时接通电路，否则断开电路；所述光控开关的光照强度设置为小于10000lux时接通电路，否则断开电路。
10.如权利要求1所述的一种园林自动化远程遥控灌溉装置，其特征在于：所述自动化控制单元在用户未在园林现场时，手动总开关处于自动单元状态；所述自动化控制单元在需要在线遥控灌溉时，可在接收到由用户发出的CPU控制信号后，远程控制遥控开关与灌溉系统直接闭合实现园林在线的实时灌溉。
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